@phdthesis{Schmid2024,
  author    = {Schmid, Kerstin},
  title     = {Integrative, three-dimensional \(in\) \(silico\) modeling of gas exchange in the human alveolus},
  doi       = {10.25972/OPUS-35182},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351823},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die Lunge erf{\"u}llt durch den Austausch von Atemgasen eine {\"u}berlebenswichtige Aufgabe. Der Gasaustausch erfolgt durch einen einfachen, aber entscheidenden passiven Diffusionsprozess. Dieser findet in den Alveolen statt, ballonartigen Strukturen, die an die peripheren Atemwege grenzen. Alveolen sind von einem dichten Netz aus kleinen Kapillaren umgeben. Hier kommt die eingeatmete Luft in unmittelbare N{\"a}he zu dem vom Herzen kommenden sauerstoffarmen Blut und erm{\"o}glicht den Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid {\"u}ber deren Konzentrationsgradienten. Die Effizienz des Gasaustauschs kann anhand von Indikatoren wie der Sauerstoffdiffusionskapazit{\"a}t der Lunge und der Reaktionshalbzeit gemessen werden. Beim Menschen besteht eine betr{\"a}chtliche Diskrepanz zwischen physiologischen Sch{\"a}tzungen der Diffusionskapazit{\"a}t und der theoretischen Maximalkapazit{\"a}t unter optimalen strukturellen Bedingungen (der morphologischen Sch{\"a}tzung). Diese Diskrepanz wird durch eine Reihe ineinandergreifender Faktoren beeinflusst, darunter strukturelle Elemente wie die Oberfl{\"a}che und die Dicke der Diffusionsbarriere sowie physiologische Faktoren wie die Blutflussdynamik. Um die verschiedenen Rollen dieser Faktoren zu entschl{\"u}sseln, untersuchten wir, wie die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der menschlichen alveol{\"a}ren Mikroumgebung kollektiv und individuell den Prozess des Gasaustauschs beeinflussen. Zu diesem Zweck entwickelten wir einen integrativen in silico Ansatz, der 3D morphologische Modellierung und Simulation von Blutfluss und Sauerstofftransport kombiniert. Im Mittelpunkt unseres Ansatzes steht die Simulationssoftware Alvin, die als interaktive Plattform f{\"u}r das zugrundeliegende mathematische Modell des Sauerstofftransports in der Alveole dient. Unser r{\"a}umlich-zeitliches Modell wurde durch die Integration und Erweiterung bestehender mathematischer Modelle entwickelt und liefert Ergebnisse, die mit experimentellen Daten im Einklang stehen. Alvin erm{\"o}glicht eine immersive Auseinandersetzung mit dem simulierten Gasaustausch, indem sie Parameter{\"a}nderungen in Echtzeit und die Ausf{\"u}hrung mehrerer Simulationsinstanzen gleichzeitig erm{\"o}glicht w{\"a}hrend sie ein detailliertes quantitatives Feedback liefert. Die beteiligten morphologischen und physiologischen Parameter wurden mit einem Fokus auf der Mikrovaskulatur weiter untersucht. Durch die Zusammenstellung stereologischer Daten aus der Literatur und geometrischer 3D-Modellierung erstellten wir ein "sheet-flow" Modell als realistische Darstellung des menschlichen alveol{\"a}ren Kapillarnetzwerks. Blutfluss wurde mit Hilfe numerischer Str{\"o}mungsdynamik simuliert. Unsere Ergebnisse stimmen mit fr{\"u}heren Sch{\"a}tzungen {\"u}berein und unterstreichen die entscheidende Rolle von Viskosit{\"a}tsmodellen bei der Vorhersage des Druckabfalls in der Mikrovaskulatur. Dar{\"u}ber hinaus zeigten wir, wie unser Ansatz genutzt werden kann, um strukturelle Details wie die Konnektivit{\"a}t des alveol{\"a}ren Kapillarnetzes mit dem Gef{\"a}ßbaum anhand von Blutflussindizes zu untersuchen. Es ist wichtig zu betonen, dass wir uns bislang auf verschiedene Datenquellen st{\"u}tzten und dass f{\"u}r weitere Fortschritte eine experimentelle Vailidierung erforderlich ist. Die Integration unserer Ergebnisse in Alvin erm{\"o}glichte die Quantifizierung des simulierten Gasaustauschprozesses {\"u}ber die Sauerstoffdiffusionskapazit{\"a}t und die Reaktionshalbzeit. Neben der Bewertung der kollektiven Einfl{\"u}sse der morphologischen und physiologischen Eigenschaften erleichterte unsere interaktive Software auch die Bewertung einzelner Parameter{\"a}nderungen. Die Betrachtung des Blutvolumens und der f{\"u}r den Gasaustausch zur Verf{\"u}gung stehenden Oberfl{\"a}che ergab lineare Korrelationen mit der Diffusionskapazit{\"a}t. Die Blutflussgeschwindigkeit hatte einen positiven, nichtlinearen Effekt auf die Diffusionskapazit{\"a}t. Die Reaktionshalbzeit best{\"a}tigte, dass der Gasaustauschprozess in der Regel nicht diffusionslimitiert ist. Insgesamt lieferte unser Alveolenmodell einen Wert f{\"u}r die Diffusionskapazit{\"a}t, der in der Mitte der fr{\"u}heren physiologischen und morphologischen Sch{\"a}tzung lag. Daraus l{\"a}sst sich schließen, dass Ph{\"a}nomene auf Alveolarebene zu 50\% der Limitierung der Diffusionskapazit{\"a}t beitragen, die in vivo eintreten. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass unser integrativer in silico Ansatz verschiedene strukturelle und funktionelle Einfl{\"u}sse auf den alveol{\"a}ren Gasaustausch aufschl{\"u}sselt und damit die traditionelle Forschung in der Atemwegsforschung erg{\"a}nzt. Zus{\"a}tzlich zeigen wir seinen Nutzen in der Lehre oder bei der Interpretation ver{\"o}ffentlichter Daten auf. Um unser Verst{\"a}ndnis zu verbessern, sollten k{\"u}nftige Arbeiten vorrangig darauf ausgerichtet sein, einen zusammenh{\"a}ngenden experimentellen Datensatz zu erhalten und ein geeignetes Viskosit{\"a}tsmodell f{\"u}r Blutflusssimulationen zu finden.},
  subject      = {Gasaustausch},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Anwar2022,
  author    = {Anwar, Ammarah},
  title     = {Natural variation of gene regulatory networks in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-29154},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-291549},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Understanding the causal relationship between genotype and phenotype is a major objective in biology. The main interest is in understanding trait architecture and identifying loci contributing to the respective traits. Genome-wide association mapping (GWAS) is one tool to elucidate these relationships and has been successfully used in many different species. However, most studies concentrate on marginal marker effects and ignore epistatic and gene-environment interactions. These interactions are problematic to account for, but are likely to make major contributions to many phenotypes that are not regulated by independent genetic effects, but by more sophisticated gene-regulatory networks. Further complication arises from the fact that these networks vary in different natural accessions. However, understanding the differences of gene regulatory networks and gene-gene interactions is crucial to conceive trait architecture and predict phenotypes. The basic subject of this study - using data from the Arabidopsis 1001 Genomes Project - is the analysis of pre-mature stop codons. These have been incurred in nearly one-third of the ~ 30k genes. A gene-gene interaction network of the co-occurrence of stop codons has been built and the over and under representation of different pairs has been statistically analyzed. To further classify the significant over and under- represented gene-gene interactions in terms of molecular function of the encoded proteins, gene ontology terms (GO-SLIM) have been applied. Furthermore, co- expression analysis specifies gene clusters that co-occur over different genetic and phenotypic backgrounds. To link these patterns to evolutionary constrains, spatial location of the respective alleles have been analyzed as well. The latter shows clear patterns for certain gene pairs that indicate differential selection.},
  subject      = {Arabidopsis thaliana},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lewerentz2022,
  author    = {Lewerentz, Anne F.},
  title     = {Spatiotemporal dynamics of freshwater macrophytes in Bavarian lakes under environmental change},
  doi       = {10.25972/OPUS-28770},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-287700},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Macrophytes are key components of freshwater ecosystems because they provide habitat, food, and improve the water quality. Macrophyte are vulnerable to environmental change as their physiological processes depend on changing environmental factors, which themselves vary within a geographical region and along lake depth. Their spatial distribution is not well understood and their importance is publicly little-known. In this thesis, I have investigated the spatiotemporal dynamics of freshwater macrophytes in Bavarian lakes to understand their diversity pattern along different scales and to predict and communicate potential consequences of global change on their richness. In the introduction (Chapter 1), I provide an overview of the current scientific knowledge of the species richness patterns of macrophytes in freshwater lakes, the influences of climate and land-use change on macrophyte growth, and different modelling approaches of macrophytes. The main part of the thesis starts with a study about submerged and emergent macrophyte species richness in natural and artificial lakes of Bavaria (Chapter 2). By analysing publicly available monitoring data, I have found a higher species richness of submerged macrophytes in natural lakes than in artificial lakes. Furthermore, I showed that the richness of submerged species is better explained by physio-chemical lake parameters than the richness of emergent species. In Chapter 3, I considered that submerged macrophytes grow along a depth gradient that provides a sharp environmental gradient on a short spatial scale. This study is the first comparative assessment of the depth diversity gradient (DDG) of macrophytes. I have found a hump-shaped pattern of different diversity components. Generalised additive mixed-effect models indicate that the shape of the DDG is influenced mainly by light quality, light quantity, layering depth, and lake area. I could not identify a general trend of the DDG within recent years, but single lakes show trends leading into different directions. In Chapter 4, I used a mechanistic eco-physiological model to explore changes in the distribution of macrophyte species richness under different scenarios of environmental conditions across lakes and with depths. I could replicate the hump-shaped pattern of potential species richness along depth. Rising temperature leads to increased species richness in all lake types, and depths. The effect of turbidity and nutrient change depends on depth and lake type. Traits that characterise "loser species" under increased turbidity and nutrients are a high light consumption and a high sensibility to disturbances. "Winner species" can be identified by a high biomass production. In Chapter 5, I discuss the image problem of macrophytes. Unawareness, ignorance, and the poor accessibility of macrophytes can lead to conflicts of use. I assumed that an increased engagement and education could counteract this. Because computer games can transfer knowledge interactively while creating an immersive experience, I present in the chapter an interactive single-player game for children. Finally, I discuss the findings of this thesis in the light of their implications for ecological theory, their implications for conservation, and future research ideas (Chapter 6). The findings help to understand the regional distribution and the drivers of macrophyte species richness. By applying eco-physiological models, multiple environmental shaping factors for species richness were tested and scenarios of climate and land-use change were explored.},
  subject      = {{\"O}kologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jaslan2020,
  author    = {Jaslan, Dawid Artur},
  title     = {TPC1 mutants provide insight into SV channel function},
  doi       = {10.25972/OPUS-15731},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157312},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {In the framework of the presented doctoral thesis, the plant ubiquitous, non-selective vacuolar cation channel TPC1/SV was electrophysiologically studied in Arabidopsis thaliana mesophyll vacuoles to further enlighten its physiological role in plant stress responses. For this, the hyperactive channel version fou2 (D454N), gaining a non-functional vacuolar calcium sensor, strong retarded growth phenotype and upregulated JA signalling pathway, and eight fou2 reverting WT-like ouf mutants were used. Except of ouf4, all other seven ouf mutants carried a 2nd mutation in the TPC1 gene. Therefore, the TPC1 electrical features of all ouf mutants were electrophysiologically characterized with the patch clamp method and compared with fou2 and WT. Due to a missense mutation, ouf1 and ouf7 mutants harboured a truncated TPC1 channel protein, resulting in an impaired protein integrity and in turn loss of TPC1 channel activity. Accordingly, ouf1 and ouf7 mimicked the tpc1-2 null mutant with a WT- rather fou2-like phenotype. The ouf2 (G583D D454N) mutant exhibited inactive TPC1 channels, probably because the G583D mutation located in luminal part of the S11 helix caused (i) a shift of the activation threshold to much more positive voltages (i.e. to more than +110 mV) (ii) or channel blockage. As a result of the TPC1 channel inactivity, the ouf2 mutant also imitates the WT-like phenotype of the tpc1-2 null mutant. In the ouf6 mutant (A669V D454N) the 2nd reverting mutation selectively influenced fou2-like SV channel features. Both, the fast activation kinetics and reduced luminal calcium sensitivity were similar in ouf6 and fou2. However, deviations in both, the relative and absolute open channel probability, resulted in strongly reduced (80 \%) current density at 0 mM and channel inactivity in the voltage range between -30 mV to +40 mV compared to fou2 and WT. Furthermore, the TPC1 channels in ouf6 exhibited a higher susceptibility to inhibitory luminal Ca2+ than fou2. As a result of these different effects, the TPC1 channel activity almost vanished at high luminal Ca2+ loads, what is very likely the reason that ouf6 lost the fou2-like phenotype. The ouf4 mutation did not change the fou2 TPC1-channel features like fast channel activation, single channel conductance and voltage-dependent gating behaviour. Nevertheless, the TPC1 current density was 80\% less in ouf4 than in fou2. Since the TPC1 gene was not the target of the 2nd mutation, it can be assumed that it is modulated via external, yet unknown factor. In the ouf8 mutant the TPC1 channels additionally possess M629I mutation within the selectivity filter II resulting in a 50\% decrease in the TPC1 unitary conductance. However, the slightly increased relative open channel probability of the TPC1 channels in ouf8 compared to fou2 appeared to be sufficient to compensate the reduced transport capacity of individual TPC1 channels. As a result, a similar macroscopic outward current density of ouf8 and fou2 was detected in the absence of vacuolar Ca2+. Furthermore, ouf8 mutation did not drastically change the typical fou2 TPC1 channel features such as fast activation, vacuolar calcium insensitivity and voltage dependency. However, a reversible block of the cytosol-directed potassium efflux at increased vacuolar calcium concentration in ouf8 mutant was found. Further inspection of transiently expressed TPC1 channel variants (M629I, M629T) on the single channel level suggest that Met629 of AtTPC1 in the channel pore region is crucial for the unitary channel conductance. Taken together, current membrane recordings from ouf mutants revealed one common feature: All of them lacked or showed a strongly impaired ability for TPC1-mediated potassium release from the vacuole into the cytosol. Additionally, considering the detected dependence of the vacuolar membrane voltage on TPC1 activity, it thus seems that the TPC1-triggered vacuolar membrane depolarization caused by vacuolar K+ release plays a key role in generation of the fou2-like phenotype. Accordingly, one can conclude that TPC1-dependent vacuolar membrane depolarization and initiation of jasmonate production are likely linked. This statement is supported also by the complete restoration of WT-like plant phenotype and JA signalling in the ouf mutants. Finally, as a control element of the vacuolar membrane voltage TPC1 is probably upstream located in JA signalling pathway and therefore a perfect junction for linking multiple physiological stimuli and response to them. Im Rahmen der vorgelegten Doktorarbeit wurde der in Pflanzen ubiquit{\"a}r exprimierte, nicht-selektive vakuol{\"a}re Kationenkanal TPC1/SV elektrophysiologisch in Arabidopsis thaliana Mesophyllvakuolen untersucht, um seine physiologische Rolle in der pflanzlichen Stressantwort weiter aufzukl{\"a}ren. Hierf{\"u}r wurde die hyperaktive Kanalvariante fou2 (D454N), die einen nicht-funktionalen vakuol{\"a}ren Calciumsensor, ein stark verz{\"o}gertes Pflanzenwachstum und einen hochregulierten Jasmons{\"a}ure-Signalweg aufweist, sowie acht ouf Mutanten mit fou2-umkehrenden Ph{\"a}notyp benutzt. Mit Ausnahme von ouf4 enthalten alle anderen ouf Mutanten eine weitere Mutation im TPC1-Gen. Daher wurden die elektrischen Eigenschaften von TPC1 in allen ouf Mutanten elektrophysiologisch mittels der Patch clamp Technik charakterisiert und mit fou2 und dem Wildtyp verglichen. Aufgrund einer Missense-Mutation beinhalten die Mutanten ouf1 und ouf7 ein verk{\"u}rztes TPC1 Protein, woraus eine gest{\"o}rte Proteinintegrit{\"a}t resultiert und daraus wiederum ein Fehlen der TCP1-Kanalaktivit{\"a}t. Dementsprechend {\"a}hneln ouf1 und ouf7 der tpc1-2 Nullmutante mit einem WT- oder eher fou2-artigen Ph{\"a}notyp. Wahrscheinlich weist die ouf2 (G583D D454N) Mutante einen inaktiven TPC1-Kanal auf, weil die G583D Mutation, die in einem luminalen Teil der S11 Helix sitzt, eine Verschiebung der Aktivierungsschwelle hin zu einer h{\"o}heren Spannung (z. B. mehr als +110 mV) oder einen Kanalblock verursacht. Als Folge der TPC1 Kanal Inaktivit{\"a}t, ahmt die ouf2 Mutante auch den WT-{\"a}hnlichen Ph{\"a}notyp der tpc1-2 Nullmutante nach. In der ouf6 Mutante (A669V D454N) beeinflusst die zweite Mutation selektiv die fou2-{\"a}hnlichen SV-Kanaleigenschaften. Sowohl die schnelle Aktivierungskinetik als auch die verringerte luminale Calciumsensitivit{\"a}t waren denen von ouf6 und fou2 {\"a}hnlich. Die Abweichungen in der relativen sowie der absoluten Offenwahrscheinlichkeit resultierten jedoch in einer stark reduzierten (80 \%) Stromdichte bei 0 mM luminalem Calcium verglichen mit fou2 und dem WT, sowie einer Kanalinaktivit{\"a}t bei Spannungen zwischen -30 mV und +40 mV. Dar{\"u}ber hinaus zeigten die TPC1 Kan{\"a}le in ouf6 eine h{\"o}here Anf{\"a}lligkeit f{\"u}r inhibitorisches, luminales Calcium als die in fou2. Das Ergebnis der beiden unterschiedlichen Effekte ist, dass die TPC1 Kanalaktivit{\"a}t bei einer hohen luminalen Calciumkonzentration fast verschwindet, woraus zu schließen ist, dass ouf6 den fou2-{\"a}hnlichen Ph{\"a}notyp verlor. Die ouf4 Mutation ver{\"a}nderte nicht die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften, wie die schnelle Kanalaktivierung, die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit und das spannungsabh{\"a}ngige Verhalten. Nichtsdestotrotz war die TCP1 Stromdichte in ouf4 um 80 \% geringer als in fou2. Da das TPC1 Gen nicht das Ziel der zweiten Mutation war, kann angenommen werden, dass es durch {\"a}ußere, bisher noch unbekannte Faktoren, reguliert wird. In der ouf8 Mutante haben die TPC1 Kan{\"a}le zus{\"a}tzlich eine M629I Mutation innerhalb des zweiten Selektivit{\"a}tsfilters, welche in einem 50 \% R{\"u}ckgang der TCP1 Einzelkanalleitf{\"a}higkeit resultiert. Jedoch scheint die leicht erh{\"o}hte Offenwahrscheinlichkeit der TCP1 Kan{\"a}le in ouf8, verglichen mit fou2, ausreichend zu sein, um die reduzierte Transportkapazit{\"a}t der individuellen TPC1 Kan{\"a}le zu kompensieren. Schlussfolgernd wurde eine {\"a}hnliche makroskopische ausw{\"a}rts gerichtete Stromdichte des ouf8 und des fou2 in Abwesenheit vakuol{\"a}ren Calciums entdeckt. Des Weiteren {\"a}nderte eine ouf8 Mutation die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften wie eine schnelle Aktivierung, vakuol{\"a}re Calciuminsensitivit{\"a}t und die Spannungsabh{\"a}ngigkeit nicht drastisch. Jedoch wurde ein reversibler Block des Zytosol-gerichteten Kalium Ausstroms bei erh{\"o}hten vakuol{\"a}ren Calcium Konzentrationen in ouf8 gefunden. Eine weitere Betrachtung transient exprimierter TPC1 Kanalvarianten (M629I, M629T) auf Einzelkanalebene weist darauf hin, dass das Met629 des AtTPC1 in der Kanalporenregion entscheidend ist f{\"u}r die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit. Zusammengefasst zeigt der {\"u}ber die Membran von ouf Mutanten gemessene Strom eine Gemeinsamkeit: Alle zeigten keinen oder einen stark beeintr{\"a}chtigten TPC1-vermittelten Kaliumausstrom aus der Vakuole ins Zytosol. Unter Ber{\"u}cksichtigung der beobachteten Abh{\"a}ngigkeit der vakuol{\"a}ren Membranspannung von der TPC1 Aktivit{\"a}t, scheint es, als ob die durch TPC1 angeregte Depolarisation der Vakuolenmembran, welche durch die vakuol{\"a}re Kaliumfreisetzung bedingt wird, in der Ausbildung des fou2 Ph{\"a}notyps eine Rolle spielt. Daraus l{\"a}sst sich ableiten, dass die TPC1-abh{\"a}ngige Depolarisation der Vakuolenmembran und die Jasmonat Bildung vermutlich verbunden sind. Diese Behauptung wird auch gest{\"u}tzt durch die komplette Wiederherstellung des WT-{\"a}hnlichen Pflanzenph{\"a}notyps und des Jasmons{\"a}ure Signalwegs in den ouf Mutanten. Letztendlich ist TPC1 als kontrollierendes Element der vakuol{\"a}ren Membranspannung wahrscheinlich dem Jasmons{\"a}ure Signalweg vorgeschaltet und deswegen ein perfekter Knotenpunkt, der verschiedene physiologische Stimuli und ihre Antworten verbindet.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Leidinger2020,
  author    = {Leidinger, Ludwig Klaus Theodor},
  title     = {How genomic and ecological traits shape island biodiversity - insights from individual-based models},
  doi       = {10.25972/OPUS-20730},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-207300},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Life on oceanic islands provides a playground and comparably easy\-/studied basis for the understanding of biodiversity in general. Island biota feature many fascinating patterns: endemic species, species radiations and species with peculiar trait syndromes. However, classic and current island biogeography theory does not yet consider all the factors necessary to explain many of these patterns. In response to this, there is currently a shift in island biogeography research to systematically consider species traits and thus gain a more functional perspective. Despite this recent development, a set of species characteristics remains largely ignored in island biogeography, namely genomic traits. Evidence suggests that genomic factors could explain many of the speciation and adaptation patterns found in nature and thus may be highly informative to explain the fascinating and iconic phenomena known for oceanic islands, including species radiations and susceptibility to biotic invasions. Unfortunately, the current lack of comprehensive meaningful data makes studying these factors challenging. Even with paleontological data and space-for-time rationales, data is bound to be incomplete due to the very environmental processes taking place on oceanic islands, such as land slides and volcanism, and lacks causal information due to the focus on correlative approaches. As promising alternative, integrative mechanistic models can explicitly consider essential underlying eco\-/evolutionary mechanisms. In fact, these models have shown to be applicable to a variety of different systems and study questions. In this thesis, I therefore examined present mechanistic island models to identify how they might be used to address some of the current open questions in island biodiversity research. Since none of the models simultaneously considered speciation and adaptation at a genomic level, I developed a new genome- and niche-explicit, individual-based model. I used this model to address three different phenomena of island biodiversity: environmental variation, insular species radiations and species invasions. Using only a single model I could show that small-bodied species with flexible genomes are successful under environmental variation, that a complex combination of dispersal abilities, reproductive strategies and genomic traits affect the occurrence of species radiations and that invasions are primarily driven by the intensity of introductions and the trait characteristics of invasive species. This highlights how the consideration of functional traits can promote the understanding of some of the understudied phenomena in island biodiversity. The results presented in this thesis exemplify the generality of integrative models which are built on first principles. Thus, by applying such models to various complex study questions, they are able to unveil multiple biodiversity dynamics and patterns. The combination of several models such as the one I developed to an eco\-/evolutionary model ensemble could further help to identify fundamental eco\-/evolutionary principles. I conclude the thesis with an outlook on how to use and extend my developed model to investigate geomorphological dynamics in archipelagos and to allow dynamic genomes, which would further increase the model's generality.},
  subject      = {Inselbiogeografie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fuellsack2019,
  author    = {F{\"u}llsack, Simone Alexandra},
  title     = {Die Bedeutung von Todesdom{\"a}ne Adapterproteinen f{\"u}r die Signaltransduktion des TNFR1 und der TRAIL Todesrezeptoren},
  doi       = {10.25972/OPUS-18451},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184518},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die NFκB-Signalwege, Apoptose und Nekroptose sind essentielle Prozesse in der Immunantwort. Außerdem sind diese Signalwege Teil der Regulation von Zelldifferenzierung, -proliferation, -tod und Entz{\"u}ndungsreaktionen. Dabei wird zuerst der Rezeptor (TNFR1 oder TRAILR 1/2) aktiviert, die rekrutierten DD-Adapterproteine TRADD, FADD und RIPK1 leiten dann die entsprechende Signalkaskade weiter und bestimmen durch ihre Zusammenwirkung, ob der NFκB-Signalweg, Apoptose oder Nekroptose induziert wird. TNFR1 und TRAILR 1/2 ben{\"o}tigen die DD-Adapterproteine TRADD, FADD und RIPK1 f{\"u}r die Zelltodinduktion, deren konkrete Bedeutung in Bezug auf Rezeptor-Spezifit{\"a}t, Zusammenwirken und Relevanz allerdings noch unklar ist. Um das Zusammenspiel dieser Proteine besser zu verstehen, wurden in dieser Arbeit Nekroptose-kompetente RIPK3-exprimierende HeLa-Zellen verwendet, bei denen die DD-Adapterproteine FADD, TRADD und RIPK1 einzeln oder in Kombination von zweien ausgeknockt wurden. Es stellte sich heraus, dass RIPK1 essentiell f{\"u}r die TNFR1- und TRAILR 1/2-vermittelte Nekroptose-Induktion ist, doch RIPK1 alleine, d.h. ohne FADD- oder TRADD-Mitbeteiligung, nur bei der TNFR1-Nekroptose-Induktion ausreicht. Wiederum inhibiert TRADD die TNFR1- und TRAILR 1/2-induzierte Nekroptose. RIPK1 und TRADD sind aber unverzichtbar f{\"u}r die NFκB-Aktivierung durch TNFR1 oder TRAILR 1/2 und spielen eine wichtige Rolle bei TNFR1-induzierter Apoptose. Andererseits ist FADD alleine ausreichend f{\"u}r die TRAILR 1/2-bezogene Caspase-8 Aktivierung. Zudem ist FADD notwendig f{\"u}r die TRAIL-induzierte NFκB-Signalaktivierung. In Abwesenheit von FADD und TRADD vermittelt RIPK1 die TNF-induzierte Caspase-8 Aktivierung. FADD wird f{\"u}r die TRAIL-induzierte Nekroptose ben{\"o}tigt, aber gegenl{\"a}ufig wirkt die TNF-induzierte Nektroptose in einer Caspase-8 abh{\"a}ngigen und unabh{\"a}ngigen Weise. Zudem sensitiviert TWEAK die TNF- und TRAIL-induzierte Nekroptose. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit die Auswirkung von TNFR1 und TRAILR 1/2 auf die Aktivierung der unterschiedlichen Signalkaskaden untersucht. Des Weiteren wurde gezeigt, in welcher Weise sich das Zusammenspiel von TRADD, FADD und RIPK1 auf die Induktion von NFκB, Apoptose und Nekroptose auswirkt.},
  subject      = {Signaltransduktion},
  language  = {de}
}