@phdthesis{Klement2001,
  author    = {Klement, Jochen},
  title     = {Zur Abh{\"a}ngigkeit der Parameter der Blutgasanalyse aus dem Nabelschnurblut des Neugeborenen von der Lagerung der Probe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3016},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {In der vorliegenden Studie sollte gepr{\"u}ft werden, ob eine Blutgasanalyse aus Nabelschnurblut, deren Substrat unmittelbar nach der Geburt gewonnen wurde, die aber mit gr{\"o}ßerer Latenz durchgef{\"u}hrt wurde, Werte erbringt, die einen R{\"u}ckschluß auf den Blutgasstatus zum Zeitpunkt der Geburt erlauben. Praktische Relevanz kann eine solche Aussagem{\"o}glichkeit im Rahmen von Sectiones bei versp{\"a}teter Messung oder bei Latenz zwischen Blutentnahme und Analyse der Probe im Rahmen von Hausgeburten erlangen. Bei einer Lagerungstemperatur von 24-25°C wurden anhand einer 77 Proben starken Studie die Abweichungen vom Ausgangswert bis 30 Stunden post partum bestimmt. Mit diesen Werten wurde durch einfache Subtraktion der Versuch unternommen, arterielle und ven{\"o}se Stichproben auf den Ausgangswert zum Zeitpunkt der Geburt zur{\"u}ckzurechnen. Folgende Parameter wurden ber{\"u}cksichtigt: pH, pCO2, pO2, SBC, ABE, SBE. Die R{\"u}ckrechnung der Parameter nach der oben genannten Formel durch einfache Subtraktion erbrachte folgende Ergebnisse: signifikante Unterschiede zwischen errechnetem und gemessenem Wert ergaben sich: · nach vier, acht, zw{\"o}lf und 16 Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen pHs, · nach zw{\"o}lf und 16 Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen pCO2, · nach acht und zw{\"o}lf Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen pO2, · nach acht und zw{\"o}lf Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen SBC, · nach acht und zw{\"o}lf Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen ABE, · nach zw{\"o}lf Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des ven{\"o}sen SBE, · nach acht Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des arteriellen ABE, · nach acht Stunden f{\"u}r die R{\"u}ckrechnung des arteriellen SBE. Die Folgerungen, die aus den Ergebnissen gezogen werden k{\"o}nnen, lauten wie folgt: · Ein nachtr{\"a}glich zu bestimmender Blutgasstatus sollte aus arteriellem Nabelschnurblut gewonnen werden. · Es empfiehlt sich die Analyse innerhalb einer Lagerungsdauer von vier Stunden. · Bei einer Sectio caesarea k{\"o}nnte die Analyse auch erst am Ende des operativen Eingriffs erfolgen, ohne daß es zu signifikanten {\"A}nderungen eines der Parameter kommt. · Steht ein K{\"u}hlschrank zur Verf{\"u}gung, kann die {\"A}nderung der Parameter durch Lagerung im K{\"u}hlschrank geringer gehalten werden. · Mit den Parametern pH, pCO2, SBC, ABE und SBE l{\"a}ßt sich bis zu vier Stunden nach der Geburt der arterielle S{\"a}ure-Basen-Haushalt und damit die Sauerstoffversorgung des Kindes sub partu beurteilen. Explizit lassen sich schwerwiegende Entgleisungen im Einzelfall ausschließen. Insofern ließe sich bei rechtzeitiger Analyse einer bei einer Hausgeburt vor Ort entnommenen Probe eine krasse Fehlleistung des Geburtshelfers als wahrscheinlich oder unwahrscheinlich einstufen. Eine weitere Ausdehnung der Lagerungsdauer f{\"u}hrt zu gr{\"o}ßeren Ungenauigkeiten in der R{\"u}ckrechnung und folglich zu gr{\"o}ßeren Fehlern.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{ElBarkani2000,
  author    = {El-Barkani, Abdelmalic},
  title     = {Molekulargenetische Charakterisierung des pH-regulierten Dimorphismus und der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression von Candida albicans und Entwicklung eines Reportersystem f{\"u}r Candida glabrata},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1125},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Candida albicans ist in der Lage seine Zellmorphologie in Abh{\"a}ngigkeit von Umweltfaktoren zu ver{\"a}ndern (Odds, 1988). Dieser morphologische Formenwechsel ist ein wesentlicher Pathogenit{\"a}tsfaktor von C. albicans. Der pH-Wert geh{\"o}rt zu den wichtigen Umweltfaktoren, welche die Zellmorphologie von C. albicans beeinflussen. Bei sauren pH-Werten w{\"a}chst C. albicans als unizellul{\"a}rer Sprosspilz, w{\"a}hrend bei neutralen pH-Werten und einer Umgebungstemperatur von 37°C die filament{\"o}se Form dominiert (Buffo et al., 1984). C. albicans reagiert auf unterschiedliche pH-Werte mit der differentiellen Expression bestimmter Gene. Zu diesen geh{\"o}ren die funktional homologen Gene PHR1 und PHR2, deren Genprodukte an der Synthese der Pilzzellwand beteiligt sind. PHR1 wird im neutralen Milieu induziert, w{\"a}hrend PHR2 im sauren Milieu exprimiert wird. Die Deletion von PHR1 oder PHR2 f{\"u}hrt zu pH-abh{\"a}ngigen Defekten des Wachstums, der Zellmorphologie und der Virulenz (Saporito-Irwin et al., 1995; M{\"u}hlschlegel und Fonzi, 1997; De Bernardis et al., 1998). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde anhand der Isolierung von phr2D-Revertanten der Zusammenhang der molekularen Regulation des morphologischen Formenwechsels und der pH-regulierten Expression von Genen, die eine wichtige Funktion bei der Zellwandsynthese besitzen, untersucht. Die phr2D-Revertanten waren in der Lage bei einem pH-Wert von 4 zu wachsen und zu filamentieren. Das irregul{\"a}re Wachstum der Revertanten war auf eine konstitutive Expression des PHR1-Gens zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Dagegen spielte das bei sauren pH-Werten exprimierte PHR1 keine Rolle f{\"u}r das atypische Filamentierungsverhalten der Revertanten. Die molekulargenetische Untersuchung unabh{\"a}ngiger phr2D-Revertanten zeigte, dass eine heterozygote dominant-aktive Mutation im RIM101-Lokus f{\"u}r den Ph{\"a}notyp der Revertanten verantwortlich war. RIM101 ist demnach das Schl{\"u}sselelement des pH-regulierten Dimorphismus. Diese Ergebnisse zeigten zudem, dass der in Aspergillus nidulans und anderen Pilzen beschriebene molekulare Mechanismus der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression auch in C. albicans konserviert ist. Die Expression multipler wildtypischer oder mutierter RIM101-Kopien f{\"u}hrte zur Suppression des Temperatursignals, welches f{\"u}r das pH-abh{\"a}ngige filament{\"o}se Wachstum notwendig ist. Demnach konvergieren die Umweltsignale pH-Wert und Temperatur auf gemeinsame Zielgene. RIM101 von C. albicans scheint seine eigene Expression zu induzieren. Konstitutiv aktive RIM101-Allele verursachen eine starke Expression von RIM101 bei pH 4. Im Wildtyp dagegen wird RIM101 bei sauren pH-Werten nur schwach exprimiert. Die Inaktivierung der MAP Kinase Kaskade und der cAMP-abh{\"a}ngigen Kaskade durch Deletion der beiden Gene CPH1 und EFG1 f{\"u}hrt zur Blockade der morphologischen Flexibilit{\"a}t von C. albicans (Lo et al., 1997). Mit Hilfe eines dominant-aktiven RIM101-Allels wurde eine m{\"o}gliche Wechselwirkung von RIM101 mit diesen Filamentierungskaskaden untersucht. Diese Untersuchungen ergaben, dass der pH-regulierte Dimorphismus von EFG1 abh{\"a}ngig war. Dagegen war die pH-regulierte Genexpression unabh{\"a}ngig von EFG1. C. albicans und Candida glabrata sind als opportunistische Krankheitserreger in der Lage diverse Gewebe und Organe zu besiedeln und zu infizieren. Das {\"U}berleben in den unterschiedlichen Wirtsnischen erfordert daher eine hohe Anpassungsf{\"a}higkeit. Auf unterschiedliche Umweltbedingungen reagiert C. albicans, wie oben beschrieben, mit der Expression bestimmter Gene, wie z. B. PHR1, PHR2 und RIM101. W{\"a}hrend die Genregulation in C. albicans in den letzten Jahren intensiv erforscht wurde, ist {\"u}ber die differentielle Genexpression in der klinisch zunehmend wichtigen Spezies C. glabrata kaum etwas bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Etablierung eines geeigneten Reportersystems f{\"u}r C. glabrata angestrebt, welches zur Untersuchung der Genregulation und der Identifizierung differentiell exprimierter Gene eingesetzt werden kann. Das lacZ-Gen wurde als Reporter f{\"u}r die Genexpression in C. glabrata getestet. Die Resultate zeigten die Funktionalit{\"a}t des bakteriellen lacZ-Gens als Reporter f{\"u}r die Genexpression in C. glabrata. Zu dem wurden C. glabrata / E. coli Shuttle-Vektoren entwickelt, die f{\"u}r translationelle Genfusionen zum lacZ verwendet werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kurzai2001,
  author    = {Kurzai, Oliver},
  title     = {Molekulare Charakterisierung pH-regulierter Gene bei der humanpathogenen Hefespezies Candida dubliniensis und ihr Nutzen f{\"u}r die epidemiologische Diagnostik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182281},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Candida dubliniensis ist eine 1995 erstmals beschriebene pathogene Hefespezies mit enger phylogenetischer Verwandtschaft zu Candida albicans. Sie wird mittels routinem{\"a}ßig angewendeter Verfahren nicht von C. albicans unterschieden, weil sie als einzige Spezies im Genus Candida neben C. albicans Chlamydosporen ausbilden kann. C. dubliniensis ist bisher vor allem aus dem Oropharynx HIV-positiver Patienten isoliert worden. PHR1 und PHR2 sind funktionell homologe, pH-abh{\"a}ngig exprimierte Gene von C. albicans, deren Produkte essentiell f{\"u}r die Verkn{\"u}pfung von b-1,3- und b-1,6-Glukan in der Zellwand sind. Die Deletion jedes dieser Gene f{\"u}hrt zu einem pH-abh{\"a}ngigen Ph{\"a}notyp mit aberranter Morphogenese in vitro und reduzierter Virulenz im Tiermodell. In dieser Arbeit werden PHR homologe Gene im Genom von C. dubliniensis charakterisiert. CdPHR1 weist eine Homologie von 90,5 Prozent zu PHR1 und CdPHR2 eine Homologie von 91,7 Prozent zu PHR2 auf. Wie PHR1 wird auch CdPHR1 nur unter neutralen und alkalischen Bedingungen exprimiert, w{\"a}hrend sich CdPHR2 Transkript, wie das von PHR2, nur unter sauren Bedingungen nachweisen l{\"a}sst. Die funktionelle Homologie von CdPHR1 zu PHR1 wird durch Komplementation des Ph{\"a}notyps einer C. albicans phr1 Mutante mit CdPHR1 gezeigt. Dabei erweist sich der native Promoter von CdPHR1 als funktional in C. albicans. Im Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae wird CdPHR1 unter Kontrolle seines nativen Promotors dagegen pH-unabh{\"a}ngig exprimiert. Auch die zus{\"a}tzliche Einf{\"u}hrung eines mutierten, dominant aktiven Allels von RIM101, das in C. albicans f{\"u}r die pH-abh{\"a}ngige Genexpression verantwortlich ist, hat darauf keinen Einfluss. In C. glabrata und Aspergillus nidulans findet sich keine Expression von CdPHR1. Basierend auf Sequenzunterschieden zwischen PHR1 und CdPHR1 wird ein PCR-Schnelltest zur Speziesunterscheidung entwickelt. Dieser wird in einer epidemiologischen Studie mit 133 chlamydosporenpositiven klinischen Isolaten evaluiert. 21 oropharyngeale Isolate von 14 HIV-positiven Patienten k{\"o}nnen so retrospektiv als C. dubliniensis klassifiziert werden, dies entspricht einer Pr{\"a}valenz von C. dubliniensis in diesem Kollektiv von 30 Prozent. Die Ergebnisse der PCR werden durch Sequenzierung ribosomaler Gene (V3, ITS1, ITS2) best{\"a}tigt. Parallel werden ph{\"a}notypische Tests zur Identifizierung von C. dubliniensis auf ihre diagnostische Validit{\"a}t getestet. W{\"a}hrend sich die Chlamydosporenmorphologie der Isolate und die Kolonief{\"a}rbung auf dem Farbindikatormedium CHROMagar Candida als unzul{\"a}nglich f{\"u}r die Unterscheidung erweisen und das f{\"u}r C. dubliniensis beschriebene Wachstumsdefizit bei 45°C zwar sensitiv, nicht aber spezifisch f{\"u}r die Identifizierung dieser Spezies ist, korreliert die Koloniemorphologie auf Staib-Agar zu 100 Prozent mit den molekularen Daten. Alle C. dubliniensis Isolate werden in einem biochemischen Assay (Micronaut RC) untersucht, dabei zeigt der Test auf b-Glukosidase Aktivit{\"a}t hohes diskriminatorisches Potenzial. In Resistenztestungen zeigen sich die C. dubliniensis Isolate sensibler als die oropharyngealen C. albicans Isolate gegen gebr{\"a}uchliche Antimykotika. In dieser Studie kann gezeigt werden, dass C. dubliniensis und C. albicans auf teilweise austauschbare Mechanismen zur Reaktion auf Alterationen des pH-Milieus verf{\"u}gen. Die pH-abh{\"a}ngige Regulation zellwandassoziierter Gene ist dabei eng mit morphogenetischen Prozessen verbunden. Trotz dieser {\"A}hnlichkeit ist C. dubliniensis nicht nur weniger virulent als C. albicans, sondern zeigt auch ein unterschiedliches epidemiologisches Spektrum, das durch eine Spezialisierung auf oropharyngeale Kolonisation und Infektion bei HIV-positiven Patienten gekennzeichnet ist. Um die Gr{\"u}nde f{\"u}r diese Unterschiede aufzeigen zu k{\"o}nnen, ist eine verl{\"a}ssliche Identifizierung von C. dubliniensis notwendig. Dazu stellen die pr{\"a}sentierten Daten einerseits einen schnellen und verl{\"a}sslichen PCR Test, andererseits eine sorgf{\"a}ltige Evaluierung derzeit gebr{\"a}uchlicher ph{\"a}notypischer Verfahren vor. Ph{\"a}notypisch und genotypisch exzellent charakterisierte Isolate beider Spezies stehen f{\"u}r weitere Untersuchungen zur Verf{\"u}gung.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zeller2004,
  author    = {Zeller, Daniel},
  title     = {Konsequenzen progressiver trunkierender Mutationen des Transkriptionsfaktors RIM101 in Candida albicans f{\"u}r Wachstum und pH-abh{\"a}ngigen Dimorphismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11223},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Candida albicans ist ein opportunistischer Hefepilz, den die meisten gesunden Menschen als harmlosen Kommensalen des Verdauungstraktes beherbergen. Bei einer Schw{\"a}chung des Immunsystemes kann es jedoch zu schweren Candida-Infektionen bis hin zur lebensbedrohlichen Pilzsepsis kommen. Neben anderen Virulenzfaktoren spielt offenbar der Polymorphismus, also die F{\"a}higkeit, sowohl in einer sprossenden Hefeform als auch in einer filament{\"o}sen Hyphenform zu wachsen, eine bedeutende Rolle in der Pathogenit{\"a}t von C._albicans. Welche Wachstumsform {\"u}berwiegt, h{\"a}ngt entscheidend von den Wachstumsbedingungen, insbesondere auch vom pH-Wert, ab. Im Zentrum des pH-abh{\"a}ngigen Transduktionsweges steht der alkalisch-exprimierte Transkriptionsfaktor RIM101, dessen inaktive Vorl{\"a}uferform unter neutralen bzw. alkalischen Wachstumsbedingungen vermutlich durch eine zweistufige proteolytische Prozessierung des C-Terminus in (mindestens) eine aktive Form {\"u}bergef{\"u}hrt wird. Diese wiederum hat mindestens zwei Funktionen: Erstens induziert sie im Rahmen der pH-abh{\"a}ngigen Genexpression unter anderem PHR1 und reprimiert PHR2, die beide f{\"u}r den Zellwandaufbau erforderliche, funktionell homologe Proteine kodieren. Zweitens steuert sie bei gleichzeitig vorliegender Temperaturerh{\"o}hung auf ca. 37°C auf noch unbekannte Weise den {\"U}bergang der Zelle in die filament{\"o}se Wachstumsform. Ziel dieser Arbeit ist es, die Folgen C-terminaler Verk{\"u}rzungen von Rim101 auf das Wachstum, die PHR1-Induktion und die Filamentierung, jeweils in Abh{\"a}ngigkeit vom extrazellul{\"a}ren pH-Wert, zu untersuchen. Daraus k{\"o}nnen neue Einsichten {\"u}ber die Bedeutung von RIM101, den Mechanismus seiner Aktivierung und seine Funktion im Geflecht der Transduktionskaskaden gewonnen werden. Hierzu wurden zun{\"a}chst 14 phr2\&\#8710;-Suppressormutanten isoliert, die trotz der phr2\&\#8710;-Nullmutation in der Lage waren, bei saurem pH-Wert zu wachsen. Es zeigte sich, dass diese St{\"a}mme im sauren Milieu nicht nur eine starke PHR1-Induktion aufwiesen, sondern dar{\"u}ber hinaus unabh{\"a}ngig vom pH-Wert des Mediums in hohen Raten zur Filamentierung f{\"a}hig waren. Die molekulargenetische Analyse beider RIM101-Allele in diesen Revertanten ergaben, dass in jedem der St{\"a}mme ein RIM101-Allel eine Nonsense-Mutation enthielt, die offensichtlich zur Synthese eines trunkierten und damit konstitutiv aktiven Rim101p f{\"u}hrte. Die spontan aufgetretenen RIM101-Suppressormutationen fanden sich bei den 14 verschiedenen analysierten Revertanten in einem umschriebenen Bereich, der auf dem das C-terminale Drittel codierenden Teil des RIM101-ORF liegt. Um die Folgen von st{\"a}rkeren, also weiter upstream lokalisierten, Rim101p-Trunkierungen zu untersuchen, wurden daraufhin C.-albicans-St{\"a}mme konstruiert, die nach Transformation eines linearisierten Plasmides jeweils ein RIM101-Allel mit einer gezielt eingef{\"u}hrten Nonsense-Mutation enthielten. Wir erhielten 19 solcher St{\"a}mme (phr2\&\#8710;) mit in 5'-Richtung progessiven RIM101-Trunkierungen in einem weiten Bereich des RIM101-ORF. Interessanterweise konnten wir bei der darauf folgenden Untersuchung der gewonnenen St{\"a}mme drei Gruppen von RIM101-Trunkierungen unterscheiden, die verschiedene Konsequenzen f{\"u}r Wachstum und Filamentierung mit sich brachten: a) Der Austausch der Codons 281, 305 und 333, die n{\"a}her am 5'-Ende im Bereich oder der N{\"a}he der Zinkfingerregion lokalisiert sind, erm{\"o}glicht kein Wachstum bei pH 4. b) Die Einf{\"u}hrung von Nonsense-Codons an die Stellen 385 und 411 f{\"u}hrt dazu, dass die entsprechenden St{\"a}mme bei pH 4 wachsen und PHR1 induzieren, aber nicht in der Lage sind, bei diesem pH-Wert zu filamentieren. c) Dagegen erlaubt der Ersatz von einem der Codons 463 bis 475 durch ein Stop-Codon Wachstum, PHR1-Induktion und filament{\"o}ses Wachstum bei pH 4. Die Region zwischen den Aminos{\"a}uren 411 und 463 muss also f{\"u}r die Initiation der Keimschlauchbildung essentiell, f{\"u}r die Induktion pH-regulierter Gene wie PHR1 aber nicht notwendig sein. Dieses Ergebnis scheint darauf hinzuweisen, dass der Funktion des Transkriptionsfaktors Rim101p in den Bereichen Zellwandaufbau/Wachstum und pH-abh{\"a}ngiger Morphogenese zwei verschiedenartige Steuermechanismen zugrunde liegen. Denkbare Modelle f{\"u}r solche Mechanismen werden in der vorliegenden Arbeit auf dem Hintergrund fr{\"u}herer Studien diskutiert. Der letzte Teil dieser Arbeit befasst sich mit der potentiellen Bedeutung von Rim101p bei der Regulation der Expression von sog. sekretorischen Aspartylproteinasen (SAPs). Mit Hilfe eines Reportersystemes sollen die Auswirkungen von RIM101-Mutationen auf drei „hyphenspezifische" Mitglieder der SAP-Genfamilie, n{\"a}mlich SAP4, SAP5 und SAP6, untersucht werden. Daraus gewonnene Informationen k{\"o}nnten die bisher vorwiegend isolierte Betrachtung des Dimorphismus und der Proteinasen im Pathogenit{\"a}tsprozess ausweiten auf ein sich erg{\"a}nzendes Zusammenspiel dieser Faktoren.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Waltenberger2002,
  author    = {Waltenberger, Gabriela Maria},
  title     = {Gewaschene Erythrozytenkonzentrate, hergestellt mit Hilfe eines neuen Verfahrens, und ihre Qualit{\"a}tsbeurteilung anhand mehrerer biochemischer Parameter},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5413},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Hintergrund: Gewaschene Erythrozytenkonzentrate (gewEK) wurden bisher durch zwei- bis dreimaliges Waschen mit je 200 ml isotoner Kochsalzl{\"o}sung gewonnen. Dieses Verfahren f{\"u}hrte zur Unterbrechung des geschlossenen Systems und zur Depletion der Additivl{\"o}sung, weshalb die Haltbarkeit der Konserven auf maximal 24h beschr{\"a}nkt ist. Der Einsatz eines Steril-Schlauchschweißger{\"a}tes erlaubt eine sterile Produktion der gewEK. Erg{\"a}nzend zu einer vorangegangenen Untersuchung der rheologischen Parameter wurde in der vorliegenden Arbeit die Qualit{\"a}t derart hergestellter Konserven, gewaschen mit und aufgeschwemmt in SAG-M-L{\"o}sung, anhand von mehreren biochemischen Parameter beurteilt. Material und Methoden: 16 frische EK in SAG-M-L{\"o}sung wurden jeweils halbiert , eine H{\"a}lfte unbehandelt als Kontrolle mitgef{\"u}hrt, die andere unter Einsatz eines Steril-Schlauchschweißger{\"a}tes zweimal mit je 200 ml SAG-M-L{\"o}sung gewaschen und in SAG-M-L{\"o}sung resuspendiert. Zu definierten Zeitpunkten wurde ATP, 2,3-DPG, Elekrolyte intra-und extrazellul{\"a}r, O2, CO2, pH, H{\"a}molysegrad sowie Sterilit{\"a}t bestimmt. Ergebnisse: Alle Konserven waren steril. In den unbehandelten wie in den gewaschenen H{\"a}lften der EK konnte mit zunehmender Lagerdauer ein Abfall des ATP Und 2,3-DPG-Gehaltes sowie eine gesteigerte H{\"a}molyse mit Anstieg von extrazellul{\"a}rem Kalium sowie ein Abfall des pH-Wertes nachgewiesen werden. Der st{\"a}rkere extrazellul{\"a}re Abfall des pH-Wertes in den gewEK ist im wesentlichen durch das Entfernen des Plasmas und des CPD-Stabilisators zu erkl{\"a}ren, die zu einer Reduktion der Pufferkapazit{\"a}t f{\"u}hrt. Die Folge davon ist ein schnelleres Absinken des 2,3-DPG unmittelbar nach dem Waschen und im Laufe der Lagerung. Das Entfernen des phosphathaltigen CPD-Stabilisators erkl{\"a}rt m{\"o}glicherweise aber auch im Sinne einer Substratverarmung den vergleichsweise starken ATP-Abfall zum Ende der Messperiode. Schlussfolgerung: Die Verwendung eines Sterilschlauchschweißger{\"a}tes erm{\"o}glicht die Herstellung gewEK unter sterilen Bedingungen. Unter Ber{\"u}cksichtigung biochemischer und rheologischer Parameter betr{\"a}gt die Haltbarkeit der mit SAG-M-L{\"o}sung gewaschenen und darin aufgeschwemmten Konserven mindestens 14 Tage.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Li2023,
  author    = {Li, Kunkun},
  title     = {Dissecting the interconnection of Ca\(^{2+}\) and pH signaling in plants with a novel biosensor for dual imaging},
  doi       = {10.25972/OPUS-24973},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-249736},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Calcium ion (Ca2+) and protons (H+) are both regarded as second messengers, participating in plant growth and stress mechanisms. However, H+ signals in plant physiology are less well investigated compared to Ca2+ signals. If interconnections between these two second messengers exist remains to be uncovered because appropriate imaging tools to monitor Ca2+ and H+ simultaneously in the same cell as well as accurate bioinformatics analysis remain to be developed. To overcome this problem and unravel the role and possible interconnection of Ca2+ and H+ in plants, a new biosensor named CapHensor was developed and optimized to visualize intracellular Ca2+ and H+ changes simultaneously and ratiometrically in the same cell. The CapHensor consisted of an optimized green fluorescent pH sensor (PRpHluorin) and an established red fluorescent Ca2+ sensor (R-GECO1) that were combined in one construct via a P2A sequence. A P2A self-cleavage site between the two sensors allowed to express equal amounts but spatially separated sensors, which enabled artifact-free and ratiometric imaging of cellular Ca2+ and pH side-by-side. The function of the CapHensor was verified in pollen tubes, since they possess standing Ca2+ and pH gradients. We found better imaging quality and the signal-to-noise ratio to be enhanced in live-cell imaging when two R-GECO1 proteins were fused in tandem within the CapHensor construct. To guarantee exclusive subcellular localization and avoid mixed signals from different compartments, Nuclear Export Sequence (NES) and Nuclear Localization Sequence (NLS) were used to target PRpHluorin and R-GECO1 to distinct compartments. After optimization and verification its function, CapHensor was successfully expressed in different cell types to investigate the role of Ca2+ and H+ signals to control polar growth of pollen tube, stomatal movement or leaf defense signaling. Results obtained in the past indicated both Ca2+ gradients and pH gradients in pollen tubes play roles in polar growth. However, the role and temporal relationship between the growth process and changes in Ca2+ and pH have not been conclusively resolved. Using CapHensor, I found cytosolic acidification at the tip could promote and alkalization to suppress growth velocity in N. tabacum pollen tubes, indicating that cytosolic H+ concentrations ([H+]cyt) play an important role in regulation pollen tubes growth despite the accompanied changes in cytosolic Ca2+ concentrations ([Ca2+]cyt). Moreover, growth correlated much better with the tip [H+]cyt regime than with the course of the tip [Ca2+]cyt regime. However, surprisingly, tip-focused [Ca2+]cyt andII [H+]cyt oscillations both lagged behind growth oscillations approximately 33 s and 18 s, respectively, asking for a re-evaluation of the role that tip [Ca2+]cyt may play in pollen tube growth. Live-cell CapHensor imaging combined with electrophysiology uncovered that oscillatory membrane depolarization correlated better with tip [H+]cyt oscillations than with tip [Ca2+]cyt oscillations, indicative for a prominent role of [H+]cyt to also control electrogenic membrane transport. Using CapHensor, reading out cellular movement at the same time enabled to provide a precise temporal and spatial resolution of ion signaling events, pointing out a prominent role of [H+]cyt in pollen tube tip growth. For leaf cells, a special CapHensor construct design had to be developed, containing additional NES localization sequences to avoid overlapping of fluorescense signals from the nucleus and the cytosol. Once this was achieved, the role of Ca2+ and pH changes in guard cells, another typical single-cell system was investigated. Cytosolic pH changes have been described in stomatal movement, but the physiological role of pH and the interaction with changing Ca2+ signals were still unexplored. Combining CapHensor with the here developed technique to monitor stomatal movement in parallel, the role of Ca2+ and H+ in stomatal movement was studied in detail and novel aspects were identified. The phytohormone ABA and the bacterial elicitor flagellin (flg22) are typical abiotic and biotic stresses, respectively, to trigger stomatal closure. What kind of Ca2+ and H+ signals by ABA and flg22 are set-off in guard cells and what their temporal relationship and role for stomatal movement is were unknown. Similar [Ca2+]cyt increases were observed upon ABA and flg22 triggered stomatal closure, but [H+]cyt dynamics differed fundamentally. ABA triggered pronounced cytosolic alkalization preceded the [Ca2+]cyt responses significantly by 57 s while stomata started to close ca. 205 s after phytohormone application. With flg22, stomatal closure was accompanied only with a mild cytosolic alkalization but the [Ca2+]cyt response was much more pronounced compared to the ABA effects. Where the cytosolic alkalization originates from was unclear but the vacuole was speculated to contribute in the past. In this thesis, vacuolar pH changes were visualized by the dye BCECF over time, basically displaying exactly the opposite course of the concentration shift in the vacuole than observed in the cytosol. This is indicative for the vacuolar pH dynamics to be coupled strongly to the cytosolic pH changes. In stomatal closure signalling, reactive oxygen species (ROS) were proposed to play a major role, however, only very high concentration of H2O2 (> 200 µM), which resulted in the loss of membrane integrity, induced stomatal closure. Unexpectedly, physiological concentrations of ROS led to cytosolic acidificationIII which was associated with stomatal opening, but not stomatal closure. To study the role of [H+]cyt to steer stomatal movement in detail, extracellular and intracellular pH variations were evoked in N. tabacum guard cells and their behaviour was followed. The results demonstrated cytosolic acidification stimulated stomatal opening while cytosolic alkalization triggered stomatal closure accompanied by [Ca2+]cyt elevations. This demonstrated pH regulation to be an important aspect in stomatal movement and to feed-back on the Ca2+-dynamics. It was remarkable that cytosolic alkalization but not [Ca2+]cyt increase seemed to play a crucial role in stomatal closure, because more pronounced cytosolic alkalization, evoked stronger stomatal closure despite similar [Ca2+]cyt increases. Increases in [Ca2+]cyt, which are discussed as an early stomatal closure signal in the past, could not trigger stomatal closure alone in my experiments, even when extremely strong [Ca2+]cyt signals were triggered. Regarding the interaction between the two second messengers, [Ca2+]cyt and [H+]cyt were negatively correlated most of the times, which was different from pollen tubes showing positive correlation of [Ca2+]cyt and [H+]cyt regimes. [Ca2+]cyt elevations were always associated with a cytosolic alkalization and this relationship could be blocked by the presence of vanadate, a plasma membrane H+-pump blocker, indicating plasma membrane H+-ATPases to contribute to the negative correlation of [Ca2+]cyt and [H+]cyt. To compare with guard cells, cytosolic and nuclear versions of CapHensor were expressed in N. benthamiana mesophyll cells, a multicellular system I investigated. Mesophyll cell responses to the same stimuli as tested in guard cells demonstrated that ABA and H2O2 did not induce any [Ca2+]cyt and [H+]cyt changes while flg22 induced an increase in [Ca2+]cyt and [H+]cyt, which is different from the response in guard cells. I could thus unequivocally demonstrate that guard cells and mesophyll cells do respond differently with [Ca2+]cyt and [H+]cyt changes to the same stimuli, a concept that has been proposed before, but never demonstrated in such detail for plants. Spontaneous Ca2+ oscillations have been observed for a long time in guard cells, but the function or cause is still poorly understood. Two populations of oscillatory guard cells were identified according to their [Ca2+]cyt and [H+]cyt phase relationship in my study. In approximately half of the oscillatory cells, [H+]cyt oscillations preceded [Ca2+]cyt oscillations whereas [Ca2+]cyt was the leading signal in the other half of the guard cells population. Strikingly, natural [H+]cyt oscillations were dampened by ABA but not by flg22. This effect could be well explained by dampening of vacuolar H+ oscillations in the presence of ABA, but not through flg22. Vacuolar pH contributes to spontaneous [H+]cyt oscillations and ABA but not flg22 can block the interdependence of naturalIV [Ca2+]cyt and [H+]cyt signals. To study the role of [Ca2+]cyt oscillations in stomatal movement, solutions containing high and low KCl concentrations were applied aiming to trigger [Ca2+]cyt oscillations. The triggering of [Ca2+]cyt oscillations by this method was established two decades ago leading to the dogma that [Ca2+]cyt increases are the crucial signal for stomatal closure. However, I found stomatal movement by this method was mainly due to osmotic effects rather than [Ca2+]cyt increases. Fortunately, through this methodology, I found a strong correlation between cytosolic pH and the transport of potassium across the plasma membrane and vacuole existed. The plasma membrane H+-ATPases and H+-coupled K+ transporters were identified as the cause of [H+]cyt changes, both very important aspects in stomata physiology that were not visualized experimentally before. Na+ transport is also important for stomatal regulation and leaves generally since salt can be transported from the root to the shoot. Unlike well-described Ca2+- dependent mechanisms in roots, how leaves process salt stress is not at all understood. I applied salt on protoplasts from leaves, mesophyll cells and guard cells and combined live-cell imaging with Vm recordings to understand the transport and signaling for leaf cells to cope with salt stress. In both, mesophyll and guard cells, NaCl did not trigger Ca2+-signals as described for roots but rather triggered Ca2+ peaks when washing salt out. However, membrane depolarization and pronounced alkalinization were very reliably triggered by NaCl, which could presumably act as a signal for detoxification of high salt concentrations. In line with this, I found the vacuolar cation/H+ antiporter NHX1 to play a role in sodium transport, [H+]cyt homeostasis and the control of membrane potential. Overexpression of AtNHX1 enabled to diminish [H+]cyt changes and resulted in a smaller depolarization responses druing NaCl stress. My results thus demonstrated in contrast to roots, leaf cells do not use Ca2+-dependent signalling cascades to deal with salt stress. I could show Na+ and K+ induced [H+]cyt and Vm responses and Cl- transport to only have a minor impact. Summing all my results up briefly, I uncovered pH signals to play important roles to control pollen tube growth, stomatal movement and leaf detoxification upon salt. My results strongly suggested pH changes might be a more important signal than previously thought to steer diverse processes in plants. Using CapHensor in combination with electrophysiology and bioinformatics tools, I discovered distinct interconnections between [Ca2+]cyt and [H+]cyt in different cell types and distinct [Ca2+]cyt and [H+]cyt signals are initiated through diverse stimuli and environmental cues. The CapHensor will be very useful in the future to further investigate the coordinated role of Ca2+ and pH changes in controlling plant physiology.},
  subject      = {Pflanzen},
  language  = {en}
}
@article{LiPradaDaminelietal.2021,
  author    = {Li, Kunkun and Prada, Juan and Damineli, Daniel S. C. and Liese, Anja and Romeis, Tina and Dandekar, Thomas and Feij{\´o}, Jos{\´e} A. and Hedrich, Rainer and Konrad, Kai Robert},
  title     = {An optimized genetically encoded dual reporter for simultaneous ratio imaging of Ca\(^{2+}\) and H\(^{+}\) reveals new insights into ion signaling in plants},
  series = {New Phytologist},
  volume    = {230},
  journal   = {New Phytologist},
  number    = {6},
  doi       = {10.1111/nph.17202},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-239847},
  pages     = {2292 -- 2310},
  year      = {2021},
  abstract  = {Whereas the role of calcium ions (Ca\(^{2+}\)) in plant signaling is well studied, the physiological significance of pH-changes remains largely undefined. Here we developed CapHensor, an optimized dual-reporter for simultaneous Ca\(^{2+}\) and pH ratio-imaging and studied signaling events in pollen tubes (PTs), guard cells (GCs), and mesophyll cells (MCs). Monitoring spatio-temporal relationships between membrane voltage, Ca\(^{2+}\)- and pH-dynamics revealed interconnections previously not described. In tobacco PTs, we demonstrated Ca\(^{2+}\)-dynamics lag behind pH-dynamics during oscillatory growth, and pH correlates more with growth than Ca\(^{2+}\). In GCs, we demonstrated abscisic acid (ABA) to initiate stomatal closure via rapid cytosolic alkalization followed by Ca2+ elevation. Preventing the alkalization blocked GC ABA-responses and even opened stomata in the presence of ABA, disclosing an important pH-dependent GC signaling node. In MCs, a flg22-induced membrane depolarization preceded Ca2+-increases and cytosolic acidification by c. 2 min, suggesting a Ca\(^{2+}\)/pH-independent early pathogen signaling step. Imaging Ca2+ and pH resolved similar cytosol and nuclear signals and demonstrated flg22, but not ABA and hydrogen peroxide to initiate rapid membrane voltage-, Ca\(^{2+}\)- and pH-responses. We propose close interrelation in Ca\(^{2+}\)- and pH-signaling that is cell type- and stimulus-specific and the pH having crucial roles in regulating PT growth and stomata movement.},
  language  = {en}
}