@phdthesis{Vainshtein2010,
  author    = {Vainshtein, Yevhen},
  title     = {Applying microarray-based techniques to study gene expression patterns: a bio-computational approach},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51967},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {The regulation and maintenance of iron homeostasis is critical to human health. As a constituent of hemoglobin, iron is essential for oxygen transport and significant iron deficiency leads to anemia. Eukaryotic cells require iron for survival and proliferation. Iron is part of hemoproteins, iron-sulfur (Fe-S) proteins, and other proteins with functional groups that require iron as a cofactor. At the cellular level, iron uptake, utilization, storage, and export are regulated at different molecular levels (transcriptional, mRNA stability, translational, and posttranslational). Iron regulatory proteins (IRPs) 1 and 2 post-transcriptionally control mammalian iron homeostasis by binding to iron-responsive elements (IREs), conserved RNA stem-loop structures located in the 5'- or 3'- untranslated regions of genes involved in iron metabolism (e.g. FTH1, FTL, and TFRC). To identify novel IRE-containing mRNAs, we integrated biochemical, biocomputational, and microarray-based experimental approaches. Gene expression studies greatly contribute to our understanding of complex relationships in gene regulatory networks. However, the complexity of array design, production and manipulations are limiting factors, affecting data quality. The use of customized DNA microarrays improves overall data quality in many situations, however, only if for these specifically designed microarrays analysis tools are available. Methods In this project response to the iron treatment was examined under different conditions using bioinformatical methods. This would improve our understanding of an iron regulatory network. For these purposes we used microarray gene expression data. To identify novel IRE-containing mRNAs biochemical, biocomputational, and microarray-based experimental approaches were integrated. IRP/IRE messenger ribonucleoproteins were immunoselected and their mRNA composition was analysed using an IronChip microarray enriched for genes predicted computationally to contain IRE-like motifs. Analysis of IronChip microarray data requires specialized tool which can use all advantages of a customized microarray platform. Novel decision-tree based algorithm was implemented using Perl in IronChip Evaluation Package (ICEP). Results IRE-like motifs were identified from genomic nucleic acid databases by an algorithm combining primary nucleic acid sequence and RNA structural criteria. Depending on the choice of constraining criteria, such computational screens tend to generate a large number of false positives. To refine the search and reduce the number of false positive hits, additional constraints were introduced. The refined screen yielded 15 IRE-like motifs. A second approach made use of a reported list of 230 IRE-like sequences obtained from screening UTR databases. We selected 6 out of these 230 entries based on the ability of the lower IRE stem to form at least 6 out of 7 bp. Corresponding ESTs were spotted onto the human or mouse versions of the IronChip and the results were analysed using ICEP. Our data show that the immunoselection/microarray strategy is a feasible approach for screening bioinformatically predicted IRE genes and the detection of novel IRE-containing mRNAs. In addition, we identified a novel IRE-containing gene CDC14A (Sanchez M, et al. 2006). The IronChip Evaluation Package (ICEP) is a collection of Perl utilities and an easy to use data evaluation pipeline for the analysis of microarray data with a focus on data quality of custom-designed microarrays. The package has been developed for the statistical and bioinformatical analysis of the custom cDNA microarray IronChip, but can be easily adapted for other cDNA or oligonucleotide-based designed microarray platforms. ICEP uses decision tree-based algorithms to assign quality flags and performs robust analysis based on chip design properties regarding multiple repetitions, ratio cut-off, background and negative controls (Vainshtein Y, et al., 2010).},
  subject      = {Microarray},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Laisney2010,
  author    = {Laisney, Juliette Agn{\`e}s Genevi{\`e}ve Claire},
  title     = {Characterisation and regulation of the Egfr/Egfr ligand system in fish models for melanoma},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51369},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Fish of the genus Xiphophorus belong to the oldest animal models in cancer research. The oncogene responsible for the generation of spontaneous aggressive melanoma encodes for a mutated epidermal growth factor receptor (Egfr) and is called xmrk for Xiphophorus melanoma receptor kinase. Xmrk constitutive activation mechanisms and subsequent signaling pathways have already been investigated and charaterized but it is still unknown if Egfr ligands may also play a role in Xmrk-driven melanoma formation. To investigate the potential role of Egfr ligands in Xmrk-driven melanoma, I firstly analyzed the evolution of teleost and tetrapod Egfr/Egfr ligand systems. I especially focused on the analysis on the medaka fish, a closely related species to Xiphophorus, for which the whole genome has been sequenced. I could identify all seven Egfr ligands in medaka and could show that the two teleost-specific Egfr copies of medaka display dissimilar expression patterns in adult tissues together with differential expression of Egfr ligand subsets, arguing for subfunctionalization of receptor functions in this fish. Our phylogenetic and synteny analyses supported the hypothesis that only one gene in the chordate ancestor gave rise to the diversity of Egfr ligands found in vertebrate genomes today. I also could show that the Egfr extracellular subdomains implicated in ligand binding are not evolutionary conserved between tetrapods and teleosts, making the use of heterologous ligands in experiments with fish cells debatable. Despite its well understood and straight-forward process, Xmrk-driven melanomagenesis in Xiphophorus is problematic to further investigate in vivo. Our laboratory recently established a new melanoma animal model by generating transgenic mitf::xmrk medaka fishes, a Xiphophorus closely related species offering many more advantages. These fishes express xmrk under the control of the pigment-cell specific Mitf promoter. During my PhD thesis, I participated in the molecular analysis of the stably transgenic medaka and could show that the Xmrk-induced signaling pathways are similar when comparing Xiphophorus with transgenic mitf::xmrk medaka. These data together with additional RNA expression, protein, and histology analyses showed that Xmrk expression under the control of a pigment cell-specific promoter is sufficient to induce melanoma in the transgenic medaka, which develop very stereotyped tumors, including uveal and extracutaneous melanoma, with early onset during larval stages. To further investigate the potential role of Egfr ligands in Xmrk-driven melanoma, I made use of two model systems. One of them was the above mentioned mitf::xmrk medaka, the other was an in-vitro cell culture system, where the EGF-inducible Xmrk chimera HERmrk is stably expressed in murine melanocytes. Here I could show that HERmrk activation strongly induced expression of amphiregulin (Areg) and heparin-binding EGF-like growth factor (Hbegf) in melanocytes. This regulation was dependent on the MAPK and SRC signaling pathways. Moreover, upregulation of Adam10 and Adam17, the two major sheddases of Egfr ligands, was observed. I also could demonstrate the functionality of the growth factors by invitro analyses. Using the mitf::xmrk medaka model I could also show the upregulation of a subset of ligand genes, namely egf, areg, betacellulin (btc) and epigen (epgn) as well as upregulation of medaka egfrb in tumors from fish with metastatic melanoma. All these results converge to support an Xmrk-induced autocrine Egfr ligand loop. Interestingly, my in-vitro experiments with conditioned supernatant from medaka Egf- and Hbegf-producing cells revealed that not only Xiphophorus Egfrb, but also the pre-activated Xmrk could be further stimulated by the ligands. Altogether, I could show with in-vitro and in-vivo experiments that Xmrk is capable of inducing a functional autocrine Egfr ligand loop. These data confirm the importance of autocrine loops in receptor tyrosine kinase (RTK)-dependent cancer development and show the possibility for a constitutively active RTK to strengthen its oncogenic signaling by ligand binding.},
  subject      = {Schwertk{\"a}rpfling},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vershenya2010,
  author    = {Vershenya, Stanislav},
  title     = {Quantitative and qualitative analyses of in-paralogs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51358},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In our analysis I was interested in the gene duplications, with focus on in-paralogs. In-paralogs are gene duplicates which arose after species split. Here I analysed the in-paralogs quantitatively, as well as qualitatively. For quantitative analysis genomes of 21 species were taken. Most of them have vastly different lifestyles with maximum evolutionary distance between them 1100 million years. Species included mammals, fish, insects and worm, plus some other chordates. All the species were pairwised analysed by the Inparanoid software, and in-paralogs matrix were built representing number of in-paralogs in all vs. all manner. Based on the in-paralogs matrix I tried to reconstruct the evolutionary tree using in-paralog numbers as evolutionary distance. If all 21 species were used the resulting tree was very far from real one: a lot of species were misplaced. However if the number was reduced to 12, all of the species were placed correctly with only difference being wrong insect and fish clusters switched. Then to in-paralogs matrix the neighbour-net algorithm was applied. The resulting "net" tree showed the species with fast or slow duplications rates compared to the others. We could identify species with very high or very low duplications frequencies and it correlates with known occurrences of the whole genome duplications. As the next step I built the graphs for every single species showing the correlation between their in-paralogs number and evolutionary distance. As we have 21 species, graph for every species is built using 20 points. Coordinates of the points are set using the evolutionary distance to that particular species and in-paralogs number. In mammals with increasing the distance from speciation the in-paralogs number also increased, however not in linear fashion. In fish and insects the graph close to zero is just the same in mammals' case. However, after reaching the evolutionary distances more than 800 million years the number of inparalogs is beginning to decrease. We also made a simulation of gene duplications for all 21 species and all the splits according to the fossil and molecular clock data from literature. In our simulation duplication frequency was minimal closer to the past and maximum in the near-present time. Resulting curves had the same shape the experimental data ones. In case of fish and insect for simulation the duplication rate coefficient even had to be set negative in order to repeat experimental curve shape. To the duplication rate coefficient in our simulation contribute 2 criteria: gene duplications and gene losses. As gene duplication is stochastical process it should always be a constant. So the changing in the coefficient should be solely explained by the increasing gene loss of old genes. The processes are explained by the evolution model with high gene duplication and loss ratio. The drop in number of in-paralogs is probably due to the BLAST algorithm. It is observed in comparing highly divergent species and BLAST cannot find the orthologs so precisely anymore. In the second part of my work I concentrated more on the specific function of inparalogs. Because such analysis is time-consuming it could be done on the limited number species. Here I used three insects: Drosophila melanogaster (fruit y), Anopheles gambiae (mosquito) and Apis mellifera (honeybee). After Inparnoid analyses and I listed the cluster of orthologs. Functional analyses of all listed genes were done using GO annotations and also KEGG PATHWAY database. We found, that the gene duplication pattern is unique for each species and that this uniqueness is rejected through the differences in functional classes of duplicated genes. The preferences for some classes reject the evolutionary trends of the last 350 million years and allow assumptions on the role of those genes duplications in the lifestyle of species. Furthermore, the observed gene duplications allowed me to find connections between genomic changes and their phenotypic manifestations. For example I found duplications within carbohydrate metabolism rejecting feed pattern adaptation, within photo- and olfactory-receptors indicating sensing adaptation and within troponin indicating adaptations in the development. Despite these species specific differences, found high correlations between the independently duplicated genes between the species. This might hint for a "pool" of genes preferentially duplicated. Taken together, the observed duplication patterns reject the adaptational process and provide us another link to the field of genomic zoology.},
  subject      = {Duplikation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitt2010,
  author    = {Schmitt, Kathrin},
  title     = {Identification and Characterization of GAS2L3 as a Novel Mitotic Regulator in Human Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52704},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Precise control of mitotic progression is vital for the maintenance of genomic integrity. Since the loss of genomic integrity is known to promote tumorigenesis, the identification of knew G2/M regulatory genes attracts great attention. LINC, a human multiprotein complex, is a transcriptional activator of a set of G2/M specific genes. By depleting LIN9 in MEFs, a core subunit of LINC, Gas2l3 was identified as a novel LINC target gene. The so far uncharacterized Gas2l3 gene encodes for a member of the family of growth arrest specific 2 (GAS2) proteins, which share a highly conserved putative actin binding CH and a putative microtubule binding GAS2 domain. In the present study GAS2L3 was identified as a LINC target gene also in human cells. Gene expression analysis revealed that GAS2L3 transcription, in contrast to all other GAS2 family members, is highly regulated during the cell cycle with highest expression in G2/M. The GAS2L3 protein showed a specific localization pattern during the M phase: In metaphase, GAS2L3 localized to the mitotic spindle, relocated to the spindle midzone microtubules in late anaphase and concentrated at the midbody in telophase where it persisted until the end of cytokinesis. Overexpression of a set of different GAS2L3 deletion mutants demonstrated that the localization to the mitotic microtubule network is dependent on the C-terminus, whereas the midbody localization is dependent on full length GAS2L3 protein. Additionally, exclusive overexpression of the CH domain induced the formation of actin stress fibers, suggesting that the CH domain is an actin binding domain. In contrast, the GAS2 domain was neither needed nor sufficient for microtubule binding, indicating that there must be an additional so far unknown microtubule binding domain in the C-terminus. Interestingly, immunoblot analysis also identified the C-terminus as the domain responsible for GAS2L3 protein instability, partially dependent on proteasomal degradation. Consistent with its specific localization pattern, GAS2L3 depletion by RNAi demonstrated its responsibility for proper mitosis and cytokinesis. GAS2L3 depletion in HeLa cells resulted in the accumulation of multinucleated cells, an indicator for chromosome mis-segregation during mitosis. Also the amount of cells in cytokinesis was enriched, indicating failures in completing the last step of cytokinesis, the abscission. Strikingly, treatment with microtubule poisons that lead to the activation of the spindle assembly checkpoint (SAC) indicated that the SAC was weakened in GAS2L3 depleted cells. Although the exact molecular mechanism is still unknown, fist experiments support the hypothesis that GAS2L3 might be a regulator of the SAC master kinase BUBR1. In conclusion, this study provides first evidence for GAS2L3 as a novel regulator of mitosis and cytokinesis and it might therefore be an important guardian against tumorigenesis.},
  subject      = {Mensch},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Duraphe2010,
  author    = {Duraphe, Prashant},
  title     = {Identification and characterization of AUM, a novel human tyrosine phosphatase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-44256},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Protein Phosphatasen werden aufgrund der Aminos{\"a}uresequenzen ihrer aktiven Zentren in drei große Familien unterteilt. In einer neu entdeckten Familie von Phosphatasen ist das aktive Zentrum durch die Sequenz DXDX(T/V) charakterisiert. Diese Aspartat-abh{\"a}ngigen Phosphatasen geh{\"o}ren zu der Superfamilie der Hydrolasen vom Haloazid Dehalogenase(HAD)-Typ, einer evolution{\"a}r konservierten und ubiquit{\"a}r verbreiteten Enzymfamilie. Bislang konnten 58 menschliche HAD Enzyme durch Datenbankanalysen identifiziert werden. Ihre Funktionen sind jedoch nach wie vor nur rudiment{\"a}r verstanden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zun{\"a}chst das Komplement aller menschlichen HAD Phosphatasen durch Datenbank-Recherchen erfasst. Zusammen mit phylogenetischen Analysen gelang es, eine zum damaligen Zeitpunkt unbekannte, putative Phosphatase zu identifizieren, die eine vergleichsweise hohe Sequenz-Homologie zu der Zytoskelettregulierenden HAD Phosphatase Chronophin aufweist. Dieses neuartige Enzym wurde kloniert und mit biochemischen und zellbiologischen Methoden charakterisiert. Auf der Basis dieser Befunde bezeichnen wir dieses neuartige Protein als AUM (actin remodeling, ubiquitously expressed, magnesium-dependent HAD phosphatase).Mittels Northern blot, real-time PCR und Western blot Analysen konnte gezeigt werden, dass AUM in allen untersuchten menschlichen und murinen Geweben exprimiert wird. Die h{\"o}chste Expression konnte in Hodengewebe nachgewiesen werden. Durch immunohistochemische Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass AUM spezifisch in reifenden Keimzellen mit einem Expressionsmaximum zum Zeitpunkt der Spermiogenese exprimiert wird. Um die Substratpr{\"a}ferenz von AUM zu charakterisieren, wurde zun{\"a}chst ein peptidbasierter in vitro Phosphatase-Substrat-Screen durchgef{\"u}hrt. Hierbei wurden 720 aus menschlichen Phosphoproteinen abgeleitete Phosphopeptide untersucht. Interessanterweise dephosphorylierte AUM ausschließlich Phosphotyrosin (pTyr)-enthaltende Peptide. Nur 17 pTyr-Peptide (~2\% aller untersuchten Peptide) fungierten als AUM-Substrate. Diese Daten legen eine hohe Substratspezifit{\"a}t von AUM nahe. Zu den putativen AUM Substraten geh{\"o}ren Proteine, die in die Dynamik der Zytoskelett-Reorganisation sowie in Tyrosin Kinasevermittelte Signalwege eingebunden sind. In {\"U}bereinstimmung mit den Ergebnissen dieses Phosphopeptid-Screens konnte mittels Phosphatase overlay assays sowie in Zellextrakten aus Pervanadat-behandelten HeLa Zellen demonstriert werden, dass AUM eine begrenzte Anzahl Tyrosin-phosphorylierter Proteinen dephosphorylieren kann.In zellul{\"a}ren Untersuchungen wurde die m{\"o}gliche Rolle von AUM im Rahmen der durch den epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) ausgel{\"o}sten Tyrosin-Phosphorylierung in einer Spermatogonien Zelllinie (GC-1 spg-Zellen) analysiert. So konnte nachgewiesen werden, dass die {\"U}berexpression von AUM zu einer moderaten Abnahme Tyrosin phosphorylierter Proteine nach EGF-Stimulation f{\"u}hrte. Im Gegensatz dazu l{\"o}ste jedoch die durch RNAInterferenz vermittelte Depletion von endogenem AUM einen robusten Anstieg Tyrosinphosphorylierter Proteine aus, zu denen auch der EGF-Rezeptor selbst z{\"a}hlt. Zus{\"a}tzlich zu dem EGF-Rezeptor wurde die Src-Kinase im Zuge des Phosphopeptid- Screens als m{\"o}gliches AUM Substrat identifiziert. Daher wurden in vitro Kinase/Phosphatase-Assays mit gereinigtem Src und AUM durchgef{\"u}hrt. Mit diesem Ansatz konnte erstmals gezeigt werden, dass AUM in der Lage ist, die Src-Kinase zu aktivieren, w{\"a}hrend Src AUM phosphoryliert und die AUM Phosphatase-Aktivit{\"a}t blockiert. Diese Ergebnisse deuten auf eine gekoppelte, wechselseitige Regulation von AUM und Src hin. Obwohl die Details dieser Regulation derzeit noch unklar sind, zeigen unsere initialen Ergebnisse, dass AUM die Src-Aktivit{\"a}t unabh{\"a}ngig von seiner Phosphatase Aktivit{\"a}t steigert, w{\"a}hrend Src die AUM Phosphatase-Aktivit{\"a}t Kinase-abh{\"a}ngig vermindert. Auf zellul{\"a}rer Ebene sind AUM-depletierte Zellen durch Ver{\"a}nderungen der Aktin- Zytoskelett-Dynamik und der Zelladh{\"a}sion charakterisiert. So weisen AUM-defiziente Zellen stabilisierte Aktin Streßfasern und vergr{\"o}ßerte fokale Adh{\"a}sionen auf. Weiterhin sind AUMdepletierte Zellen durch ein beschleunigtes spreading auf Fibronektin gekennzeichnet. Wir haben mit AUM ein bisher nicht beschriebenes Mitglied der Familie Aspartat-abh{\"a}ngiger Phosphatasen entdeckt. In dieser Arbeit ist es gelungen, AUM phylogenetisch, biochemisch und zellbiologisch zu charakterisieren. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass AUM einen wichtigen, neuartigen Regulator der Src-vermittelten Zytoskelett-Dynamik im Rahmen der Zelladh{\"a}sion und Migration darstellt.},
  subject      = {Tyrosin},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Keller2010,
  author    = {Keller, Alexander},
  title     = {Secondary (and tertiary) structure of the ITS2 and its application for phylogenetic tree reconstructions and species identification},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56151},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Biodiversity may be investigated and explored by the means of genetic sequence information and molecular phylogenetics. Yet, with ribosomal genes, information for phylogenetic studies may not only be retained from the primary sequence, but also from the secondary structure. Software that is able to cope with two dimensional data and designed to answer taxonomic questions has been recently developed and published as a new scientific pipeline. This thesis is concerned with expanding this pipeline by a tool that facialiates the annotation of a ribosomal region, namely the ITS2. We were also able to show that this states a crucial step for secondary structure phylogenetics and for data allocation of the ITS2-database. This resulting freely available tool determines high quality annotations. In a further study, the complete phylogenetic pipeline has been evaluated on a theoretical basis in a comprehensive simulation study. We were able to show that both, the accuracy and the robustness of phylogenetic trees are largely improved by the approach. The second major part of this thesis concentrates on case studies that applied this pipeline to resolve questions in taxonomy and ecology. We were able to determine several independent phylogenies within the green algae that further corroborate the idea that secondary structures improve the obtainable phylogenetic signal, but now from a biological perspective. This approach was applicable in studies on the species and genus level, but due to the conservation of the secondary structure also for investigations on the deeper level of taxonomy. An additional case study with blue butterflies indicates that this approach is not restricted to plants, but may also be used for metazoan phylogenies. The importance of high quality phylogenetic trees is indicated by two ecological studies that have been conducted. By integrating secondary structure phylogenetics, we were able to answer questions about the evolution of ant-plant interactions and of communities of bacteria residing on different plant tissues. Finally, we speculate how phylogenetic methods with RNA may be further enhanced by integration of the third dimension. This has been a speculative idea that was supplemented with a small phylogenetic example, however it shows that the great potential of structural phylogenetics has not been fully exploited yet. Altogether, this thesis comprises aspects of several different biological disciplines, which are evolutionary biology and biodiversity research, community and invasion ecology as well as molecular and structural biology. Further, it is complemented by statistical approaches and development of informatical software. All these different research areas are combined by the means of bioinformatics as the central connective link into one comprehensive thesis.},
  subject      = {Phylogenie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Niewalda2010,
  author    = {Niewalda, Thomas},
  title     = {Neurogenetic analyses of pain-relief learning in the fruit fly},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65035},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {All animals learn in order to cope with challenges imposed on them by their environment. This is true also for both larval and adult fruit flies as exemplified in pavlovian conditioning. The focus of this Thesis is on various aspects of the fruit flies learning ability. My main project deals with two types of learning which we call punishment-learning and pain-relief learning. Punishment learning happens when fruit flies are exposed to an odour which is followed by electric shock. After such training, flies have learned that that odour signals pain and consequently will avoid it in the future. If the sequence of the two stimuli is reversed such that odour follows shock, flies learn the odour as a signal for relief and will later on approach it. I first report a series of experiments investigating qualitative and parametric features of relief-learning; I find that (i) relief learning does result from true associative conditioning, (ii) it requires a relatively high number of training trials, (iii) context-shock training is ineffective for subsequent shock-odour learning. A further question is whether punishment-learning and pain-relief learning share genetic determinants. In terms of genetics, I test a synapsin mutant strain, which lacks all Synapsin protein, in punishment and relief-learning. Punishment learning is significantly reduced, and relief-learning is abolished. Pan-neuronal RNAi-mediated knock-down of Synapsin results in mutant-like phenotypes, confirming the attribution of the phenotype to lack of Synapsin. Also, a rescue of Synapsin in the mushroom body of syn97 mutants restores both punishment- and relief-learning fully, suggesting the sufficiency of Synapsin in the mushroom body for both these kinds of learning. I also elucidate the relationship between perception and physiology in adult fruit flies. I use odour-shock conditioning experiments to identify degrees of similarity between odours; I find that those similarity measures are consistent across generalization and discrimination tasks of diverse difficulty. Then, as collaborator of T. V{\"o}ller and A. Fiala, I investigate how such behavioural similarity/dissimilarity is reflected at the physiological level. I combine the behaviour data with calcium imaging data obtained by measuring the activity patterns of those odours in either the sensory neurons or the projection neurons at the antennal lobe. Our interpretation of the results is that the odours perceptual similarity is organized by antennal lobe interneurons. In another project I investigate the effect of gustatory stimuli on reflexive behaviour as well as their role as reinforcer in larval learning. Drosophila larvae greatly alter their behaviour in presence of sodium chloride. Increasing salt concentration modulates choice behaviour from weakly appetitive to strongly aversive. A similar concentration-behaviour function is also found for feeding: larval feeding is slightly enhanced in presence of low salt concentrations, and strongly decreased in the presence of high salt concentrations. Regarding learning, relatively weak salt concentrations function as appetitive reinforcer, whereas high salt concentrations function as aversive reinforcer. Interestingly, the behaviour-concentration curves are shifted towards higher concentrations from reflexive behaviour (choice behaviour, feeding) as compared to associative learning. This dissociation may reflect a different sensitivity in the respective sensory-motor circuitry.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Grohmann2010,
  author    = {Grohmann, Constanze},
  title     = {Termite mediated heterogeneity of soil and vegetation patternsin a semi-arid savanna ecosystem in Namibia},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54318},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Termites are the most important soil ecosystem engineers of semi-arid and arid habitats. They enhance decomposition processes as well as the subsequent mineralisation of nutrients by bacteria and fungi. Through their construction of galleries, nests and mounds, they promote soil turnover and influence the distribution of nutrients and also alter texture and hydrological properties of soils, thereby affecting the heterogeneity of their ecosystem. The main aim of the present thesis was to define the impact of termites on ecosys-tem functioning in a semi-arid ecosystem. In a baseline study, I assessed the diversity of termite taxa in relation to the amount of precipitation, the vegetation patterns and the land use systems at several sites in Namibia. Subsequently, I focussed on a species that is highly abundant in many African savannas, the fungus growing and mound building species Macro-termes michaelseni (Sj{\"o}stedt, 1914). I asked how this species influences the spatial hetero-geneity of soil and vegetation patterns. From repeated samplings at 13 sites in Namibia, I obtained 17 termite taxa of 15 genera. While the type of land use seems to have a minor effect on the termite fauna, the mean annual precipitation explained 96\% and the Simpson index of vascular plant diversity 81\% of the variation in taxa diversity. The number of termite taxa increased with both of these explanation variables. In contrast to former studies on Macrotermes mounds in several regions of Africa that I reviewed, soil analyses from M. michaelseni mounds in the central Namibian savanna revealed that they contain much higher nitrogen contents when compared to their parent material. Further analyses revealed that nitrate forms a major component of the nitrogen content in termite mounds. As nitrate solves easily in water, evaporation processes are most probably responsible for the transport of solved nitrates to the mound surface and their accumulation there. The analysed mounds in central Namibia contained higher sand propor-tions compared to the mounds of the former studies. Through the higher percentage of coarse and middle sized pores, water moves more easily in sandy soils compared to more clayey soils. In consequence, evaporation-driven nitrate accumulation can occur in the studied mounds at high rates. Hochgerechnet auf den Gesamtumfang der H{\"u}gel bedeckte das pro Jahr von einem bewohnten H{\"u}gel erodierte Material theoretisch einen 1 m breiten Kreisring um den Schwemmkegel des H{\"u}gels 2,4 mm hoch. Der entsprechende Wert f{\"u}r unbewohnte H{\"u}gel betrug 1,0 mm. To assess the amount of soil that erodes from termite mounds, I fastened four strong, 65 cm wide plastic bags at 14 mounds each and collected the soil that eroded during five rainfall events. Projected to the total mound circumference, the amount of soil eroded covers theoretically a 1 m wide circular ring around the pediment of an inhabited mound up to a height of 2.4 mm per year. For uninhabited mounds, the height of this soil layer would be 1.0 mm. Per hectare, roughly 245 kg eroded per year from the mounds. However, as the erosion rate depends on several factors such as rainfall intensity, soil texture and point of time within the rainy season, this is only a vague estimate. In order to determine up to which distance the soil erosion from the mounds still influences the chemical characteristics of the adjacent topsoil, I took samples from depth of 0-10 cm at 1, 5 and 25 m distances, respectively, from four different mounds and from the mounds themselves. The non-metric multidimensional scaling of the soil properties showed strong differences between mound and off-mound samples. Soil characteristics within the samples from the mounds did not differ largely. Similarly, I found no strong differences between the samples taken from the different distances from the mound. From these results I conclude that through the construction of foraging galleries and sheetings (soil constructions with which some termite species cover their food items), the soil eroding from termite mounds is quickly mixed with deeper soil layers. In consequence, mound material does not accumulate in the mound's vicinity. In order to reveal how plant growth is influenced by termite mound material, we assessed the number of grass and herb individuals as well as the biomass of plants growing in situ on the base of mounds compared to adjacent sites. While the numbers of both grass and herb individuals were significantly lower compared to adjacent sites, the total biomass of plants growing on the base of mounds was significantly higher. Reverse results were obtained by pot experiments with radish (Raphanus sativus subsp. sativus) and sorghum (Sorghum sp.) growth. Both species grew significantly weaker on mound soil compared to adjacent soil. The contradictory results concerning the biomass of in situ and pot experi-ments are most probably caused by the disturbance of the original soil structure during the potting process. The material was subsequently compacted through watering the plants. In contrast, Macrotermes mounds are pervaded by many macropores which seem to be essential for the plant roots to penetrate the soil. In the last part of this thesis, I posed the question how mounds of M. michaelseni are distributed and what factors might be responsible for this pattern. Former studies showed that mound size is correlated with the size of its inhabiting colony. With several multi-scale analyses, I revealed that larger inhabited mounds were regularly distributed. Additionally, mounds which were closer together tended to be smaller than on average. This indicates that intraspecific competition controls the distribution and size of colonies and their mounds. Former studies concerning Odontotermes mounds substantiated that they are local hotspots of primary productivity and animal abundance. Based on these findings, simulations revealed that a regular distribution of these mounds leads to a greater ecosystem-wide productivity compared to a random arrangement. As in the present study, plant biomass was higher at the mounds compared to off-mound sites, this might hold true for M. michaelseni mounds. From the results of this thesis, I draw the conclusion that through their mound building activities, M. michaelseni strongly influences the distribution patterns of soil nutrients within the central Namibian savanna. These termites create sharp contrasts in nutrient levels and vegetation patterns between mound soils and off-mound soils and enhance the heterogeneity of their habitats. Former studies revealed that habitat hetero-geneity is important in generating species diversity and species richness in turn is correlated positively with biomass production and positively affects ecosystem services. In conclusion, the present thesis underlines the importance of M. michaelseni for ecosystem functioning of the central Namibian savanna.},
  subject      = {Termiten},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Deuchert2010,
  author    = {Deuchert, Thomas},
  title     = {Entwicklung eines experimentellen Systems zur Untersuchung der subzellul{\"a}ren Lokalisierung der Alpha-Methylacyl-CoA-Racemase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46495},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Entwicklung eines experimentellen Systems zur Untersuchung der subzellul{\"a}renLokalisierung der Alpha-Methylacyl-CoA-Racemase (AMACR) (Methode der retroviralen Transfektion von transformierten, embryonalen Mausfibroblasten)},
  subject      = {Alpha-Methylacyl-CoA-Racemase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Worschech2010,
  author    = {Worschech, Andrea},
  title     = {Oncolytic Therapy with Vaccinia Virus GLV-1h68 - Comparative Microarray Analysis of Infected Xenografts and Human Tumor Cell Lines -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-45338},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Aim of this thesis was to study the contribution of the hosts immune system during tumor regression. A wild-type rejection model was studied in which tumor regression is mediated through an adaptive, T cell host response (Research article 1). Additionally, the relationship between VACV infection and cancer rejection was assessed by applying organism-specific microarray platforms to infected and non-infected xenografts. It could be shown that tumor rejection in this nude mouse model was orchestrated solely by the hosts innate immune system without help of the adaptive immunity. In a third study the inflammatory baseline status of 75 human cancer cell lines was tested in vitro which was correlated with the susceptibility to VACV and Adenovirus 5 (Ad5) replication of the respective cell line (Manuscript for Research article 3). Although xenografts by themselves lack the ability to signal danger and do not provide sufficient proinflammatory signals to induce acute inflammation, the presence of viral replication in the oncolytic xenograft model provides the "tissue-specific trigger" that activates the immune response and in concordance with the hypothesis, the ICR is activated when chronic inflammation is switched into an acute one. Thus, in conditions in which a switch from a chronic to an acute inflammatory process can be induced by other factors like the immune-stimulation induced by the presence of a virus in the target tissue, adaptive immune responses may not be necessary and immune-mediated rejection can occur without the assistance of T or B cells. However, in the regression study using neu expressing MMC in absence of a stimulus such as a virus and infected cancer cells thereafter, adaptive immunity is needed to provoke the switch into an acute inflammation and initiate tissue rejection. Taken together, this work is supportive of the hypothesis that the mechanisms prompting TSD differ among immune pathologies but the effect phase converges and central molecules can be detected over and over every time TSD occurs. It could be shown that in presence of a trigger such as infection with VACV and functional danger signaling pathways of the infected tumor cells, innate immunity is sufficient to orchestrate rejection of manifested tumors.},
  subject      = {Tumorimmunologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gruber2010,
  author    = {Gruber, Franz Andreas},
  title     = {Untersuchung zur Regulation der Expression des zuckerkonditionierten Verhaltens bei Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48802},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In dieser Doktorarbeit habe ich die Regulation der Expression des zuckerbelohnten Verhaltens durch den F{\"u}tterungszustand bei Drosophila melanogaster untersucht. Die Fliegen k{\"o}nnen w{\"a}hrend einer Trainingsphase mit Hilfe einer Zuckerbelohnung auf einen bestimmten Duft konditioniert werden. Nach dem Training k{\"o}nnen die Fliegen dann auf das olfaktorische Ged{\"a}chtnis getestet werden. Die Bereitschaft das zuckerkonditionierte Ged{\"a}chtnis im Test zu zeigen wird vom F{\"u}tterungszustand kontrolliert, wie ich in {\"U}bereinstimmung mit den Ergebnissen fr{\"u}herer Arbeiten demonstrierte (Tempel et al. 1983; Gruber 2006; Krashes et al. 2008). Nur nicht gef{\"u}tterte Fliegen exprimieren das Ged{\"a}chtnis, w{\"a}hrend F{\"u}tterungen bis kurz vor dem Test eine reversibel supprimierende Wirkung haben. Einen {\"a}hnlichen regulatorischen Einfluss {\"u}bt der Futterentzug auch auf die Expression anderer futterbezogener Verhaltensweisen, wie z.B. die naive Zuckerpr{\"a}ferenz, aus. Nachdem ich den drastischen Einfluss des F{\"u}tterungszustands auf die Auspr{\"a}gung des zuckerkonditionierten Verhaltens gezeigt bzw. best{\"a}tigt hatte, habe ich nach verhaltensregulierenden Faktoren gesucht, die bei einer F{\"u}tterung die Ged{\"a}chtnisexpression unterdr{\"u}cken. Als m{\"o}gliche Kandidaten untersuchte ich Parameter, die zum Teil bereits bei verschiedenen futterbezogenen Verhaltensweisen unterschiedlicher Tierarten als „S{\"a}ttigungssignale" identifiziert worden waren (Marty et al. 2007; Powley and Phillips 2004; Havel 2001; Bernays and Chapman 1974; Simpson and Bernays 1983; Gelperin 1971a). Dabei stellte sich heraus, dass weder die „ern{\"a}hrende" Eigenschaft des Futters, noch ein durch Futteraufnahme bedingter Anstieg der internen Glukosekonzentration f{\"u}r die Suppression des zuckerkonditionierten Ged{\"a}chtnisses notwendig sind. Die Unterdr{\"u}ckung der Ged{\"a}chtnisexpression kann auch nicht durch Unterschiede in den aufgenommenen Futtermengen, die als verhaltensinhibitorische Dehnungssignale des Verdauungstrakts wirken k{\"o}nnten, oder mit der St{\"a}rke des s{\"u}ßen Geschmacks erkl{\"a}rt werden. Die Suppression des zuckerbelohnten Verhaltens folgte den Konzentrationen der gef{\"u}tterten Substanzen und war unabh{\"a}ngig von deren chemischen Spezifit{\"a}t. Deshalb wird die Osmolarit{\"a}t des aufgenommenen Futters als ein entscheidender Faktor f{\"u}r die Unterdr{\"u}ckung der zuckerkonditionierten Ged{\"a}chtnisexpression angenommen. Weil nur inkorporierte Substanzen einen Unterdr{\"u}ckungseffekt hatten, wird ein osmolarit{\"a}tsdetektierender Mechanismus im K{\"o}rper 67 postuliert, wahrscheinlich im Verdauungstrakt und/oder der H{\"a}molymphe. Die H{\"a}molymphosmolarit{\"a}t ist als „S{\"a}ttigungssignal" bei einigen wirbellosen Tieren bereits nachgewiesen worden (Bernays and Chapman 1974; Simpson and Raubenheimer 1993; Gelperin 1971a; Phifer and Prior 1985). Deshalb habe ich mit Hilfe genetischer Methoden und ohne die Fliegen zu f{\"u}ttern, versucht {\"u}ber einen k{\"u}nstlich induzierten Anstieg der Trehaloseund Lipidkonzentrationen die Osmolarit{\"a}t der H{\"a}molymphe in Drosophila zu erh{\"o}hen. Eine solche konzentrationserh{\"o}hende Wirkung f{\"u}r Lipide und die Trehalose, dem Hauptblutzucker der Insekten, ist bereits f{\"u}r das adipokinetische Hormon (AKH), das von Zellen der Corpora cardiaca exprimiert wird, nachgewiesen worden (Kim and Rulifson 2004; Lee and Park 2004; Isabel et al. 2005). Es stellte sich heraus, dass die k{\"u}nstliche Stimulierung AKH-produzierender Neurone das zuckerkonditionierten Verhalten tempor{\"a}r, reversible und selektiv unterdr{\"u}ckt. Gleiche Behandlungen hatten keinen Effekt auf ein aversiv konditioniertes olfaktorisches Ged{\"a}chtnis oder ein naives Zuckerpr{\"a}ferenzverhalten. Wie aus dieser Arbeit hervorgeht, stellt wahrscheinlich die Osmolarit{\"a}t des Verdauungstrakts und der H{\"a}molymphe oder nur der H{\"a}molymphe ein physiologisches Korrelat zum F{\"u}tterungszustand dar und wirkt als unterdr{\"u}ckendes Signal. Dass F{\"u}tterungen das zuckerkonditionierte Verhalten und die Zuckerpr{\"a}ferenz supprimieren, die k{\"u}nstliche Stimulation AKH-produzierender Zellen aber selektiv nur die zuckerbelohnte Ged{\"a}chtnisexpression unterdr{\"u}ckt, deutet auf mindestens zwei unterschiedliche „S{\"a}ttigungssignalwege" hin. Außerdem macht es deutlich wie uneinheitlich futterbezogene Verhaltensweisen, wie das zuckerbelohnte Verhalten und die naive Zuckerpr{\"a}ferenz, reguliert werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Derrer2010,
  author    = {Derrer, Bianca},
  title     = {Charakterisierung der Vitamin B6 Synthese und des Shikimatsyntheseweges im Malariaerreger Plasmodium ssp.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51456},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Malaria ist eine schwerwiegende Krankheit, die j{\"a}hrlich {\"u}ber eine Million Menschen t{\"o}tet. Die zunehmende Resistenzbildung gegen{\"u}ber den verwendeten Medikamenten macht die Entwicklung neuer Antimalariamittel dringend notwendig. Daher sind die Vitamin B6 Synthese und der Shikimatweg von besonderem Interesse, da diese beiden Synthesewege nur im Parasiten und nicht im Menschen vorkommen. Unter der Voraussetzung, dass diese essentiell f{\"u}r den Parasiten sind, b{\"o}ten sie ideale Ansatzpunkte zur Entwicklung neuer Antimalariamittel. Voraus gegangene Studien haben gezeigt, dass Plasmodium falciparum in der Lage ist, PLP de novo mittels eines bifunktionalen Enzymkomplex, bestehend aus den Proteinen Pdx1 und Pdx2, zu synthetisieren. Pdx1 stellt dabei die eigentliche Synthase dar, w{\"a}hrend Pdx2 als Glutaminase-Partner das ben{\"o}tigte Ammoniumion f{\"u}r den heterocyclen Ring bereitstellt. Zus{\"a}tzlich dazu verf{\"u}gt der Parasit auch {\"u}ber einen salvage pathway um PLP zu „recyclen", in dem der Pyridoxalkinase PdxK eine Schl{\"u}sselfunktion zuf{\"a}llt. Knockout Studien der pdx1 im Mausmalariasystem P. berghei haben gezeigt, dass PbPdx1 f{\"u}r eine optimale Entwicklung der Blutstadien ben{\"o}tigt wird, nicht jedoch f{\"u}r deren {\"U}berleben. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich die Effekte eines pbpdxK(-) Knockouts in demselben System untersucht. Es konnte eine monoklonale Knockoutlinie generiert werden, was zeigte, dass PbPdxK nicht essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben des Parasiten in den Blutstadien ist. Die Entwicklung w{\"a}hrend des Blutstadiums war von dem pbpdxK(-) Knockout nicht betroffen. Allerdings zeigte sich im Moskitostadium eine drastische Reduktion der Sporozoitenzahl sowohl in den Mitteld{\"a}rmen als auch in den Speicheldr{\"u}sen. Dieses Ergebnis legt nahe, dass PbPdxK essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben der Sporozoiten ist. Daneben wurde versucht, die Gene pfpdx1, pfpdx2 sowie pfpdxK in P. falciparum 3D7 durch Verwendung der single cross over Strategie auszuschalten. Es konnte jedoch f{\"u}r keines der genannten Konstrukte eine Integration in die jeweiligen Genloci anhand von PCR-Analysen nachgewiesen werden. Ebenso scheiterte der Versuch, durch Rekombination eines komplement{\"a}ren Genabschnitts die Funktion des Gens zu rekonstituieren. Daher bleibt es unklar, ob pfpdx1, pfpdx2 und pfpdxK durch Knockout Strategien auszuschalten sind oder nur f{\"u}r Genmanipulationen nicht zug{\"a}nglich sind. Die Kultivierung von P. falciparum 3D7 Parasiten in Vitamin B6 depletiertem Medium hatte keinen Effekt auf deren Wachstum. Eine anschließende Analyse der Proteinextrakte zeigte eine erh{\"o}hte Expression der PfPdxK, w{\"a}hrend sich das Expressionslevel der PfPdx1 nicht ver{\"a}nderte. Es scheint, dass der Parasit in der Lage ist Vitamin B6 Mangel durch vermehrte Nutzung des salvage pathways vollst{\"a}ndig zu kompensieren. Fr{\"u}here Arbeiten zeigten, dass der C-Terminus der Pdx1 in die Aktivit{\"a}t des PLP Synthasekomplexes involviert ist. Aus diesem Grund wurden verschiedene C-terminale Deletionsmutanten der PfPdx1 konstruiert und dabei bis zu 30 Aminos{\"a}uren entfernt. Diese Analysen ergaben, dass der C-Terminus vier verschiedene Funktionen besitzt: das Assembly der Pdx1 Untereinheiten zum Dodekamer, die Bindung des Pentosesubstrats Ribose 5-Phosphat, die Bildung des Intermediats I320 und schließlich die PLP Synthese. Diese unterschiedlichen Funktionen wurden durch verschiedene Deletionsvarianten identifiziert. Dar{\"u}ber hinaus waren alle Deletionsvarianten in der Lage, die Glutaminase Pdx2 zu aktivieren, was zeigt, dass das Dodekamer nicht Vorraussetzung f{\"u}r die Glutaminaseaktivit{\"a}t ist. Aufgrund der geringen PLP Syntheseaktivit{\"a}t in vitro wurde vermutet, dass der PfPdx1/PfPdx2 Komplex durch einen zus{\"a}tzlichen Faktor aktiviert wird. Daher wurde versucht, mittels Yeast 2-Hybrid, basierend auf einer PCR-amplifizierten P. falciparum 3D7 cDNA-Bibliothek als bait und PfPdx1 als prey, einen Interaktionspartner zu identifizieren. Mehrere Klone wurden gewonnen, die alle einen Bereich des Mal13P1.540, einem putativen Hsp70 Proteins, enthielten. Jedoch scheiterten alle Versuche, die Protein-Protein-Interaktion mit rekombinant exprimierten Protein zu best{\"a}tigen. Ebenso war es nicht m{\"o}glich, das vollst{\"a}ndige Mal13P1.540 rekombinant zu exprimieren sowie dessen Lokalisation in vivo zu bestimmen. Daher bleibt die Interaktion von PfPdx1 und Mal13P1.540 ungekl{\"a}rt. Neben der Vitamin B6 Biosynthese konnten auch einige Gene des Shikimatweges in Plasmodium identifiziert werden. In P. berghei konnten der C-terminale Teil der 3-Dehydroquinatsynthase (2) sowie die Shikimatkinase (5) und die 5-Enoylpyruvylshikimat 3-Phosphatsynthase (6) in einem open reading frame (ORF) identifiziert werden, der dieselbe genetische Organisation aufweisen wie der Arom-Komplex der Hefen. Mit Hilfe eines Komplementationsassay wurde die Funktionalit{\"a}t dieses ORFs {\"u}berpr{\"u}ft. Dazu wurden S. cerevisiae BY4741Δaro1, ein Hefestamm ohne funktionalen Arom-Komplex, mit dem Pb2_6_5_ABC Fragment transformiert. Die so transformierten Hefen waren nicht in der Lage, auf Mangelplatten ohne aromatische Aminos{\"a}uren zu wachsen, was zeigte, dass das Pb2_6_5_ABC Konstrukt den BY4741Δaro1 Ph{\"a}notyp nicht komplementieren konnte. Der Versuch, mit Hilfe des Baculovirussytems rekombiant exprimiertes Protein zu erhalten, verlief erfolglos. Ebenso war es nicht m{\"o}glich, Teile des Proteins f{\"u}r Immunisierungen zu exprimieren. Daher bleibt die Funktionalit{\"a}t des Pb2_6_5_ABC Konstruktes ungekl{\"a}rt.},
  subject      = {Plasmodium falciparum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmid2010,
  author    = {Schmid, Benjamin},
  title     = {Computational tools for the segmentation and registration of confocal brain images of Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51490},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Neuroanatomical data in fly brain research are mostly available as spatial gene expression patterns of genetically distinct fly strains. The Drosophila standard brain, which was developed in the past to provide a reference coordinate system, can be used to integrate these data. Working with the standard brain requires advanced image processing methods, including visualisation, segmentation and registration. The previously published VIB Protocol addressed the problem of image registration. Unfortunately, its usage was severely limited by the necessity of manually labelling a predefined set of neuropils in the brain images at hand. In this work I present novel tools to facilitate the work with the Drosophila standard brain. These tools are integrated in a well-known open-source image processing framework which can potentially serve as a common platform for image analysis in the neuroanatomical research community: ImageJ. In particular, a hardware-accelerated 3D visualisation framework was developed for ImageJ which extends its limited 3D visualisation capabilities. It is used for the development of a novel semi-automatic segmentation method, which implements automatic surface growing based on user-provided seed points. Template surfaces, incorporated with a modified variant of an active surface model, complement the segmentation. An automatic nonrigid warping algorithm is applied, based on point correspondences established through the extracted surfaces. Finally, I show how the individual steps can be fully automated, and demonstrate its application for the successful registration of fly brain images. The new tools are freely available as ImageJ plugins. I compare the results obtained by the introduced methods with the output of the VIB Protocol and conclude that our methods reduce the required effort five to ten fold. Furthermore, reproducibility and accuracy are enhanced using the proposed tools.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Leonhardt2010,
  author    = {Leonhardt, Sara Diana},
  title     = {Resin collection and use in stingless bees},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51588},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Harz ist ein klebriges Pflanzenprodukt mit einem oft intensiven aromatischen Geruch. Es wird von B{\"a}umen produziert, um Wunden zu verschließen und sch{\"a}dliche Besucher abzuwehren. Einige Insektenarten haben jedoch die erstaunliche F{\"a}higkeit entwickelt, mit der klebrigen Substanz umzugehen und sie sich gar zu Nutzen zu machen. So verwenden Bienen Harz beispielsweise zum Nestbau und zur Verteidigung ihrer Kolonien. W{\"a}hrend allgemein bekannt ist, dass Bienen Pollen und Nektar sammeln, wird der Tatsache, dass sie auch Harz sammlen, allerdings sehr viel weniger Beachtung geschenkt. Ziel meiner Dissertation war es daher, herauszufinden, warum, wie und wo stachellose Bienen in Borneo (sieben untersuchte Bienenarten), Australien (acht Arten) und Costa Rica (27 Arten) Pflanzenharze sammeln und verwerten. Diese Arbeit behandelt somit die enge Beziehung zwischen einer eusozialen Insektengattung und einem chemisch und physiologisch hoch komplexen Pflanzenprodukt, das Bienen nicht nur als Nestmaterial und zur Verteidigung dient, sondern auch eine wesentliche Bedeutung f{\"u}r deren chemische Diversit{\"a}t hat. Stachellose Bienen verhalten sich hochgradig opportunistisch, wenn sie Harz sammeln, d.h. verschiedene Bienenarten sammeln Harz von denselben Baumarten, wobei sie nahezu jede verf{\"u}gbare Harzquelle nutzen. Dabei finden und erkennen sie Harzquellen anhand einiger charakteristischer Mono- und Sesquiterpene, nutzen jedoch nicht das gesamte Harz-Bouquet. Die Menge an eingetragenem Harz unterscheidet sich zwischen verschiedenen Bienenarten und kolonien und varriert mit verschiedenen Umweltbedingungen. Insbesondere eine Bedrohung durch Fressfeinde (z. B. Ameisen) f{\"u}hrt zu einer massiven Steigerung des Harzeintrages; eine manuelle Zerst{\"o}rung des Nesteinganges hat dagegen relativ wenig Einfluss. Das eingetragene Harz wird zum Nestbau und zur Verteidigung gegen Fressfeinde und Mikroben genutzt. Dar{\"u}ber hinaus dient es als Quelle f{\"u}r Terpene, die von den Bienen in ihre chemischen Oberfl{\"a}chenprofile eingebaut werden (kutikul{\"a}re Terpene). Dabei {\"u}bertragen sie nur einen Bruchteil (8 \%) der gewaltigen Menge (>> 1000) an Terpenen, die man im Harz von B{\"a}umen findet, auf ihre Oberfl{\"a}che. Die {\"u}bertragenen Terpene bleiben in ihrer Struktur unver{\"a}ndert, allerdings unterscheiden sich die Bienenarten in der Zusammensetzung der Terpenprofile auf ihrer Oberfl{\"a}che, obwohl alle untersuchten Arten Harz von denselben B{\"a}umen sammeln. Die unterschiedlichen Terpenprofile sowie die Tatsache, dass nur wenige Terpene aus dem Harz aufgenommen werden, deuten auf einen artspezifischen und bisher unbekannten Filterungsmechanismus bei stachellosen Bienen hin. Auch {\"u}bersteigt durch die Aufnahme von Terpenen die chemische Diversit{\"a}t der Oberfl{\"a}chenprofile von stachellosen Bienen die zahlreicher anderer Hymenopteren. Da Bienen die Terpene aus dem Harz nur „filtern", sie dabei aber nicht ver{\"a}ndern, sind s{\"a}mtliche Bienenarten aus Borneo, Australien und Costa den charakteristischen Harzprofilen von B{\"a}umen aus ihren Ursprungsgebieten chemisch sehr {\"a}hnlich. Da in jeder tropischen Region andere Baumarten vorkommen, varriert die chemische Zusammensetzung der vorkommenden Harze und damit der kutikul{\"a}ren Terpene von dort vorkommenden Bienen. Die meisten Bienenarten mit kutikul{\"a}ren Terpenen findet man in Borneo, wo nahezu 100 \% der untersuchten Arten aus Baumharzen gewonnene Terpene in ihre chemischen Profilen einbauen. Im Gegensatz dazu sind es in Costa Rica nur 40 \% der untersuchten Arten. Auch sammeln in Borneo gelegentlich 9 von 10 Arbeiterinnen einer Tetragonilla collina Kolonie Harz, wohingegen in Australien maximal 10 \% und in Costa Rica maximal 40 \% der Arbeiterinnen einer Kolonie Harz sammeln. Das Vorherrschen von Harz und aus Harz gewonnenen Terpenen in der chemischen {\"O}kologie von Bienen auf Borneo spiegelt das Vorherrschen einer bestimmten s{\"u}dostasiatischen Baumfamilie wieder: der Dipterocarpaceen, deren Holz ungew{\"o}hnlich harzig ist. Ein solch enger Zusammenhang zwischen der Chemie von Bienen und der von Baumharzen verdeutlicht die enge Beziehung zwischen stachellosen Bienen und den B{\"a}umen in ihrem Habitat. Die kutikul{\"a}ren Terpene sch{\"u}tzen ihre Tr{\"a}ger vor Angreifern (z.B. Ameisen) und Mikrobenbefall. Dabei variiert eine bestimmte Gruppe - Sesquiterpene - am meisten zwischen den Arten. Diese Terpengruppe manipuliert die nat{\"u}rlichweise auftretende zwischen-artliche Aggression, indem sie letztere bei jenen Arten verringert, die selbst keine Sesquiterpene in ihrem Profil haben. Aggressionsminderung durch chemische Komponenten, welche aus der Umwelt aufgenommen werden, stellt somit einen bisher unbekannten Mechanismus dar, um Toleranz zwischen sonst aggressiven Arten zu erreichen. Eine derarte Herabsetzung von aggressiven Verhalten bei stachellosen Bienen kann dar{\"u}ber hinaus ein entscheidender Faktor f{\"u}r das Entstehen sogenannter Nestaggregationen sein. Dabei nisten Kolonien von Bienenarten mit und Bienenarten ohne Sesquiterpene in ihrem chemischen Profil in unmittelbarer Nachbarschaft, ohne gegeneinander aggressiv zu sein. Im Hinblick auf die zahlreichen Funktionen, die Harze und/oder aus dem Harz gewonnene Substanzen f{\"u}r stachellose Bienen haben, stellt Harz zweifelsohne eine bedeutende Ressource in der Welt der Bienen dar - eine Ressource, die einen direkten Einfluss auf deren chemische {\"O}kologie, Verteidigungsmechanismen und zwischen-artliche Kommunikation aus{\"u}bt. Wie genau die Bienen ihre artspezifischen Terpenprofile erzeugen, insbesondere, wie es ihnen gelingt, dabei ganze Terpengruppen auszuschließen, muss in zuk{\"u}nftigen Studien genauer untersucht werden. Auch stellt sich die Frage, wie wichtig eine hohe Diversit{\"a}t an Harzquellen und damit Baumarten f{\"u}r die Bienen ist! Es ist durchaus m{\"o}glich, dass neben einer Vielfalt an Bl{\"u}tenpflanzenarten auch der „Harzreichtum" f{\"u}r das Wohlergehen der Bienen eine entscheidende Rolle spielt.},
  subject      = {stachellose Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Junker2010,
  author    = {Junker, Robert R.},
  title     = {Scents as Floral Defence : Impact on Species and Communities, Mechanisms and Ecological Consequences},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51827},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Floral scents are compositions of diverse volatile substances. Despite the chemical complexity, the interpretation of their ecological relevance was mostly confined to the attractive function facilitating interactions with pollinators. However, the negative impact on plants' reproduction by non-pollinating flower visitors is pronounced and demands floral adaptations that exclude antagonists. The aim of this dissertation was to explore the defensive properties of floral odours and to imbed them into ecological contexts. The thesis covered four scopes: the scents' impact on individual species and on flower-visitor communities, the mechanisms that explain the dual function of floral volatiles (attraction and defence), and the ecological consequences of missing defences for plants and pollinators. The most important floral antagonists that are known to reduce the reproductive fitness of plants were identified and their responses towards floral scents were examined. We found that representatives of non-pollinating florivores (bush crickets), predators that lure for pollinators (spiders), and microorganisms that potentially colonize petals were repelled, deterred or inhibited in their growth by floral secondary metabolites. An earlier study revealed the same effect on nectar thieving ants. These experimental studies clearly demonstrate that scents universally serve as floral defences that have the potential to reduce or even prevent the visitation and exploitation of flowers by these antagonists. Within diverse communities, we tested whether species-specific responses to odours reflect the structure of naturally occurring flower-visitor interactions in order to examine the ecological importance of defensive floral scents. On three Hawaiian Islands, ant-flower interactions involving co-occurring native and introduced plants were observed. Ants were historically absent from the geographically isolated Hawaiian archipelago. Thus, we hypothesized that native Hawaiian plants lack floral features that exclude ants and therefore would be heavily exploited by introduced, invasive ants. We quantified the residual interaction strength of each pair of ant/plant species as the deviation of the observed interaction frequency from a null-model prediction based on available nectar sugar in a local plant community and local ant activity at sugar baits. As predicted, flowers of plants that are endemic or indigenous to Hawaii were stronger exploited by ants than flowers of co- occurring introduced plants, which share an evolutionary history with ants. We showed experimentally that the absence of ants on flowers of most introduced and few native plants species was due to morphological barriers and/or repellent floral scents, examined in a mobile olfactometer. Analysis of floral volatiles, however, revealed no consistent ant- repellent "syndrome", probably due to the high chemical variability within the floral scent bouquets. On a fallow land in Germany, we linked the responses of receivers (flower visitors) towards signals (flower scent) with the structure of a highly diverse natural flower-insect network. For each interaction, we defined link temperature - a newly developed metric - as the deviation of the observed interaction strength from neutrality, assuming that animals randomly interact with flowers. Link temperature was positively correlated to the specific visitors' responses to floral scents. Thus, communication between plants and consumers via phytochemical signals reflects a significant part of the microstructure in a complex network. Negative as well as positive responses towards floral scents contributed to these results, where individual experience was important, apart from innate behaviour. The demonstration of the contrasting functions of floral scents that control the visitor spectrum of flowers represents the first evidence that floral scents act as filters allowing access to some flower visitors but simultaneously exclude others. These findings raise the central question of this thesis: what evolutionary mechanism explains the dual function of floral scents? The view of flower visitors as mutualistic and antagonistic agents considers primarily the interest of plants. A classification emphasizing the consumer's point of view, however, may be more useful when considering adaptations of animals to flower visits. Therefore, we introduced a novel classification that acknowledges the consumers' interest in the interaction: some animals evolved an obligate dependence on floral resources, others use nectar and pollen as supplement to their diet and are thus regarded as facultative flower visitors. In a meta-analysis covering 18 studies on the responses of animals to floral scents, we assigned the animals to the categories of obligate or facultative flower visitors. Their responses to floral scents were compared. On average, obligate flower visitors, often corresponding to pollinators, were attracted to floral scent compounds. In contrast, facultative and mainly antagonistic visitors were strongly repelled by flower odours. The findings confirm that floral scents have a dual function both as attractive and defensive cues. Whether an animal depends on floral resources determines its response to these signals, suggesting that obligate flower visitors evolved a tolerance against primarily defensive compounds. These findings were confirmed in an experimental study. We conclude that floral scents protect flowers against visitors that would otherwise reduce the reproductive success of plants. In Hawaii, where flowers do not have defensive means against ants, we studied the impact of ants on the pollination effectiveness of endemic and introduced bees and on the fruit set of an endemic tree Metrosideros polymorpha (Myrtaceae). Ants were dominant nectar-consumers that mostly depleted the nectar of visited inflorescences. Accordingly, the visitation frequency, duration, and consequently the pollinator effectiveness of nectar-foraging bees strongly decreased on ant-visited flowers, whereas pollen-collecting bees remained largely unaffected by ants. Overall, endemic bees (Hylaeus spp.) were much poorer pollinators than introduced honeybees (Apis mellifera). The average net effect of ants on pollination of M. polymorpha was neutral, corresponding to a similar fruit set of ant-visited and ant-free inflorescences. A second Hawaiian plant species, Vaccinium reticulatum (Ericaceae), was visited by the caterpillars of an introduced plume moth (Stenoptilodes littoralis) that destroyed buds and flowers of this species. The ants' presence on flowers strongly reduced flower parasitism by the caterpillars and consequently decreased the loss of flowers and buds. This is, to our knowledge, the first documented mutualism between invasive ants and an endemic plant species in Hawaii. Thus, ants that have been shown to be detrimental flower visitors elsewhere, had neutral (M. polymorpha) or even positive (V. reticulatum) effects on endemic Hawaiian plants. However, their overall negative effect on the Hawaiian flora and fauna should not be disregarded.},
  subject      = {Bl{\"u}te},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nuwal2010,
  author    = {Nuwal, Nidhi},
  title     = {Optogenetic investigation of nervous system functions using walking behavior and genome wide transcript analysis of Synapsin and Sap47 mutants of Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51694},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {PART I Animals need to constantly evaluate their external environment in order to survive. In some cases the internal state of the animal changes to cope with it's surrounding. In our study we wanted to investigate the role of amines in modulating internal states of Drosophila. We have designed a behavioral paradigm where the flies are fixed in space but can walk on a small styrofoam ball suspended by a gentle stream of air. The walking activity of flies was used as behavioral readout. PART I Animals need to constantly evaluate their external environment in order to survive. In some cases the internal state of the animal changes to cope with it's surrounding. In our study we wanted to investigate the role of amines in modulating internal states of Drosophila. We have designed a behavioral paradigm where the flies are fixed in space but can walk on a small styrofoam ball suspended by a gentle stream of air. The walking activity of flies was used as behavioral readout. An operant training paradigm was established by coupling one of the walking directions to incidence of heat punishment. We observed that animals quickly realized the contingency of punishment with walking direction and avoided walking in the punished direction in the presence of punishment, but did not continue walking in the unpunished direction in the absence of the punishment. This would indicate that the flies do not form a memory for the punished direction or rapidly erase it under new conditions. On having established the paradigm with heat punishment we have attempted to activate selected subsets of neuronal populations of Drosophila while they were walking on the ball. The selective activation of neurons was achieved by expressing the light-activated ion channel channelrhodopsin-2 (ChR2) using the Gal4-UAS system and coupling the unidirectional walking of the animals on the ball with the incidence of blue light required to activate the channels and depolarize the neurons. The feasibility of this approach was tested by light-activating sugar sensitive gustatory receptor neurons expressing ChR2, we found that when the light was actuated the flies preferred to turn in one direction the optically "rewarded" direction. Next we similarly activated different subsets of aminergic neurons. We observed that in our setup animals avoided to turn in the direction which was coupled to activation of dopaminergic neurons indicating that release of dopamine is disliked by the animals. This is in accordance with associative learning experiments where dopamine is believed to underlie the formation of an association between a neutral conditioned stimulus with the aversive unconditioned stimulus. However, when we activated tyraminergic/octopaminergic neurons we did not observe any directional preference. The activation of dopaminergic and tyraminergic/octopaminergic neurons led to arousal of the animals indicating that we were indeed successful in activating those neurons. Also, the activation of serotonergic neurons did not have any effect on directional preference of the animals. With this newly established paradigm it will be interesting to find out if in insects like in mammals a reward mediating system exists and to test subsets of aminergic or peptidergic neurons that could possibly be involved in a reward signaling system which has not been detected in our study. Also, it would be interesting to localize neuropile regions that would be involved in mediating choice behavior in our paradigm. PART II In collaboration with S. Kneitz (IZKF Wuerzburg) and T. Nuwal we performed genome-wide expression analysis of two pre-synaptic mutants - Synapsin (Syn97) and Synapse associated protein of 47 kDa (Sap47156). The rationale behind these experiments was to identify genes that were up- or down-regulated due to these mutations. The microarray experiments provided us with several candidate genes some of which we have verified by qPCR. From our qPCR analysis we can conclude that out of the verified genes only Cirl transcripts seem to be reproducibly down regulated in Synapsin mutants. The Cirl gene codes for a calcium independent receptor for latrotoxin. Further qPCR experiments need to be performed to verify other candidate genes. The molecular interactions between CIRL and SYN or their genes should now be investigated in detail.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nuwal2010,
  author    = {Nuwal, Tulip},
  title     = {Characterization of Synapsin, Tubulin-Binding Chaperone E-like, And Their Putative Interactions With Synapse Associated Protein Of 47 kDa In Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51683},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In this thesis we have used Drosophila melanogaster as a model organism to investigate proteins and their putative interacting partners that are directly or indirectly involved in the release of neurotransmitters at the synapse. We have used molecular techniques to investigate conserved synaptic proteins, synapsin and synapse associated protein of 47 kD (SAP47), and a putative interaction partner of SAP47, tubulin binding chaperone E-like (TBCEL). SAP47 and synapsins are highly conserved synaptic vesicle associated proteins in Drosophila melanogaster. To further investigate the role and function of Sap47 and Syn genes, we had earlier generated the null mutants by P-element mutagenesis (Funk et al., 2004; Godenschwege et al., 2004). Western blots and ELISA of brain homogenates from Sap47156 null mutants showed the presence of up-regulated phospho-synapsin in comparison to wild-type (CS) and the presence of up-regulated phospho-synapsin was partially abolished when a pan-neuronal rescue of SAP47 was performed by the Gal4- UAS technique. Thus, the results suggest a qualitative and quantitative modulation of synapsin by SAP47. At the transcript level, we did not observe any difference in content of Syn transcript in Sap47156 and wild-type CS flies. The question of a direct molecular interaction between SAP47 and synapsin was investigated by co-immunoprecipitation (Co-IP) experiments and we did not find any stable interactions under the several IP conditions we tested. The possibility of Sap47 as a modifier of Syn at the genetic level was investigated by generating and testing homozygous double null mutants of Sap47 and Syn. The Syn97, Sap47156 double mutants are viable but have a reduced life span and decreased locomotion when compared to CS. In 2D-PAGE analysis of synapsins we identified trains of spots corresponding to synapsins, suggesting that synapsin has several isoforms and each one of them is posttranslationally modified. In an analysis by Blue native-SDS-PAGE (BN-SDS-2D- PAGE) and Western blot we observed synapsin and SAP47 signals to be present at 700-900 kDa and 200-250 kDa, respectively, suggesting that they are part of large but different complexes. We also report the possibility of Drosophila synapsin forming homo- and heteromultimers, which has also been reported for synapsins of vertebrates. In parallel to the above experiments, phosphorylation of synapsins in Drosophila was studied by IP techniques followed by 1D-SDS gel electrophoresis and mass spectrometry (in collaboration with S. Heo and G. Lubec). We identified and verified 5 unique phosphorylation sites in Drosophila synapsin from our MS analysis. Apart from phosphorylation modifications we identified several other PTMs which have not been verified. The significance of these phosphorylations and other identified PTMs needs to be investigated further and their implications for synapsin function and Drosophila behavior has to be elucidated by further experiments. In a collaborative project with S. Kneitz and N. Nuwal, we investigated the effects of Sap156 and Syn97 mutations by performing a whole Drosophila transcriptome microarray analysis of the individual null mutants and the double mutants (V2 and V3). We obtained several candidates which were significantly altered in the mutants. These genes need to be investigated further to elucidate their interactions with Sap47 and Syn. In another project, we investigated the role and function of Drosophila tubulin- binding chaperone E-like (Tbcel, CG12214). The TBCEL protein has high homology to vertebrate TBCE-like (or E-like) which has high sequence similarity to tubulin-binding chaperone E (TBCE) (hence the name TBCE-Like). We generated an anti-TBCEL polyclonal antiserum (in collaboration with G. Krohne). According to flybase, the Tbcel gene has only one exon and codes for two different transcripts by alternative transcription start sites. The longer transcript RB is present only in males whereas the shorter transcript RA is present only in females. In order to study the gene function we performed P- element jump-out mutagenesis to generate deletion mutants. We used the NP4786 (NP) stock which has a P(GawB) insertion in the 5' UTR of the Tbcel gene. NP4786 flies are homozygous lethal due to a second-site lethality as the flies are viable over a deficiency (Df) chromosome (a deletion of genomic region spanning the Tbcel gene and other upstream and downstream genes). We performed the P-element mutagenesis twice. In the first trial we obtained only revertants and the second experiment is still in progress. In the second attempt, jump-out was performed over the deficiency chromosome to prevent homologous chromosome mediated double stranded DNA repair. During the second mutagenesis an insertion stock G18151 became available. These flies had a P-element insertion in the open reading frame (ORF) of the Tbcel gene but was homozygous viable. Western blots of fresh tissue homogenates of NP/Df and G18151 flies probed with anti-TBCEL antiserum showed no TBCEL signal, suggesting that these flies are Tbcel null mutants. We used these flies for further immunohistochemical analyses and found that TBCEL is specifically expressed in the cytoplasm of cyst cells of the testes and is associated with the tubulin of spermatid tails in wild-type CS, whereas in NP/Df and G18151 flies the TBCEL staining in the cyst cells was absent and there was a disruption of actin investment cones. We also found enrichment of TBCEL staining around the actin investment cone. These results are also supported by the observation that the enhancer trap expression of the NP4786 line is localised to the cyst cells, similar to TBCEL expression. Also, male fertility of NP/Df and G18151 flies was tested and they were found to be sterile with few escapers. Thus, these results suggest that TBCEL is involved in Drosophila spermatogenesis with a possible role in the spermatid elongation and individualisation process.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jauch2010,
  author    = {Jauch, Mandy},
  title     = {Die Serin/Arginin Proteinkinase 79D (SRPK79D) von Drosophila melanogaster und ihre Rolle bei der Bildung Aktiver Zonen von Synapsen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53974},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Synapsen als Stellen der Kommunikation zwischen Neuronen besitzen spezialisierte Bereiche - Aktive Zonen (AZs) genannt -, die aus einem hoch komplexen Netzwerk von Proteinen aufgebaut sind und die Maschinerie f{\"u}r den Prozess der Neurotransmitter-Aussch{\"u}ttung und das Vesikel-Recycling beinhalten. In Drosophila ist das Protein Bruchpilot (BRP) ein wichtiger Baustein f{\"u}r die T-f{\"o}rmigen B{\"a}nder („T-Bars") der pr{\"a}synaptischen Aktiven Zonen. BRP ist notwendig f{\"u}r eine intakte Struktur der Aktiven Zone und eine normale Exocytose von Neurotransmitter-Vesikeln. Auf der Suche nach Mutationen, welche die Verteilung von Bruchpilot im Gewebe beeintr{\"a}chtigen, wurde eine P-Element-Insertion im Gen CG11489 an der Position 79D identifiziert, welches eine Kinase kodiert, die einen hohen Grad an Homologie zur Familie der SR Proteinkinasen (SRPKs) von S{\"a}ugern aufweist. Die Mitglieder dieser Familie zeichnen sich durch eine evolution{\"a}r hoch konservierte zweigeteilte Kinasedom{\"a}ne aus, die durch eine nicht konservierte Spacer-Sequenz unterbrochen ist. SRPKs phosphorylieren SR-Proteine, die zu einer evolution{\"a}r hoch konservierten Familie Serin/Arginin-reicher Spleißfaktoren geh{\"o}ren und konstitutive sowie alternative Spleißprozesse steuern und damit auf post-transkriptioneller Ebene die Genexpression regulieren. Mutation des Srpk79D-Gens durch die P-Element-Insertion (Srpk79DP1) oder eine Deletion im Gen (Srpk79DVN Nullmutante) f{\"u}hrt zu auff{\"a}lligen BRP-Akkumulationen in larvalen und adulten Nerven. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass diese BRP-Akkumulationen auf Ultrastruktur-Ebene ausgedehnten axonalen Agglomeraten elektronendichter B{\"a}nder entsprechen und von klaren Vesikeln umgeben sind. Charakterisierung durch Immuno-Elektronenmikroskopie ergab, dass diese Strukturen BRP-immunoreaktiv sind. Um die Bildung BRP-enthaltender Agglomerate in Axonen zu verhindern und damit eine intakte Gehirnfunktion zu gew{\"a}hrleisten, scheint die SRPK79D nur auf niedrigem Niveau exprimiert zu werden, da die endogene Kinase mit verschiedenen Antik{\"o}rpern nicht nachweisbar war. Wie in anderen Arbeiten gezeigt werden konnte, ist die Expression der PB-, PC- oder PF-Isoform der vier m{\"o}glichen SRPK79D-Varianten, die durch alternativen Transkriptionsstart in Exon eins beziehungsweise drei und alternatives Spleißen von Exon sieben zustande kommen, zur Rettung des Ph{\"a}notyps der BRP-Akkumulation im Srpk79DVN Nullmutanten-Hintergrund ausreichend. Zur Charakterisierung der Rescue-Eigenschaften der SRPK79D-PE-Isoform wurde mit der Klonierung der cDNA in einen UAS-Vektor begonnen. Offenbar beruht die Bildung der axonalen BRP-Agglomerate nicht auf einer {\"U}berexpression von BRP in den betroffenen Neuronen, denn auch bei reduzierter Expression des BRP-Proteins im Srpk79DVN Nullmutanten-Hintergrund entstehen die BRP-Agglomerate. In K{\"o}pfen der Srpk79DVN Nullmutante ist die Gesamtmenge an Bruchpilot-Protein im Vergleich zum Wildtyp nicht deutlich ver{\"a}ndert. Auch die auf Protein-Ebene untersuchte Expression der verschiedenen Isoformen der pr{\"a}synaptischen Proteine Synapsin, Sap47 und CSP weicht in der Srpk79DVN Nullmutante nicht wesentlich von der Wildtyp-Situation ab, sodass sich keine Hinweise auf ver{\"a}ndertes Spleißen der entsprechenden pr{\"a}-mRNAs ergeben. Jedes der sieben bekannten SR-Proteine von Drosophila ist ein potentielles Zielprotein der SRPK79D. Knock-down-Experimente f{\"u}r die drei hier untersuchten SR-Proteine SC35, X16/9G8 und B52/SRp55 im gesamten Nervensystem durch RNA-Interferenz zeigten allerdings keinen Effekt auf die Verteilung von BRP im Gewebe. Hinsichtlich der Flugf{\"a}higkeit der Tiere hat die Srpk79DVN Nullmutation keinen additiven Effekt zum Knock-down des BRP-Proteins, denn die Doppelmutanten zeigten bei der Bestimmung des Anteils an flugunf{\"a}higen Tieren vergleichbare Werte wie die Einzelmutanten, die entweder die Nullmutation im Srpk79D-Gen trugen, oder BRP reduziert exprimierten. Vermutlich sind Bruchpilot und die SR Proteinkinase 79D somit Teil desselben Signalwegs. Durch Doppelf{\"a}rbungen mit Antik{\"o}rpern gegen BRP und CAPA-Peptide wurde abschließend entdeckt, dass Bruchpilot auch im Median- und Transvers-Nervensystem (MeN/TVN) von Drosophila zu finden ist, welche die Neuroh{\"a}mal-Organe beherbergen. Aufgabe dieser Organe ist die Speicherung und Aussch{\"u}ttung von Neuropeptid-Hormonen. Daher ist zu vermuten, dass das BRP-Protein neben Funktionen bei der Neurotransmitter-Exocytose m{\"o}glicherweise eine Rolle bei der Aussch{\"u}ttung von Neuropeptiden spielt. Anders als in den Axonen der larvalen Segmental- und Intersegmentalnerven der Srpk79DVN Nullmutante, die charakteristische BRP-Agglomerate aufweisen, hat die Mutation des Srpk79D-Gens in den Axonen der Va-Neurone, die das MeN/TVN-System bilden, keinen sichtbaren Effekt auf die Verteilung von Brp, denn das Muster bei F{\"a}rbung gegen BRP weist keine deutlichen Ver{\"a}nderungen zum Wildtyp auf.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2010,
  author    = {M{\"u}ller, Judith},
  title     = {Die Rolle der HectH9/Mcl1-Interaktion in der Myc-induzierten Apoptose und Auswirkungen der Myc V394D-Mutation auf die von c-Myc gesteuerten Tumorgenese in einem transgenen Mausmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55789},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {W{\"a}hrend der Entstehung von Tumoren k{\"o}nnen zwei Mechanismen auftreten, die beide von der Aktivit{\"a}t der Onkogene abh{\"a}ngig sind und die Tumorgenese einschr{\"a}nken. F{\"u}r das Onkogen Myc ist gezeigt, dass es sowohl Apoptose als auch unter bestimmten Umst{\"a}nden Seneszenz ausl{\"o}sen kann und damit sein eigenes onkogenes Potential limitiert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ich mich mit diesen Tumor-suppressiven Mechanismen in zwei unabh{\"a}ngigen Teilprojekten besch{\"a}ftigen. Eine erh{\"o}hte Expression von Myc steigert die Proliferation der Zellen, induziert aber gleichzeitig Doppelstrangbr{\"u}che an der DNA. Durch den dadurch entstandenen Schaden wird die DNA-Schadensantwort ausgel{\"o}st, die zum Beispiel zur Phosphorylierung von H2A.X durch die Kinasen Atm und Atr f{\"u}hrt. Ein weiteres putatives Zielprotein dieser Kinasen ist HectH9, das abh{\"a}ngig vom DNA-Schaden das mitochondriale Protein Mcl1 ubiquitiniert und es damit f{\"u}r den proteasomalen Abbau markiert. Im ungestressten Zustand interagiert das in der mitochondrialen Membran lokalisierte Protein Mcl1 mit proapoptotischen Proteinen und h{\"a}lt deren inerten Status aufrecht. Die Reduktion der Mcl1-Mengen ist essentiell, um die proapoptotischen Proteine zu aktivieren, dadurch die Freisetzung von Zytochrom C aus dem Mitochondrium zu veranlassen und damit den Prozess der Apoptose einleiten zu k{\"o}nnen. Anhand der in dieser Arbeit dokumentierten Daten bietet sich Mcl1 als potentielles Zielprotein f{\"u}r pharmazeutisch Strategien zur Therapie Myc-induzierter Tumore an. Im Idealfall erh{\"o}ht eine verst{\"a}rkte Reduktion seiner Proteinmengen die zellul{\"a}re Apoptose und verringert somit das Tumorwachstum. Im murinen T-Zell-Lymphom wird die Myc-abh{\"a}ngige Tumorgenese durch eine Mutation der Proteinsequenz von Myc verlangsamt. Diese Mutation unterbindet die Bindung von Myc zu Miz1 und verhindert dadurch die Repression von Zielgenen. Abh{\"a}ngig von der Interaktion von Myc zu Miz1 gelingt die Inhibition der Transkription des Zellzyklusinhibitors p15Ink4b. Die Interaktion von Myc und Miz1 ist essentiell um die TGFbeta-abh{\"a}ngige Seneszenz zu umgehen. Dar{\"u}ber hinaus ist Myc direkt an der Repression von TGFbeta beteiligt. Entgegen der bisher verwendeten Modelle konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Myc unabh{\"a}ngig von Miz1 zu den Promotoren der reprimierten Zielgene rekrutiert wird und die Bindung der beiden Proteine offensichtlich nur f{\"u}r die Transrepression essentiell ist.},
  subject      = {Myc},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ulbrich2010,
  author    = {Ulbrich, Jannes},
  title     = {Integrierung und biochemische Charakterisierung ektoper BMP Rezeptoren in Zellmembranen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55462},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {BMPs vermitteln ihre zellul{\"a}ren Effekte durch Rekrutierung und Aktivierung von zwei Typen spezifischer, membranst{\"a}ndiger Rezeptoren. Die genauen Mechanismen der Rezeptorakivierung und die Komposition eines funktionellen, signalvermittelnden Komplexes auf der Zelloberfl{\"a}che sind in den letzten Jahren genau untersucht worden. Die dimere Natur aller BMPs, die Promiskuitivit{\"a}t der BMPs sowie der entsprechenden Rezeptoren und die unterschiedlichen Rezeptorkonformationen (PFC, BISC) erschweren jedoch die experimentelle Zug{\"a}nglichkeit dieser Proteinfamilie. Um den Einfluss der Membranverankerung der Rezeptoren auf deren Affinit{\"a}t zu einzelnen Liganden zu untersuchen, wurden verschiedene Methoden evaluiert, die eine quantitative Kopplung an Plasmamembranen erm{\"o}glichten. Die BMP Rezeptorektodom{\"a}nen wurden u.a. mittels einer lysin-spezifischen Kopplung lipidiert, oder aber als His6-Ektodom{\"a}nen an membranintegrierte Chelatlipide gekoppelt.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reiss2010,
  author    = {Reiß, Cora},
  title     = {Einfluss von Defekten des Mismatch Reparatur Proteins MLH1 (Mut L Homolog 1) auf Fertilit{\"a}t und Tumorgenese im Mausmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53626},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Mutationen im humanen DNA Mismatch-Reparatur (MMR) Gens Mlh1 sind mit dem erblichen, nicht-polyp{\"o}sen Kolonkarzinom (Lynch Syndrom, HNPCC) und einem signifikanten Anteil sporadischer kolorektaler Tumore assoziiert. Zudem konnten MMR Defekte in sporadischen und erblichen Lymphom Erkrankungen beschrieben werden. In Zellen resultiert die Inaktivierung des Mlh1 Gens in der Akkumulation von somatischen Mutationen im Genom und einer erh{\"o}hten Resistenz gegen{\"u}ber den genotoxischen Effekten einer Vielzahl von DNA sch{\"a}digenden Agenzien. M{\"a}use, die ein Null Allel f{\"u}r das MMR Gen Mlh1 tragen zeigen einen starken Tumorpr{\"a}dispositions Ph{\"a}notyp. Sie entwickeln vorrangig B- und T-Zell Lymphome und mit geringerer Haufigkeit gastrointestinale Tumore. Zus{\"a}tzlich sind Mlh1-/- M{\"a}use durch einen meiotischen Ph{\"a}notyp charakterisiert, der zu Sterilit{\"a}ten in beiden Geschlechtern f{\"u}hrt. Um die Effekte von Mlh1 missense Mutationen auf die Tumoranf{\"a}lligkeit zu untersuchen, erzeugten wir eine Mauslinie, die die h{\"a}ufig in HNPCC Patienten beschriebene MLH1G67R Mutation tragen, die in einer der ATP Bindungs-Dom{\"a}nen von MLH1 lokalisiert ist. Auch wenn die MLH1G67R Mutation in homozygot mutanten M{\"a}usen in einer DNA Reparatur Defizienz resultierte hatte sie keinen Effekt auf die MMR vermittelte zellul{\"a}re Antwort auf DNA Sch{\"a}den. Hierzu geh{\"o}rte die apoptotische Antwort von Epithelzellen der intestinalen Mucosa auf Cisplatin, die in Mlh1-/- M{\"a}usen defektiv jedoch in Mlh1G67R/G67R M{\"a}usen normal ausfiel. Mlh1G67R/G67R mutante M{\"a}use zeigten wie Mlh1-/- Tiere einen starken Tumorpr{\"a}dispositions Ph{\"a}notyp. Sie entwickelten jedoch im Vergleich zu Mlh1-/- Tieren signifikant weniger gastrointestinale Tumore, was darauf hinweist, dass Mlh1 missense Mutationen die Tumor supprimierende MMR Funktion in einer Gewebs-spezifischen Weise beeinflussen k{\"o}nnen. Dar{\"u}ber hinaus sind Mlh1G67R/G67R M{\"a}use, aufgrund der fehlenden Bindungsf{\"a}higkeit des MLH1G67R Proteins an die meiotischen Chromosomen im Pachyt{\"a}n Stadium, steril. Dies zeigt, dass die ATPase Aktivit{\"a}t von MLH1 f{\"u}r die Fertilit{\"a}t in S{\"a}ugern essentiell ist. Diese Untersuchungen belegen, dass die Mlh1G67R Mutation die biologischen MLH1 Funktionen differentiell mit einem eindeutigen Ph{\"a}notyp beeinflusst. Um die Rolle von MLH1 f{\"u}r die Lymphomagenese detaillierter untersuchen zu k{\"o}nnen, generierten wir ein neues Mausmodell mit einem konditionellen Mlh1 Allel (Mlh1flox/flox). Das Einkreuzen von transgenen EIIa-Cre Mausen in die Mlh1flox/flox Mauslinie f{\"u}hrte zur konstitutiven Inaktivierung von MLH1. Die resultierende Mlh1Δex4/Δex4 Mauslinie zeichnete sich durch MMR Defizienz und einen zu Mlh1-/- Tieren vergleichbaren Tumorpr{\"a}dispositions Ph{\"a}notyp aus. Zur T-Zell spezifischen MMR Inaktivierung kombinierten wir das Mlh1flox/flox Allel mit dem Lck-Cre Transgen. In den resultierenden Mlh1TΔex4/TΔex4 M{\"a}usen ist die MLH1 Inaktivierung auf doppelt positive und einzel positive Thymozyten und na{\"i}ve periphere TZellen beschr{\"a}nkt. Die Entwicklung von T-Zell Lymphomen in Mlh1TΔex4/TΔex4 M{\"a}usen ist im Vergleich zu Mlh1-/- M{\"a}usen signifikant reduziert, was eine wichtige, Lymphom supprimierende MMR Funktion in fr{\"u}hen Stadien der T-Zell Entwicklung oder in lymphoiden Vorl{\"a}uferzellen impliziert.},
  subject      = {Colonkrebs},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Aso2010,
  author    = {Aso, Yoshinori},
  title     = {Dissecting the neuronal circuit for olfactory learning in Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55483},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {This thesis consists of three major chapters, each of which has been separately published or under the process for publication. The first chapter is about anatomical characterization of the mushroom body of adult Drosophila melanogaster. The mushroom body is the center for olfactory learning and many other functions in the insect brains. The functions of the mushroom body have been studied by utilizing the GAL4/UAS gene expression system. The present study characterized the expression patterns of the commonly used GAL4 drivers for the mushroom body intrinsic neurons, Kenyon cells. Thereby, we revealed the numerical composition of the different types of Kenyon cells and found one subtype of the Kenyon cells that have not been described. The second and third chapters together demonstrate that the multiple types of dopaminergic neurons mediate the aversive reinforcement signals to the mushroom body. They induce the parallel memory traces that constitute the different temporal domains of the aversive odor memory. In prior to these chapters, "General introduction and discussion" section reviews and discuss about the current understanding of neuronal circuit for olfactory learning in Drosophila.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Arumugam2010,
  author    = {Arumugam, Manimozhiyan},
  title     = {Comparative metagenomic analysis of the human intestinal microbiota},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55903},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {The human gut is home for thousands of microbes that are important for human life. As most of these cannot be cultivated, metagenomics is an important means to understand this important community. To perform comparative metagenomic analysis of the human gut microbiome, I have developed SMASH (Simple metagenomic analysis shell), a computational pipeline. SMASH can also be used to assemble and analyze single genomes, and has been successfully applied to the bacterium Mycoplasma pneumoniae and the fungus Chaetomium thermophilum. In the context of the MetaHIT (Metagenomics of the human intestinal tract) consortium our group is participating in, I used SMASH to validate the assembly and to estimate the assembly error rate of 576.7 Gb metagenome sequence obtained using Illumina Solexa technology from fecal DNA of 124 European individuals. I also estimated the completeness of the gene catalogue containing 3.3 million open reading frames obtained from these metagenomes. Finally, I used SMASH to analyze human gut metagenomes of 39 individuals from 6 countries encompassing a wide range of host properties such as age, body mass index and disease states. We find that the variation in the gut microbiome is not continuous but stratified into enterotypes. Enterotypes are complex host-microbial symbiotic states that are not explained by host properties, nutritional habits or possible technical biases. The concept of enterotypes might have far reaching implications, for example, to explain different responses to diet or drug intake. We also find several functional markers in the human gut microbiome that correlate with a number of host properties such as body mass index, highlighting the need for functional analysis and raising hopes for the application of microbial markers as diagnostic or even prognostic tools for microbiota-associated human disorders.},
  subject      = {Darmflora},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fischer2010,
  author    = {Fischer, Matthias},
  title     = {Der Einfluß der Ribosomale S6 Kinase 2 (RSK2) auf das Neuriten- und Synapsenwachstum in vivo und in Zellkultur},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48341},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In dieser Arbeit sollte die Funktion der Ribosomalen S6 Kinase 2 (RSK2) auf neuronaler Ebene untersucht werden. Dahingehend gab es, z.B. auf Grund der Ph{\"a}notypen von Fliegen und M{\"a}usen mit Mutationen im entsprechenden Gen oder von Patienten mit Coffin-Lowry-Syndrom (CLS) nur Vermutungen. Es bestand letztlich die Hoffnung, einen Beitrag zur Aufkl{\"a}rung der Pathophysiologie des CLS zu leisten. Es stellte sich auf Grund von Experimenten sowohl in vivo als auch in vitro in verschiedenen Modellsystemen in dieser Arbeit heraus, daß RSK2 einen negativen Einfluß auf das Neuriten- und Synapsenwachstum hat. In kultivierten Motoneuronen f{\"u}hrte der KO von RSK2 zu l{\"a}ngeren Axonen und die {\"U}berexpression eines konstitutiv aktiven RSK2-Konstrukts zu k{\"u}rzeren Axonen. In PC12-Zellen f{\"u}hrte die Expression von konstitutiv aktiven RSK2 Konstrukten zur Verk{\"u}rzung der Neuriten und die Expression eines Kinase-inaktiven RSK2 Konstrukts zu l{\"a}ngeren Neuriten. In vivo war die neuromuskul{\"a}re Synapse bei RSK2-KO M{\"a}usen vergr{\"o}ßert und hatte bei Drosophila rsk Mutanten mehr Boutons. Das RSK2-Protein ist in Motoneuronen der Maus und in {\"u}berexprimierter Form in den Boutons der neuromuskul{\"a}ren Synapse bei Drosophila nachweisbar. Damit wurde zum ersten Mal die Funktion von RSK2 auf neuronaler Ebene beschrieben. Bez{\"u}glich des Mechanismus, wie RSK2 das Nervenwachstum beeinflußt gab es deutliche Hinweise, die daf{\"u}r sprechen, daß RSK2 dies {\"u}ber eine in der Literatur schon h{\"a}ufiger beschriebene Hemmung der MAPK ERK1/2 erreicht. F{\"u}r diese Hypothese spricht die Tatsache, daß die ERK-Phosphorylierung in murinen Motoneuronen und im R{\"u}ckenmark embryonaler M{\"a}use der RSK2-Mutante erh{\"o}ht ist und der Axonwachstumsdefekt durch eine Hemmung von MEK/ERK behoben werden kann. Auch ist die ERK-Phosphorylierung an der murinen Muskel-Endplatte in der Mutante erh{\"o}ht. Zudem zeigen genetische Epistasis-Experimente in Drosophila, daß RSK die Bouton-Zahl {\"u}ber ERK/RL hemmt. RSK scheint also in Drosophila von der Funktion her der RSK2-Isoform in Wirbeltieren sehr {\"a}hnlich zu sein. Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist die Beobachtung, daß RSK2 bei Motoneuronen keinen wesentlichen Einfluß auf das {\"U}berleben der Zellen in Gegenwart neurotropher Faktoren hat. M{\"o}glicherweise spielen hier redundante Funktionen der RSK Familienmitglieder eine Rolle. Ein bislang unerkl{\"a}rter Befund ist die reduzierte Frequenz spontaner Depolarisationen bzw. damit einhergehender Ca2+ Einstr{\"o}me bei RSK2-KO Motoneuronen in Zellkultur. Die H{\"a}ufigkeit und Dichte von Ca2+-Kan{\"a}len und aktive Zonen Proteinen war in Motoneuronen nicht von der Anwesenheit des RSK2-Proteins abh{\"a}ngig. Im Hippocampus konnte außerdem das RSK2-Protein pr{\"a}synaptisch in den Moosfaser-Boutons der CA3 Region nachgewiesen werden. Es befindet sich auch in den Pyramidenzellen, aber nicht in den Pyramidenzell-Dendriten in CA3. Bez{\"u}glich der Bedeutung dieser Befunde f{\"u}r die Aufkl{\"a}rung der Pathologie des CLS ist zu folgern, daß der neuro-psychologische Ph{\"a}notyp bei CLS Patienten wahrscheinlich nicht durch reduziertes {\"U}berleben von Neuronen, sondern eher durch disinhibiertes Axonwachstum oder Synapsenwachstum bedingt ist. Dies kann grob sowohl f{\"u}r die peripheren als auch die zentralen Defekte gelten, denn die Synapsen im ZNS und am Muskel sind in ihrer molekularen Ausstattung z.B. im Bereich der Vesikel, der aktiven Zonen oder der Transmitteraussch{\"u}ttung sehr {\"a}hnlich. Weiterhin k{\"o}nnte eine ver{\"a}nderte synaptische Plastizit{\"a}t u.a. an der Moosfaser-Pyramidenzell-Synapse in der CA3 Region des Hippocampus eine Rolle bei den kognitiven und mnestischen Einschr{\"a}nkungen der Patienten spielen. Die Entdeckung, daß aktiviertes ERK bei den beobachteten Effekten eine Rolle spielt kann f{\"u}r die Entwicklung von Therapiestrategien eine wertvolle Erkenntnis sein.},
  subject      = {Ribosom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brandes2010,
  author    = {Brandes, Nicolas},
  title     = {Oxidative Thiol Modifications in Pro- and Eukaryotic Organisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Cystein spielt eine wichtige Rolle in der Biochemie vieler Proteine. Aufgrund der Redox-Eigenschaften und der hohen Reaktivit{\"a}t der freien Thiol-Gruppe sowie dessen F{\"a}higkeit Metallionen zu koordinieren, ist Cystein oft Bestandteil von katalytischen Zentren vieler Enzyme. Zudem lassen sich Cysteine durch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies leicht reversibel oxidativ modifizieren. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Proteine redox-bedingte Thiol-Modifikationen nutzen, um Ver{\"a}nderungen ihrer Aktivit{\"a}t zu steuern. Diese redox-regulierten Proteine spielen eine zentrale Rolle in vielen physiologischen Prozessen. Das erste Ziel meiner Arbeit war die Identifizierung von Stickstoffmonoxid (NO)-sensitiven Proteinen in E. coli. Die redox-bedingten Funktions{\"a}nderungen solcher Proteine erkl{\"a}ren m{\"o}glicherweise die ver{\"a}nderte Physiologie von E. coli Zellen, die unter NO-Stress leiden. Um E. coli Proteine zu identifizieren, die unter Einwirkung von NO-Stress reversibel Thiol-modifiziert werden, wandte ich eine Kombination aus differentiellem Thiol-Trapping und 2D Gel-Elektrophorese an. Es wurden zehn Proteinen identifiziert, welche NO-sensitive Thiol-Gruppen enthalten. Genetische Studien ergaben, dass Modifikationen an AceF \& IlvC mitverantwortlich sind f{\"u}r die NO-induzierte Wachstumshemmung. Bemerkenswert ist es, dass die Mehrheit der identifizierten Proteine speziell nur gegen reaktive Stickstoffspezies empfindlich ist, welches an einem der identifizierten Stickstoffmonoxid-sensitiven Proteinen, der kleinen Untereinheit von Glutamate synthase, getestet wurde. In vivo und in vitro Aktivit{\"a}tsstudien zeigten, dass es zu einer schnellen Inaktivierung von Glutamate synthase nach NO-Behandlung kommt, das Protein aber resistent gegen{\"u}ber anderen Oxidationsmittel ist. Diese Resultate implizieren, dass reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies unterschiedliche physiologische Vorg{\"a}nge in Bakterien beeinflussen. Das zweite Ziel meiner Arbeit war es, redox-sensitive Proteine in S. cerevisiae zu identifizieren und deren Redox-Zustand als in vivo Read-Out zu verwenden, um die Rolle von oxidativen Stress w{\"a}hrend des Alterungsprozess eukaryotischer Zellen zu analysieren. Zun{\"a}chst bestimmte ich in Hefezellen mit Hilfe von OxICAT, einer hochsensiblen quantitativen Methode, die Thiol-Trapping mit Massenspektrometrie verbindet, den exakten in vivo Thiol-Status von fast 300 Proteinen. Diese Proteine lassen sich in vier Gruppen einteilen: 1) Proteine, deren Cysteinreste resistent gegen Oxidation sind; 2) Proteine, in denen Cysteinmodifikationen strukturelle Aufgaben {\"u}bernehmen; 3) Proteine mit oxidationsempfindlichen Cysteinen, die bereits eine gewisse Oxidation in exponentiell wachsenden Hefezellen aufweisen; 4) Proteine, die reduziert sind, aber redox-sensitive Cysteinreste enthalten, die die Funktion der Proteine bei Vorhandensein von oxidativen Stress beeinflussen. Die Sensitivit{\"a}t dieser Proteine gegen{\"u}ber oxidativen Stress wurde durch Exposition subletaler Konzentrationen von H2O2 oder Superoxid auf Hefezellen nachgewiesen. Es wurde gezeigt, dass die wichtigsten zellul{\"a}ren Angriffspunkte von H2O2- und Superoxid-bedingtem Stress Proteine sind, die an Vorg{\"a}ngen der Translation, Glykolyse, des Citratzyklus und der Aminos{\"a}ure-Biosynthese beteiligt sind. Diese Zielproteine zeigen, dass Zellen f{\"u}r die Bek{\"a}mpfung von oxidativen Stress Metabolite schnell in Richtung des Pentosephosphatweges umleiten, um die Produktion des Reduktionsmittels NADPH sicherzustellen. Die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse belegen, dass die quantitative Bestimmung des Oxidationsstatus von Proteinen eine wertvolle Methode ist, um redox-sensitive Cysteinreste zu identifizieren. Die OxICAT Technologie wurde dann verwendet, um das genaue Ausmaß und die Entstehung von oxidativen Stress in chronologisch alternden S. cerevisiae Zellen zu bestimmen. F{\"u}r diese Bestimmung wurde der Oxidationsstatus von Proteinen in alternden Hefezellen als physiologischer Read-Out verwendet. Ich zeigte, dass die zellul{\"a}re Redox-Hom{\"o}ostase in chronologisch alternden Hefezellen global zusammenbricht, wobei es sich dabei um einen Prozess handelt, der dem Zelltod vorausgeht. Der Beginn dieses Zusammenbruchs scheint mit der Lebensdauer der Hefezellen zu korrelieren, da Kalorienrestriktion die Lebensdauer der Hefezellen erh{\"o}ht und den Zusammenbruch des Redox-Gleichgewichts verz{\"o}gert. Die Oxidation einer kleinen Anzahl an Proteinen (z.B. Thioredoxin reductase) geht dem Redox-Zusammenbruch deutlich voraus, was maßgeblich zum Verlust der Redox-Hom{\"o}ostase beitragen k{\"o}nnte. Diese Studien an alternden Hefezellen erweitern unser Verst{\"a}ndnis, wie sich Ver{\"a}nderungen in der Redox-Hom{\"o}ostase auf die Lebensdauer von Hefezellen auswirken. Zudem best{\"a}tigen die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse die Bedeutung von oxidativen Thiol-Modifikationen als eine der wichtigsten posttranslationalen Proteinmodifikationen in pro-und eukaryotischen Organismen},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Breher2009,
  author    = {Breher, Stephanie},
  title     = {Die kardiale Funktion von Popdc1 in der Maus: Vom Gen zum Ph{\"a}n},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37283},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Popeye domain containing (Popdc)-Gene bilden eine evolution{\"a}r stark konservierte Genfamilie mit pr{\"a}ferenzieller Expression im Herzen und in der Skelettmuskulatur. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Popdc1 in kardialen Myozyten in Glanzstreifen, lateralen Membranen und im T-Tubuli-System exprimiert wird und mit Ionenkan{\"a}len und anderen myozyt{\"a}ren Membranproteinen wie Cav1.2, Caveolin 3 und NCX1 kolokalisiert ist. Im ventrikul{\"a}ren Reizleitungssystem ist die Expression von Popdc1 gegen{\"u}ber dem ventrikul{\"a}ren Arbeitsmyokard erh{\"o}ht, w{\"a}hrend Atrium und Sinusknoten nahezu {\"a}quivalente Expressionsdom{\"a}nen aufweisen. Mithilfe von elektrophysiologischen Untersuchungen konnte bei den Popdc1-Nullmutanten eine stressinduzierte Sinusbradykardie festgestellt werden, die altersabh{\"a}ngig auftritt und auf Sinuspausen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Histologische Untersuchungen, unter Zuhilfenahme des Sinusknotenmarkers HCN4, zeigten einen Zellverlust im inferioren Teil des Sinusknotens. Popdc1 ist ein Transmembranprotein, das eine 150 Aminos{\"a}ure umfassende, stark konservierte Popeye-Dom{\"a}ne aufweist. F{\"u}r diese Dom{\"a}ne konnte auf struktureller Ebene eine Homologie zu zyklischen Nukleotid-Bindungsdom{\"a}nen vorhergesagt und eine Bindung an cAMP und cGMP experimentell demonstriert werden. Es handelt sich bei den Popdc-Proteinen um einen neuen Zweig der Bindungsproteine f{\"u}r zyklische Nukleotidmonophosphate (cNMP). Die Bindungssequenz weist signifikante Unterschiede zu anderen bereits identifizierten cNMP-Bindungsproteinen auf. Weiterhin wurde die Interaktion von Popdc1 mit TREK1, einem Mitglied der Tandemporenkan{\"a}le untersucht. Es zeigte sich, dass Popdc1 nach Koexpression in Froschoozyten, den TREK1-Strom erh{\"o}ht und dass die \&\#946;-adrenerge Inhibition des TREK1 Kanals durch Popdc1 verst{\"a}rkt wird. Im Arbeitsmyokard, im kardialen Reizleitungssystem und in kotransfizierten Cos7-Zellen werden beide Proteine {\"u}berlappend exprimiert. Diese Daten zeigen, dass Popdc1 eine wichtige Funktion bei der Regulation der Schrittmacheraktivit{\"a}t, der Aufrechterhaltung der Sinusknotenmorphologie und der Modulation von Ionenkan{\"a}len aufweist. Interessanterweise wurden von unserer Arbeitsgruppe bereits die gleichen Ph{\"a}notypen f{\"u}r die Popdc2 Maus beschrieben, sodass die Popdc Genfamilie {\"u}berlappende und redundante Funktionen aufweist.},
  subject      = {Sinusknoten},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Winkel2009,
  author    = {Winkel, Karoline},
  title     = {Synaptonemalkomplexprotein SYCP1: Bindungspartner, Polymerisationseigenschaften und evolution{\"a}re Aspekte},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43955},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Synaptonemal Komplexe (SC) sind evolution{\"a}r konservierte, meiosespezifische, protein{\"o}se Strukturen, die maßgeblich an Synapsis, Rekombination und Segregation der homologen Chromosomen beteiligt sind. Sie zeigen eine dreigliedrige strickleiter-artige Organisation, die sich aus i) zwei Lateralelementen (LE), an die das Chromatin der Homologen angelagert ist, ii) zahlreichen Transversalfilamenten (TF), welche die LE in einer reißverschlussartigen Weise miteinander verkn{\"u}pfen, und iii) einem zentralen Element (CE) zusammensetzt. Die Hauptproteinkomponenten der S{\"a}uger-SC sind das Transversalfilamentprotein SYCP1 und die Lateralelementproteine SYCP2 und SYCP3. Wie sich die SC-Struktur zusammenf{\"u}gt war bisher nur wenig verstanden; es war nicht bekannt wie die TF innerhalb der LE-Strukturen verankert sind und dabei die homologen Chromosomen verkn{\"u}pfen. Aufgrund dessen wurde die Interaktion zwischen den Proteinen SYCP1 und SYCP2 untersucht. Mit der Hilfe verschiedenster Interaktionssysteme konnte gezeigt werden, dass der C-Terminus von SYCP1 mit SYCP2 interagieren kann. Aufgrund der Bindungsf{\"a}higkeit zu beiden Proteinen, SYCP1 und SYCP3, kann angenommen werden, dass SYCP2 als Linker zwischen diesen Proteinen fungiert und somit m{\"o}glicherweise das fehlende Bindungsglied zwischen den Lateralelementen und Transversalfilamenten darstellt. Obwohl die SC-Struktur in der Evolution hochkonserviert ist, schien dies nicht f{\"u}r seine Protein-Untereinheiten zuzutreffen. Um die Struktur und Funktion des SC besser verstehen zu k{\"o}nnen, wurde ein Vergleich zwischen den orthologen SYCP1 Proteinen der evolution{\"a}r entfernten Spezies Ratte und Medaka erstellt. Abgesehen von den erheblichen Sequenzunterschieden die sich in 450 Millionen Jahren der Evolution angeh{\"a}uft haben, traten zwei bisher nicht identifizierte Sequenzmotive hervor, CM1 und CM2, die hochgradig konserviert sind. Anhand dieser Motive konnte in Datenbankanalysen erstmals ein Protein in Hydra vulgaris nachgewiesen werden, bei dem es sich um das orthologe Protein von SYCP1 handeln k{\"o}nnte. Im Vergleich mit dem SYCP1 der Ratte zeigten die Proteine aus Medaka und Hydra, neben den hoch konservierten CM1 und CM2, vergleichbare Dom{\"a}nenorganisationen und im heterologen System zudem sehr {\"a}hnliche Polymerisationseigenschaften. Diese Ergebnisse sprechen f{\"u}r eine evolution{\"a}re Konservierung von SYCP1.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pfrommer2009,
  author    = {Pfrommer, Albrecht},
  title     = {Seed dispersal ecology of Leonia cymosa (Violaceae) in the rain forest of Eastern Ecuador},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37129},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Leonia cymosa (Violaceae) ist ein Baum der unteren Waldschicht im Amazonischen Regenwald. Meine Probenfl{\"a}chen befanden sich in der „Reserva Faunistica Cuyabeno" im nord-{\"o}stlichen Ecuador: Meine Untersuchung hatte das Ziel, die Variation von Baummerkmalen zu beschreiben und zu kl{\"a}ren, ob und wie die Fruchtentnahme aus den einzelnen B{\"a}umen durch Fruchtfresser mit den Baummerkmalen zusammenh{\"a}ngt. Die mittlere H{\"o}he einer fruchttragenden L. cymosa war 6,6 m (Min. 2 m, Max. 12,6 m). Der Median der Individuendichte lag bei 11,8 B{\"a}umen pro Hektar. Die B{\"a}ume wuchsen {\"u}berwiegend in Gruppen, die aus B{\"a}umen verschiedener H{\"o}he bestanden. L. cymosa bl{\"u}hte zwei Mal im Jahr, sowohl im sp{\"a}ten Februar bis M{\"a}rz, als auch im Oktober. Die daraus jeweils folgenden Fruchtsaisons erstreckten sich auf die Monate August/September und M{\"a}rz bis Mai. Das Fruchtfleisch von L. cymosa enthielt die Zucker Fruktose, Glucose und Saccharose, Proteine, aber keine Lipide. Es gab es signifikante Unterschiede zwischen B{\"a}umen bei allen untersuchten N{\"a}hrstoffbestandteilen. Die saisonale Produktivit{\"a}t der {\"u}berwachten B{\"a}ume lag im Median bei 45 (1999, n= 57) bzw. bei 36 (2000, n=92) reifen Fr{\"u}chten. Das maximale Fruchtangebot eines Baumes zum Zeitpunkt einer Fruchtz{\"a}hlung lag bei 324 reifen Fr{\"u}chten Schwarzr{\"u}ckentamarine (Saguinus nigricollis, Callitrichidae) und Totenkopf{\"a}ffchen (Saimiri sciureus, Cebidae), sowie m{\"o}glicherweise eine unidentifizierte nachtaktive Tierart, konsumierten die Fr{\"u}chte von L. cymosa in meinem Untersuchungsgebiet. Fr{\"u}chte, die von den B{\"a}umen auf den Boden herabgefallen waren, wurden von Gr{\"u}nen Zwergagutis (Myoprocta pratti, Dasyproctidae) gefressen. Schwarzr{\"u}ckentamarine und Totenkopf{\"a}ffchen unterschieden sich stark in ihrer Effektivit{\"a}t als Samenausbreiter. Schwarzr{\"u}ckentamarine waren zuverl{\"a}ssige Ausbreiter, Totenkopf{\"a}ffchen nicht. Jede meiner Studienfl{\"a}chen war Teil des Kern-Wohngebietes von jeweils einer Gruppe von Schwarzr{\"u}ckentamarinen, und fiel in das Streifgebiet einer Gruppe von Totenkopf{\"a}ffchen. In einer Stichprobe von 6 B{\"a}umen vergleichbarer und hoher saisonaler Fruchtproduktion war die Gesamtanzahl an reifen Fr{\"u}chten eines jeweiligen Baums, die durch den zuverl{\"a}ssigen Samenausbreiter S. nigricollis im Verlauf einer Fruchtsaison geerntet wurden, mit keinem der gemessenen N{\"a}hrstoffbestandteile des Fruchtfleischs signifikant korreliert. Der zuverl{\"a}ssige Samenausbreiter von L. cymosa scheint keinen Selektionsdruck auf den N{\"a}hrstoffgehalt der Fr{\"u}chte von L. cymosa auszu{\"u}ben. Die saisonale Fruchtproduktion eines L. cymosa -Baums war die haupts{\"a}chliche Vorhersagevariable f{\"u}r alle Aspekte der Fruchtentnahme durch den effektiven Samenausbreiter, Saguinus nigricollis, sowie auch durch den Nicht-Samenausbreiter, Saimiri sciureus. B{\"a}ume mit gr{\"o}ßerer saisonaler Fruchtproduktion hatten eine h{\"o}here Wahrscheinlichkeit der Fruchtentnahme durch den Samenausbreiter als B{\"a}ume mit kleinerer saisonaler Fruchtproduktion. Von B{\"a}umen mit gr{\"o}ßerer saisonaler Fruchtproduktion ernteten die Samenausbreiter ebenfalls mehr Fr{\"u}chte. Diese B{\"a}ume hatten also einen gr{\"o}ßeren Ausbreitungserfolg. Der prozentuale Anteil der vom Samenausbreiter entnommenen Fr{\"u}chte an der gesamten saisonalen Fruchtproduktion eines Baums sank jedoch mit wachsender Fruchtproduktion. Im Gegensatz dazu stieg der prozentuale Anteil der vom Nicht-Samenausbreiter abgeernteten Fr{\"u}chte an der gesamten saisonalen Fruchtproduktion mit gr{\"o}ßer werdender saisonaler Fruchtproduktion. Ebenso stieg die Wahrscheinlichkeit der Fruchtentnahme durch den Nicht-Samenausbreiter und die Anzahl der von ihm geernteten Fr{\"u}chte mit gr{\"o}ßer werdender saisonaler Fruchtproduktion. Die beobachteten Unterschiede zwischen Samenausbreiter und Nicht-Samenausbreiter sind auf Unterschiede in der jeweiligen Nahrungsaufnahmekapazit{\"a}t, der Gruppengr{\"o}ße und des Fouragierverhaltens zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Tamarine ernteten mit geringerer Wahrscheinlichkeit L. cymosa B{\"a}ume, die nicht oder nur wenig von umgebender Vegetation gedeckt waren. Dies reflektiert wahrscheinlich ein Verhalten der Tamarine zur Vermeidung von Angriffen von Wald-Raubv{\"o}geln. Bei hoher Dichte von L. cymosa-Fr{\"u}chten in der Nachbarschaft einzelner B{\"a}ume verringerte sich der Anteil der Fr{\"u}chte an der saisonalen Fruchtproduktion, die von Tamarinen geerntet wurden. Dies spricht f{\"u}r Konkurrenz von B{\"a}umen um Samenausbreiter. Meine Studie hat Selektionsdr{\"u}cke der Samenausbreiter auf die saisonale Fruchtproduktion von L. cymosa aufgedeckt. Meine Ergebnisse best{\"a}tigen die Vorhersagen der „fruit crop size-Hypothese". Meine Ergebnisse zeigen ebenfalls, dass es auch Faktoren außerhalb der Kontrolle eine Baumindividuums gibt, die die Fruchtentnahme von L. cymosa B{\"a}umen beeinflussen. Selektion durch Samenausbreiter k{\"o}nnte durch Nachbarschaftsbedingungen begrenzt.},
  subject      = {Samenverbreitung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stoll2009,
  author    = {Stoll, Sascha},
  title     = {Funktionelle Analyse von Blochmannia floridanus, dem prim{\"a}ren Endosymbionten der Rossameise Camponotus floridanus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37238},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ameisen der Gattung Camponotus beherbergen bakterielle Symbionten der Gattung Blochmannia in spezialisierten Zellen des Mitteldarms (Blochmann, 1882; Buchner, 1965; Sauer, 2000; Schr{\"o}der et al., 1996). Die Genomsequenzierung dieser Symbionten zeigte, dass Blochmannia, {\"a}hnlich den Symbionten von Blattl{\"a}usen, haupts{\"a}chlich Gene der Aminos{\"a}urebiosynthese beibehalten hat (Degnan et al., 2005; Gil et al., 2003). Die Relevanz dieser nahrungsaufwertenden Funktion konnte experimentell best{\"a}tigt werden (Feldhaar et al., 2007). Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die Aufkl{\"a}rung der dynamischen Interaktion der beiden Partner w{\"a}hrend des komplexen Lebenszyklus des holometabolen Wirtes. Fr{\"u}here Studien deuteten darauf hin, dass die Symbiose vor allem w{\"a}hrend der Larven- und Puppenphasen von Bedeutung sein k{\"o}nnte (Feldhaar et al., 2007; Wolschin et al., 2004; Zientz et al., 2006). Mit fluoreszenter in situ Hybridisierung (FISH) und konfokaler Laserscanning Mikroskopie konnte in der vorliegenden Arbeit die Lokalisierung von B. floridanus w{\"a}hrend der wichtigsten Entwicklungsstadien aufgekl{\"a}rt werden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Symbionten schon im ersten Larvenstadium in spezialisierten Zellen um den Darm angeordnet sind, aber in sp{\"a}teren Stadien nicht, wie bisher angenommen, auf diese Bakteriozyten beschr{\"a}nkt sind, sondern bis zum Schlupf der jungen Arbeiterinnen massiv andere Darmzellen infizieren. {\"U}bereinstimmend mit Bestimmungen der Zellzahl in den verschiedenen Wirtsstadien ist die Anzahl der Symbionten gegen Ende der Metamorphose am h{\"o}chsten. Die Symbiose degeneriert in sehr alten Arbeiterinnen, gut gef{\"u}llte Bakteriozyten werden jedoch noch monatelang beibehalten. Mit Macroarray- und qRT- PCR- basierten Transkriptomanalysen wurde die Expression der bakteriellen Gene in charakteristischen Entwicklungsstadien des Wirtes untersucht. Allgemein zeigen vor allem Gene f{\"u}r molekulare Chaperons und bestimmte bakterielle Grundfunktionen eine hohe Expression. Aber auch viele Gene, die m{\"o}glicherweise wichtige Funktionen in der Symbiose besitzen, wie die Biosynthese essentieller Aminos{\"a}uren und das Recycling von Stickstoffverbindungen, zeigen ein hohes absolutes Transkriptlevel. Zudem besteht eine positive Korrelation zwischen dem Expressionsniveau und dem GC- Gehalt der Gene, die in dem h{\"o}heren Selektionsdruck und damit einer geringeren Mutationsrate der essentiellen Gene begr{\"u}ndet liegt (Schaber et al., 2005). Durch Proteinanalysen konnte best{\"a}tigt werden, dass die Faktoren mit der h{\"o}chsten absoluten Transkription die dominanten Proteine der Symbionten darstellen. In den unterschiedlichen Entwicklungsstadien zeigen viele Gene eine deutliche Dynamik, deren Ausmaß aber, verglichen mit freilebenden Bakterien, gering ist. Aus den Expressionsprofilen aufeinanderfolgender Gene lassen sich m{\"o}gliche Transkriptionseinheiten ableiten, die teilweise auch experimentell best{\"a}tigt wurden. Oftmals zeigen auch Gene, die nicht in Transkriptionseinheiten angeordnet sind, aber verwandten Stoffwechselwegen angeh{\"o}ren, {\"a}hnliche Muster. Dies deutet auf das Vorhandensein grundlegender Genregulations-mechanismen hin, obwohl im Genom von B. floridanus nur noch sehr wenige Transkriptionsfaktoren codiert sind (Gil et al., 2003). Auf {\"u}bergeordneter Ebene zeigt sich, dass bei Symbionten aus sp{\"a}ten Puppenstadien viele symbioserelevante Gene im Vergleich zu Genen des Grundmetabolismus eine erh{\"o}hte Expression zeigen. Dies betrifft besonders die Biosynthese aromatischer und verzweigter Aminos{\"a}uren, die in diesen Stadien vom Wirt in hoher Menge ben{\"o}tigt werden, w{\"a}hrend die internen Reserven gleichzeitig zur Neige gehen. Dies {\"a}ußert sich auch im deutlichen Abfallen der Speicherproteinmenge des Wirts gegen Ende der Puppenphase. Die festgestellte Ver{\"a}nderung der Symbiontenzahl {\"u}bertrifft das geringe Ausmaß der Genregulation um ein Vielfaches. Die Bakterien liegen in jedem Stadium polyploid mit bis zu 100 Genomkopien vor, dieser Polyploidiegrad bleibt jedoch w{\"a}hrend der gesamten Wirtsentwicklung weitestgehend konstant. Somit scheint die Kontrolle des Wirts {\"u}ber die bakterielle Vermehrung der entscheidende Faktor dieser Symbiose zu sein. Die verbleibenden regulatorischen F{\"a}higkeiten der Bakterien stellen m{\"o}glicherweise eine Feinjustierung von optimierten Produktionseinheiten dar, deren Anzahl nach den Bed{\"u}rfnissen des Wirtes ver{\"a}ndert wird. Insgesamt konnten in der vorliegenden Arbeit neue Einblicke in das komplexe Zusammenleben von Blochmannia und Camponotus gewonnen werden, die zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der biologischen Funktion und der grundlegenden Mechanismen dieser Symbiose f{\"u}hren. Eine der wichtigsten Fragestellungen nach dem Sinn einer nahrungsaufwertenden Symbiose f{\"u}r einen Nahrungsgeneralisten konnte mit starken Hinweisen auf eine stadienabh{\"a}ngige Relevanz der Symbiose beantwortet werden, die den enormen evolution{\"a}ren Erfolg dieser Ameisengattung erkl{\"a}ren k{\"o}nnte.\&\#8195;},
  subject      = {Intrazellul{\"a}re Symbiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Menzel2009,
  author    = {Menzel, Florian},
  title     = {Mechanisms and adaptive significance of interspecific associations between tropical ant species},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37251},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Aggression between ants from different colonies or species is ubiquitous. Exceptions to this rule exist in the form of supercolonies (within a species) and interspecific associations (between species). Probably the most intimate interspecific association is the parabiosis, where two ant species live together in a common nest. They keep their brood separate but jointly use trails and often share food resources. Parabioses are restricted to few species pairings and occur in South American and Southeast Asian rainforests. While the South American parabioses have been studied, albeit poorly, almost nothing is known about their Southeast Asian counterparts. My PhD project focuses on Southeast Asian parabioses between the myrmicine Crematogaster modiglianii Emery 1900 and the considerably larger formicine Camponotus rufifemur Emery 1900. The two species frequently nest together in hollow trees in the tropical lowland rainforest of Borneo. The basic question of my PhD project is why these two species live together. I investigated both proximate and ultimate aspects of this question. For comparative purposes, I included studies on a trail-sharing association in the same habitat. On the proximate level, I investigated which mechanisms facilitate tolerance towards hetero-spe¬ci¬fic nestmates. Ants generally discriminate nestmates from non-nestmates via cuticular hydro¬carbons that function as colony recognition cues. I studied the specificity of nestmate recognition within and between the two parabiotic species. Using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), I analyzed the cuticular substances in both ant species to find potential differences to non-parabiotic species, and to estimate the substance overlap among the two species. A high substance overlap would e.g. suggest that interspecific tolerance is caused by chemical mimicry. Finally, bioassays were conducted to evaluate the function of different cuticular compounds. Interspecific tolerance in the two parabiotic species was species-specific but not colony-specific. Ca. rufifemur tolerated all Cr. modiglianii individuals, even those from foreign colonies, but strongly attacked workers of other Crematogaster species. Cr. modiglianii, in turn, tolerated Ca. rufifemur workers of certain foreign colonies but attacked those of others. Chemical analyses revealed two sympatric, chemically distinct Ca. rufifemur varieties ('red' and 'black') with almost no hydrocarbon overlap. Cr. modiglianii only tolerated foreign Ca. rufifemur workers if they belonged to the same chemical variety as their own Ca. rufifemur partner. It also attacked other, non-parabiotic Camponotus species. Thus, reciprocal interspecific tolerance was restricted to the species Cr. modiglianii and Ca. rufifemur. Ca. rufifemur frequently tolerated conspecific non-nestmates of the same chemical variety. Minor workers were more often tolerated than majors, possibly because they possess two to three times lower hydrocarbon quantities per body surface than majors. In contrast, Cr. modiglianii nearly always attacked conspecific non-nestmates. Both species possessed hydrocarbons with considerably higher chain lengths than congeneric, non-parabiotic ant species. Long-chain hydrocarbons are less volatile than shorter ones and thus harder to perceive. They may thus considerably facilitate interspecific tolerance. Moreover, up to 98\% of the cuticular hydrocarbons in Ca. rufifemur were methylbranched alkenes, which are highly unusual among insect cuticular hydrocarbons. Cr. modiglianii and Ca. rufifemur had almost no hydrocarbons in common, refuting chemical mimicry as a possible cause of interspecific tolerance. The only hydrocarbons common to both species were two methylbranched alkenes, which constituted 89\% of the 'red' Ca. rufifemur hydrocarbon profile and also occurred in those Cr. modiglianii colonies that lived together with this Ca. rufifemur variety. Cr. modiglianii presumably acquired these two compounds from its red Ca. rufifemur partner. Cr. modiglianii was significantly less aggressive towards foreign Cr. modiglianii workers that were associated with the same Ca. rufifemur variety than to those associated with the respective other one. Hence, this species seemed to use recognition cues acquired from its parabiotic partner. Apart from hydrocarbons, both species possessed a set of hitherto unknown substances on their cuticle. The quantitative composition of the unknown compounds varied between parabiotic nests but was similar among the two species of a nest. They are probably produced in the Dufour glanf of Cr. modiglianii and transferred to their Ca. rufifemur partner. Possible transfer mechanisms include interspecific trophallaxis and 'mounting behaviour', where Cr. modiglianii climbed onto Ca. rufifemur workers without being displaced. Although the composition of the unknown compounds greatly varied between nests, they did not function as nestmate recognition cues since both species used hydrocarbons for nestmate recognition. However, the unknown compounds significantly reduced aggression in Ca. rufifemur. The ultimate, i.e. ecological and evolutionary aspects of my PhD research deal with potential costs and benefits that Cr. modiglianii and Ca. rufifemur may derive from the parabiotic association, their interactions with other species, and population genetic analyses. Additional studies on a trail-sharing association between three other ant species deal with two possible mechanisms that may cause or facilitate trail-sharing. Whether parabioses are parasitic, commensalistic, or mutualistic, is largely unknown and depends on the costs and benefits each party derives from the association. I therefore investigated food competition (as one of the most probable costs), differentiation of foraging niches (which can reduce competition), and several potential benefits of the parabiotic way of life. Besides, I studied interactions between the ant species and the hemiepiphyte Poikilospermum cordifolium. The foraging niches of the two species differed regarding foraging range, daily activity pattern, and food preferences. None of the two species aggressively displaced its partner species from baits. Thus, interference competition for food seemed to be low or absent. For both ant species, a number of benefits from the parabiotic lifestyle seem possible. They include interspecific trail-following, joint nest defence, provision of nest space by the partner species, food exchange via trophallaxis, and mutual brood care. If an ant species follows another species' pheromone trails, it can reach food resources found by the other species. As shown by artificial extract trails, Ca. rufifemur workers indeed followed trails of Cr. modiglianii but not vice versa. Thus, Ca. rufifemur benefited from Cr. modiglianii's knowledge on food sources (informational parasitism). In turn, Cr. modiglianii seemed to profit from nest defence by Ca. rufifemur. Ca. rufifemur majors are substantially larger than Cr. modiglianii workers. Although Cr. modiglianii often effectively defended the nest as well, it seemed likely that this species derived a benefit from its partner's defensive abilities. In neotropical parabioses (ant-gardens), mutualistic epiphytes play an important role in providing nest space. The neotropical Camponotus benefits its Crematogaster partner by planting epiphyte seeds, for which Crematogaster is too small. Similarly, the Bornean parabioses often were inhabited by the hemiepiphyte Poikilospermum cordifolium (Barg.-Petr.) Merr (Cecropiaceae). P. cordifolium seedlings, saplings and sometimes larger indivi¬duals abundantly grew at the entrances of parabiotic nests. However, P. cordifolium provides no additional nest space and, apart from nutritive elaiosomes, perianths, and extrafloral nectar probably plays a less important role for the ants than the neotropical epiphytes. In conclusion, the parabiosis is probably beneficial to both species. The main benefits seem to be nest defence (for Cr. modiglianii) and interspecific trail-following (for Ca. rufifemur). However, Ca. rufifemur seems to be more dependent on its partner than vice versa. For both parabiotic species, I analyzed mitochondrial DNA of ants from different regions in Borneo. My data suggest that there are four genetically and chemically distinct, but closely related varieties of Camponotus rufifemur. In contrast, Crematogaster modiglianii showed high genetic differentiation between distant populations but was not differentiated into genetic or chemical varieties. This argues against variety-specific cocladogenesis between Cr. modiglianii and Ca. rufifemur, although a less specific coevolution of the two species is highly likely. In Bornean rainforests, trail-sharing associations of Polyrhachis (Polyrhachis) ypsilon Emery 1887 and Camponotus (Colobopsis) saundersi Emery 1889 are common and often include further species such as Dolichoderus cuspidatus Smith 1857. I investigated a trail-sharing association between these three species and studied two mechanisms that may cause or facilitate these associations: interspecific trail-following, i.e. workers following another species' pheromone trail, and differential inter¬specific aggression. In trail-following assays, D. cuspidatus regularly followed extract trails of the other two species, thus probably parasitizing on their information on food sources. In contrast, only few P. ypsilon and Ca. saundersi workers followed hetero¬speci¬fic extract trails. Hence, the association between P. ypsilon and Ca. saundersi cannot be ex¬plained by foragers following heterospecific trails. In this case, trail-sharing may originate from few scout ants that do follow heterospecific pheromone trails and then lay their own trails. Interspecific aggression among P. ypsilon, Ca. saundersi and D. cuspidatus was strongly asymmetric, Ca. saundersi being submissive to the other two species. All three species discriminated between heterospecific workers from the same and a distant trail-sharing site. Thus, it seems likely that the species of a given trail-sharing site habituate to one another. Differential tolerance by dominant ant species may be mediated by selective habituation towards submissive species, and thereby influence the assembly of trail-sharing associations.},
  subject      = {Ameisen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Busch2009,
  author    = {Busch, Sebastian},
  title     = {Morphologie und Organisation individueller oktopaminerger Neurone im Gehirn von Drosophila m.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36203},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das biogene Amin Oktopamin moduliert verschiedene Verhaltensweisen in Invertebraten. In verschiedenen Insektenspezies, wie Heuschrecken, Grillen oder Schaben, ist die Funktion und die Architektur des peripheren oktopaminergen Systems auf Einzelzellebene bekannt. Um die zellul{\"a}re Grundlage f{\"u}r die verschiedenen Funktionen von Oktopamin im Zentralnervensystem zu verstehen, ist eine detaillierte Analyse der Architektur des zentralen oktopaminergen Systems notwendig. Innerhalb meiner Doktorarbeit fertigte eine anatomische Karte individueller oktopaminerger Neurone des adulten Hirns von Drosophila an. Ich nutzte die Flp-out Technik, um einzelne oktopaminerge Neurone anzuf{\"a}rben. Anhand ihrer Projektionsmuster konnte ich 28 verschiedene Zelltypen in vier Oktopamin-immunoreaktiven Zellclustern identifizieren. Ihre Morphologie sowie die Verteilung genetischer Marker zeigte, dass die meisten Zelltypen mehrere Neuropile innervieren und dabei eine klare Trennung von Pr{\"a}- und Postsynaptischen Regionen aufweisen. Die Mehrheit der Zelltypen bildet dendritische Verzweigungen in einer bestimmten Region, der posterioren Slope. Jedoch innerviert jeder Zelltyp stereotyp eine bestimmte Kombination von Zielregionen im Gehirn. Das deutet stark darauf hin, dass oktopaminerge Neurone kombinatorisch organisiert sind: Jedes individuelle Neuron scheint Komponente eines spezifischen neuronalen Schaltkreises zu sein. Dabei k{\"o}nnte jeder Zelltyp eine Art "Modul" darstellen, das selektiv bestimmte Funktionen in den jeweiligen Zielregionen moduliert. Das oktopaminerge Mittelliniencluster des Sub{\"o}sophagealen Ganglions zeigt eine besondere zellul{\"a}re Organisation. Es besteht aus gepaarten und ungepaarten Neuronen, die des Zentralgehirn mit extensiven Verzweigungen versorgen. Um die Ordnung hinter dieser komplexen Organisation zu verstehen, wurden die segmentale Organistion der Mittellinienneurone auf Einzelzellebene analysiert und ihre embryonalen Anlagen verglichen. Letzteres erm{\"o}glichte die morphologische Analyse von einzelnen oktopaminergen Mittellinienklonen. OA-VPM und OA-VUM Neurone bilden zusammen drei Subcluster im Sub{\"o}sophagealen Ganglion, die wahrscheinlich die drei gnathalen Neuromere repr{\"a}sentieren. Alle OA-VUM Neurone stammen von der embryonalen Mittellinie ab. In den mandibularen und maxillaren Neuromeren formen sie morphologisch identische Zelltypen, mit stereotypen Innervationsmustern. OA-VPM Neurone gehen nicht aus der embryonalen Mittellinie hervor und sind nicht segmental dupliziert. Diese Arbeit vermittelt nicht nur einen Eindruck {\"u}ber die Architektur individueller oktopaminerger Neurone, sondern auch {\"u}ber die Organisation des oktopaminergen Systems auf Einzelzellebene.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Herrmann2009,
  author    = {Herrmann, Petra},
  title     = {Entwicklung und Evaluierung neuer Methoden zur Analyse des Proteoms von Listeria monocytogenes in infizierten Wirtszellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37500},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden neue Methoden zur Analyse des Proteoms von Listeria monocytogenes in infizierten Wirtszellen entwickelt und evaluiert. Proteomische Analysen k{\"o}nnen im Vergleich zu transkriptomischen Analysen durch Erfassung von Proteinmengen und eventuell auch posttranslationalen Modifikationen, sowie von Abbauprozessen ein genaueres Abbild des Funktionszustands einer Zelle unter unterschiedlichen Umweltbedingungen darstellen. Das Hauptproblem bei proteomischen Untersuchungen an in eukaryontischen Wirtszellen gewachsenen Bakterien, n{\"a}mlich die {\"U}berlagerung des bakteriellen Proteinmusters durch die im {\"U}berschuss vorhandenen Wirtszellproteine, musste in dieser Arbeit {\"u}berwunden werden. Es wurde eine Methode etabliert, intrazellul{\"a}r gewachsene Bakterien {\"u}ber Bindung an paramagnetische Partikel („Beads") und anschließende Magnetseparation selektiv von Wirtszellkomponenten abzutrennen. Dabei wurden drei Beads-Varianten mit unterschiedlicher Beschichtung gew{\"a}hlt: Dynabeads anti Listeria (Dynal, Oslo), Kieselgel \&\#61483; Magnetit Beads (MERCK in Entwicklung), Dynabeads M-270 Epoxy - CBD Beads (Beschichtung mit Phagenlysin Ply 118). Hierbei konnte nur f{\"u}r die Kieselgel + Magnetit Beads eine hinreichende Isolierungsrate f{\"u}r die Methode der 2-D-Gelelektrophorese von 6-7* 10**7 Listerien/ Zellkulturflasche erreicht werden. Im 2-D-Proteingel zeigte sich jedoch eine starke Streifenbildung, wodurch sich dieser Ansatz als nicht auswertbar erwies. In einem alternativen Ansatz gelang es, aus Infektionen an J774-Makrophagen, die Listerien mittels konsekutiver Waschschritte von Wirtszellproteinen aufzureinigen. Es konnten aus den Infektionen 30-50 µg listerielles Protein isoliert und zweidimensional aufgetrennt werden, wobei das Proteinpattern qualitativ eindeutig dem von in vitro gewachsenen Listeria monocytogenes entsprach. Auf diese Weise konnten 38 Proteine von Listeria monocytogenes, welche von Listerien w{\"a}hrend der Infektion in Makrophagen induziert oder reprimiert werden anhand der Deta-2-D Software identifiziert, quantifiziert und statistisch ausgewertet werden. F{\"u}r einige der hier mittels der neu entwickelten Methode identifizierten Proteine konnte anhand der der vorliegenden Literatur (zu Transkriptom, Sekretom, Virulenz von Listeria) bereits eine Beteiligung am Virulenzgeschehen nachgewiesen werden. Zum jetzigen Zeitpunkt unterliegt die proteomische Analyse einigen Limitierungen, z.B. beim Nachweis von schwach exprimierten, stark alkalischen, stark hydrophoben, hochmolekularen und niedermolekularen Proteinen, so dass die derzeitige Methodik noch nicht das gesamte Proteom abdecken kann. Dass die „klassischen" Virulenzfaktoren pathogener Listerien, Listeriolysin O (LLO), die Phospholipasen PlcA und PlcB, sowie ActA hier nicht erfasst wurden, ist darin begr{\"u}ndet, dass es sich um sekretierte Proteine handelt. Besondere Bedeutung kommt der Beobachtung zu, dass nur in ganz wenigen F{\"a}llen (z.B. Pgm, ClpP, Pgi, TrxB, MurC) die nachgewiesenen intrazellul{\"a}ren Ver{\"a}nderungen der Proteinmenge mit den von anderen publizierten Transkriptionsdaten {\"u}bereinstimmen. Diese Diskrepanzen stellen keine Artefakte dar, sondern sind durch intrazellul{\"a}re posttranskriptionelle Mechanismen begr{\"u}ndet. Insgesamt zeigte auch diese Proteinanalyse , dass bei Replikation von Listeria monocytogenes im Cytosol eukaryontischer Wirtszellen zahlreiche komplexe Anpassungen von teils zentralen aber auch peripheren Stoffwechselwegen und Biosynthesen der Bakterien an dieses spezielle Milieu ablaufen.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kelber2009,
  author    = {Kelber, Christina},
  title     = {The olfactory system of leafcutting ants: neuroanatomy and the correlation to social organization},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47769},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In leaf-cutting ants (genera Atta and Acromyrmex), the worker caste exhibits a pronounced size-polymorphism, and division of labor is largely dependent on worker size (alloethism). Behavioral studies have shown a rich diversity of olfactory-guided behaviors, and the olfactory system seems to be highly developed and very sensitive. To allow fine-tuned behavioral responses to different tasks, adaptations within the olfactory system of different sized workers are expected. In a recent study, two different phenotypes of the antennal lobe of Atta vollenweideri workers were found: MG- and RG-phenotype (with and without a macroglomerulus, MG). The existence of the macroglomerulus is correlated to the body size of workers, with small workers showing the RG-phenotype and large workers showing the MG-phenotype. In the MG, the information about the releaser component of the trail-pheromone is processed. In the first part of my PhD-project, I focus on quantifying behavioral differences between different sized workers in Atta vollenweideri. The study analyzes the trail following behavior; which can be generally performed by all workers. An artificial trail consisting of the releaser component of the trail-pheromone in decreasing concentration was used to test the trail-following performance of individual workers. The trail-following performance of the polymorphic workers is depended of the existence of the MG in the antennal lobe. Workers possessing the MG-phenotype were significantly better in following a decreasing trail then workers showing the RG-phenotype. In the second part I address the question if there are more structural differences, besides the MG, in the olfactory system of different sized workers. Therefore I analyze whether the glomerular numbers are related to worker size. The antennal lobes of small workers contain ~390 glomeruli (low-number; LN-phenotype), and in large workers I found a substantially higher number of ~440 glomeruli (high-number; HN-phenotype). All LN-phenotype workers and some of the small HN-phenotype workers do not possess an MG (LN-RG-phenotype and HN-RG-phenotype) at all, whereas the remaining majority of HN-phenotype workers do possess an MG (HN-MG-phenotype). Mass-stainings of antennal olfactory receptor neurons revealed that the sensory tracts divide the antennal lobe into six clusters of glomeruli (T1-T6). In the T4-cluster ~50 glomeruli are missing in the LN-phenotype workers. Selective staining of single sensilla and their associated receptor neurons showed that T4-glomeruli are innervated by receptor neurons from the main type of olfactory sensilla, the Sensilla trichodea curvata which are also projecting to glomeruli in all other clusters. The other type of olfactory sensilla, the Sensilla basiconica, exclusively innervates T6-glomeruli. Quantitative analyses revealed a correlation between the number of Sensilla basiconica and the volume of T6 glomeruli in different sized workers. The results of both behavioral and neuroanatomical studies in Atta vollenweideri suggest that developmental plasticity of antennal-lobe phenotypes promotes differences in olfactory-guided behavior which may underlie task specialization within ant colonies. The last part of my project focuses on the evolutionary origin of the macroglomerulus and the number of glomeruli in the antennal lobe. I compared the number, volumes and position of the glomeruli of the antennal lobe of 25 different species from all three major Attini groups (lower, higher and leaf-cutting Attini). The antennal lobes of all investigated Attini comprise a high number of glomeruli (257-630). The highest number was found in Apterostigma cf. mayri. This species is at a basal position within the Attini phylogeny, and a high number of glomeruli might have been advantageous in the evolution of the advanced olfactory systems of this Taxa. The macroglomerulus can be found in all investigated leaf-cutting Attini, but in none of the lower and higher Attini species. It is found only in large workers, and is located close to the entrance of the antennal nerve in all investigated species. The results indicate that the presence of a macroglomerulus in large workers of leaf-cutting Attini is a derived overexpression of a trait in the polymorphic leaf-cutting species. It presumably represents an olfactory adaptation to elaborate foraging and mass recruitment systems, and adds to the complexity of division of labor and social organization known for this group.},
  subject      = {Gehirn},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Li2009,
  author    = {Li, Naixin},
  title     = {Dorso-ventral Differentiation and Specification of the Mesencephalon in Early Chick Embryos},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32950},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {The chick midbrain is subdivided into functionally distinct ventral and dorsal domains, tegmentum and optic tectum. In the mature tectum, neurons are organized in layers, while they form discrete nuclei in the tegmentum. An interesting characteristic of the embryonic brain is the development of a large optic tectum, of which the growth becomes obvious at embryonic day 3 (E3). Dorsoventral (DV) specification of the early midbrain should thus play a crucial role for the organization of the neuronal circuitry in optic tectum and tegmentum. In the first part of my thesis, I investigated regional commitment and establishment of cellular differences along the midbrain DV axis. I examined the commitment of gene expression patterns in isolated ventral and dorsal tissue in vivo and in vitro, and studied their cell mixing properties. Explant cultures, and grafting of dorsal midbrain into a ventral environment or vice versa, revealed a gradual increase in the autonomy of region-specific gene regulation between, which was accompanied by a gradual increase in differential adhesive properties from E2 to E3, once the DV axis polarity was fixed. These events happened at a time-point when the majority of midbrain cells are not yet differentiated. Long-term transplantation (6 - 9 days) using quail cells from ventral midbrain as grafts showed the same result. Hence, the results suggest that progressive specification of the midbrain DV axis is accompanied by progressively reduced cell mixing between dorsal and ventral precursors, leading to a partial regionalization of midbrain tissue into autonomous units of precursor cell populations. In the second part I investigated the genes that might be involved in regulating the growth of the tectum. In particular, I focused on the role of Pax7 transcription factor, a paired domain protein. The results suggested that Pax7 was involved in regulating the medial-lateral extension of the tectum. Over expression of Pax7 in dorsal midbrain led to an enlarged tectum accompanied by a raise in cell division, while Pax7 knockdown by shrank caused a reduction in tectum. The overall pattern of neuronal differentiation was not disturbed by an up or down regulation of Pax7. Pax7 also positively regulated Pax3, another pair-ruled gene expressed dorsally. These results suggest that Pax7 very likely together with Pax3 could facilitate or maintain neural cell proliferation in the midbrain at early stages and that a regulation of the size in that region does not influence the neuronal patterning of the developmental field. I further checked the expression and function of a GFPase Rab 23, that was suggested to be involved in the DV patterning in mouse neural tube as a negative regulator of Shh signaling. Overexpression of Rab23 indicated that it facilitated the expression of Pax7 and Pax3 in the neural tube and suppressed ventral genes like Nkx6.1 cell autonomously, however, it did not disturb neuronal patterning. Interestingly, a thorough expression study of Rab 23 during chick early development revealed that Rab23 is already expressed very early and asymmetrically during gastrulation, suggesting a possible role of Rab23 on the left-right determination of Hensen's node. In combination with the result that Rab23 is expressed in the notochord early in development, I assume that both Rab23 and Shh exist in all neural progenitor cells initially, and when their expression patterns separate gradually the neural cells adopt a ventral or dorsal fate according to their location along the dorsoventral axis. The avian embryo is a classic system used widely to investigate questions of vertebrate development. The easy and cheap accessibility of the embryo for in ovo or ex ovo experiments all around the year make it an ideal animal model to work with. The only recently developed method of over expressing genes in specific cells or regions in the chick embryo by electroporation enabled me to study different ways of gene suppression using this way of gene transfection. Thus, I compared the effect of long-hairpin and short hairpin dsRNA in different vectors and antisense morpholino oligonucleotides. The results revealed that all hairpin dsRNA constructs did reduce gene and protein expression often accompanied by morphological changes. Most efficiently were shRNAi constructs cloned into a siRNA-specific vector - pSilencer 1.0-U6. Gene silencing was already well observed 36 hours after transfection. In comparison antisense morpholino oligonucleotides did not show such big gene reduction as the shRNA in pSilencer. Taken together, this methodical research proposes that the shRNA in the pSilencer vector was a good and effective tool to reduce gene and protein expression locally.},
  subject      = {Differenzierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klaeckta2009,
  author    = {Kl{\"a}ckta, Christian},
  title     = {Biochemische und -physikalische Charakterisierung von rekombinanten Porinen aus den beiden pathogenen Bakterien Nocardia farcinica und Vibrio cholerae sowie von nativen Porinen aus drei Streptomyces Arten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38910},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die vorliegende Dissertation beschreibt detaillierte biochemische und biophysikalische Untersuchungen von rekombinanten Porinen aus den beiden pathogenen Bakterien Nocardia farcinica und Vibrio cholerae sowie von nativen Porinen aus drei Streptomyces Arten. F{\"u}r die beiden pathogenen Vertreter sind bereits impermebable Zellwandstrukturen beschrieben worden (Daffe et al., 1993; Rodriguez-Torres et al., 1993). F{\"u}r Streptomyces Arten ist keine vergeichbare, definierte {\"a}ußere Zellwandbarriere bekannt. Im Fall von S. griseus konnten dennoch undefinierte, kovalente Lipidverkn{\"u}pfungen mit der Peptidoglykanschicht nachgewiesen werden (Kim et al., 2001). Daher besteht die Notwendigkeit des Transports von N{\"a}hrstoffen und anderer Molek{\"u}le auch bei Streptomyces Arten durch porenformende Proteine, so genannte Porine. Unter Porinen versteht man wassergef{\"u}llte Kan{\"a}le, die in zwei Klassen unterteilt werden k{\"o}nnen: allgemeine Diffusionsporen und substratspezifische Porine. Allgemeine Diffusionsporen filtern entsprechend der molekularen Masse der gel{\"o}sten Substrate und weisen ein lineares Verh{\"a}ltnis zwischen Translokationsrate und Substratkonzentrationsgradient auf. Dagegen kann der Transport bestimmter Substanzen durch spezifische Porine mit einer Substrat-Bindestelle im Kanal durch die Michaelis-Menten-{\"a}hnliche Kinetik beschrieben werden. Diese Kan{\"a}le erm{\"o}glichen den schnellen Influx bestimmter Klassen von Substraten.},
  subject      = {Porine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mannefeld2009,
  author    = {Mannefeld, Mirijam},
  title     = {Role of the human LIN complex in DNA damage induced regulation of gene expression},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39261},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In jeder menschlichen Zelle entstehen t{\"a}glich ca. 10.000 - 150.000 endogene DNA Sch{\"a}den. Eine Anh{\"a}ufung dieser L{\"a}sionen kann zu genetischer Instabilit{\"a}t f{\"u}hren und dadurch zur Krebsentwicklung beitragen. Daher ist eine schnelle DNA Schadensantwort n{\"o}tig, um schwerwiegende Folgen f{\"u}r die Zelle zu vermeiden. Da bekannt ist, dass der Multiproteinkomplex LINC (auch humaner dREAM-Komplex genannt) an der transkriptionellen Regulation mitotischer und G2-spezifischer Gene beteiligt ist, sollte in dieser Arbeit seine Beteiligung an der DNA Schadensantwort genauer untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass in normal wachsenden Zellen B-MYB an den LINC-Kernkomplex bindet, welcher sich aus 5 Proteinen zusammensetzt: LIN-9, LIN-54, LIN-52, LIN-37 und RbAp48. Treten DNA Sch{\"a}den auf, dissoziiert B-MYB vom LINC Kernkomplex wobei gleichzeitig die Bindung von p130 und E2F4 an LINC induziert wird. Zus{\"a}tzlich konnte gezeigt werden, dass der Signalweg, der die LINC Umlagerung vermittelt, sowohl p53- als auch p21-abh{\"a}ngig ist. p53 negative Zellen k{\"o}nnen nach Sch{\"a}digung der DNA weder einen G1 Block induzieren noch einen G2 Block langfristig aufrechterhalten. Eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r diese Schw{\"a}chung des G2 Arrests liefern Daten dieser Arbeit: Da in DNA gesch{\"a}digten p53 -/- Zellen keine LINC Umlagerung beobachtet werden kann und zus{\"a}tzlich B-MYB verst{\"a}rkt an LINC und die Zielpromotoren bindet, kommt es zu einer erh{\"o}hten G2/M Genexpression. Dies resultiert h{\"a}ufig in einem verfr{\"u}hten Wiedereintritt in den Zellzyklus („checkpoint adaptation"). Eine Daten-Analyse prim{\"a}rer Brustkrebstumore zeigte außerdem, dass erh{\"o}hte B-MYB Genexpressionslevel mit einer erh{\"o}hte R{\"u}ckfallgefahr und einer schlechten Prognose korrelieren, was m{\"o}glicherweise auf die Funktion von B-MYB w{\"a}hrend der „checkpoint adaptation" zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Schlussendlich lassen die Ergebnisse dieser Arbeit vermuten, dass die Hemmung der B-MYB Funktion in solchen Tumoren, die p53 Mutationen tragen, die Wahrscheinlichkeit eines Behandlungserfolges vergr{\"o}ßern und die Wahrscheinlichkeit eines R{\"u}ckfalls senken k{\"o}nnte.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hoehn2009,
  author    = {H{\"o}hn, Katharina},
  title     = {Genotyp-Ph{\"a}notyp Korrelation bei Fanconi An{\"a}mie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Fanconi An{\"a}mie (FA) stellt eine sowohl genetisch als auch ph{\"a}notypisch {\"a}ußerst heterogene, autosomal rezessiv und X-chromosomal vererbte Erkrankung dar. Sie ist gekennzeichnet durch chromosomale Instabilit{\"a}t, ein chronisch progredientes Knochenmarkversagen, multiple kongenitale Fehlbildungen und eine Pr{\"a}disposition zu diversen Neoplasien. Auf zellul{\"a}rer Ebene ist die FA durch eine erh{\"o}hte spontane Chromosomenbr{\"u}chigkeit sowie einer Hypersensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber DNA-sch{\"a}digenden Agenzien charakterisiert. Bislang konnten 13 Komplementations-gruppen (FA-A bis FA-N) und ihre jeweiligen Gene identifiziert werden. Die FA-Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der Reparatur von DNA-Doppelstrang-br{\"u}chen. Die breite genetische Heterogenit{\"a}t der Fanconi An{\"a}mie und die große Anzahl privater Mutationen, aufgrund derer kaum interindividuelle Vergleiche m{\"o}glich sind, erschweren eine Genotyp-Ph{\"a}notyp Korrelation ebenso wie der compound-heterozygote Mutationsstatus vieler FA-Patienten. Bisherige Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Art der jeweiligen Mutation einen gr{\"o}ßeren Einfluß auf die ph{\"a}notypische Auspr{\"a}gung der Erkrankung hat als die Art des betroffenen Gens. Zus{\"a}tzlich zeichnet die Fanconi An{\"a}mie eine große ph{\"a}notypische Variabilit{\"a}t aus, die sich in h{\"o}chst unterschiedlichen Krankheitsauspr{\"a}gungen und -verl{\"a}ufen {\"a}ußert. Um aussagekr{\"a}ftige Genotyp-Ph{\"a}notyp Korrelationen etablieren zu k{\"o}nnen, bedarf es einer ausreichenden Anzahl von FA-Patienten, bei denen sowohl die Komplementationsgruppe als auch die zugrunde liegende Mutation eindeutig definiert wurden. In der vorliegenden Arbeit wurden exemplarisch die Krankheitsverl{\"a}ufe einiger Patienten (4 x FA-A, 1 x FA-B, 3 x FA-C, 1 x FA-D2 und 2 x FA-G) analysiert und mit den jeweiligen molekulargenetischen Befunden korreliert. Im Anschluss daran wurden in der Literatur beschriebene Genotyp-Ph{\"a}notyp Korrelationen erl{\"a}utert, verschiedene Mechanismen der ph{\"a}notypischen Variabilit{\"a}t dargestellt und abschließend pr{\"a}gnante Kasuistiken nochmals hervorgehoben.},
  subject      = {Fanconi-An{\"a}mie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schneider2009,
  author    = {Schneider, Hannah},
  title     = {Untersuchung der drei Isoformen des Elongationsfaktors 1A von Xenopus laevis: 42Sp50 versus EF1A-1/EF1A-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36124},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde der monoklonale Antik{\"o}rper IV´D4 biochemisch charakterisiert und die zellul{\"a}re Verteilung des Antigens mittels Immunfluoreszenz-Mikroskopie untersucht. Durch elektronenmikroskopische Lokalisierungsexperimente wurde gezeigt, dass es sich dabei um Nuage handelt. Obwohl der Antik{\"o}rper eine oozytenspezifische Struktur markierte, f{\"a}rbte er in der Immunfluoreszenz {\"u}berraschenderweise auch somatische Xenopus Kulturzellen (A6 und XTC) an. Als n{\"a}chstes wurde das Antigen von IV´D4 und damit eine neue Proteinkomponente der Nuage identifiziert. Durch Immunblots von pr{\"a}vitellogenen Oozyten und Expression rekombinanter Proteine wurde festgestellt, dass der Antik{\"o}rper das Protein 42Sp50 erkennt. Es war nicht auszuschließen, dass die Nuage lediglich die somatischen EF1A-Isoformen akkumulieren. Tats{\"a}chlich werden alle drei EF1A-Isoformen in Oozyten exprimiert, wie RT-PCR-Experimente belegten. Die ubiquit{\"a}re Expression und hohe Sequenzverwandtschaft der beiden traditionellen Xenopus EF1A-Isoformen mit denen der S{\"a}uger veranlassten uns, die Nomenklatur anzugleichen (Xenopus EF1A-1 f{\"u}r EF1A-S und EF1A-2 f{\"u}r EF1A-O). Durch Mikroinjektion entsprechender mRNAs wurden Fluoreszenz-EF1A Fusionsproteine (gekoppelt an EGFP, monomeres DsRed oder monomeres RFP) in lebenden Oozyten exprimiert und lokalisiert. Neben 42Sp50 wurde auch die zweite Proteinkomponente der 42S Partikel, 42Sp43, in Form von fluoreszierenden Fusionsproteinen in Oozyten exprimiert und lokalisiert. In einem weiteren Teil der Arbeit wurde die Dynamik der Nuage untersucht. Dazu wurden Versuche mit verschiedenen Inhibitoren durchgef{\"u}hrt. Es sollte {\"u}berpr{\"u}ft werden, ob die Hemmung unterschiedlicher zellul{\"a}rer Prozesse Einfluss auf die strukturelle Organisation der Nuage hat. Zu Beginn der Arbeit lagen keine Kenntnisse dar{\"u}ber vor, in welchem Zellkompartiment das Assembly der 42S RNPs stattfindet. Zun{\"a}chst wurden deshalb die beiden Proteine 42Sp50 und 42Sp43 als fluoreszierende Fusionsproteine in pr{\"a}vitellogenen Ooyzten koexprimiert. Ein eindeutiger Nachweis der spezifischen Interaktion zwischen 42Sp43 und 42Sp50 gelang insbesondere durch die transiente Expression der entsprechenden fluoreszenzmarkierten Proteinpaare in somatischen Kulturzellen (Xenopus A6 und S{\"a}uger COS-7 Zellen). Die hier beschriebene Koexpression von Proteinpaaren mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen in S{\"a}ugerzellen stellt eine einfache Methode dar, um in vivo Interaktionen mikroskopisch sichtbar zu machen. Damit sollte es m{\"o}glich sein, durch gezielte Mutationen und Deletionen von 42Sp50 und 42Sp43 diejenigen Aminos{\"a}uren und strukturellen Determinanten zu identifzieren, die bei der spezifischen Interaktion und damit beim Assembly der 42S Partikel eine Rolle spielen.},
  subject      = {Glatter Krallenfrosch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Huenerberg2009,
  author    = {H{\"u}nerberg, Mirja Maaret},
  title     = {Erstcharakterisierung des Vitamin K-Epoxid-Reduktase Komplex 1-like 1 Proteins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36166},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Im Jahre 2004 wurden in unserem Labor zwei Gene einer neuen Proteinfamilie kloniert, deren Charakterisierung seither im Gange ist. Das eine Protein, VKORC1, konnte durch Mutationsanalysen und biochemische Untersuchungen als eine zentrale Komponente des so genannten Vitamin K-Zyklus identifiziert werden. Vitamin K wird f{\"u}r die \&\#947;-Carboxylierung der Vitamin K-abh{\"a}ngigen Proteine wie z.B. der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X als Cofaktor der \&\#947;-Glutamyl-Carboxylase ben{\"o}tigt. Da Vitamin K essentiell ist, wird seine Epoxidform vom Organismus wieder in eine physiologisch aktive Hydrochinon-Form {\"u}berf{\"u}hrt. F{\"u}r diese Reaktion wird die Vitamin K-Epoxid-Reduktase (VKORC1) ben{\"o}tigt. Mutationen in VKORC1 f{\"u}hren einerseits zu einem erblich bedingten Mangel an Vitamin K-abh{\"a}ngigen Gerinnungsfaktoren vom Typ 2 (VKCFD2) mit starken Blutungen durch eine nicht oder nur unvollst{\"a}ndig ablaufende Blutgerinnung. Das VKORC1 ist andererseits auch das Ziel von Medikamenten der Coumaringruppe, der sog. Vitamin K-Antagonisten, die zur Verhinderung einer unzeitigen Gerinnung eingesetzt werden. In h{\"o}heren Dosen wird diese Substanzklasse als Rattenbek{\"a}mpfungsmittel eingesetzt. Bei manchen Rattenpopulationen, aber auch bei einigen Patienten, ist die Wirksamkeit der Coumarine durch bestimmte Mutationen im VKORC1-Protein, welche eine Warfarinresistenz hervorrufen, erheblich eingeschr{\"a}nkt. Zu diesem VKORC1 existiert ein paraloges Protein, das Vitamin K-Epoxid-Reduktase Komplex 1-like 1 Protein (VKORC1L1), dessen Funktion bislang unbekannt ist und welches Gegenstand der vorliegenden Arbeit war. Es wurden unterschiedliche Methoden angewandt, um das VKORC1L1-Protein zu charakterisieren und seine m{\"o}gliche Funktion(en) aufzukl{\"a}ren. Zum einen sollte die Herstellung einer Knockout-Maus dazu dienen, durch den erhaltenen Ph{\"a}notyp Hinweise auf die m{\"o}gliche physiologische Aufgabe zu erhalten. Allerdings gelangten die Versuche nur bis zur Generierung der Chim{\"a}ren, so dass dieses Teilprojekt nicht zum Abschluss gebracht werden konnte. Die biochemische Charakterisierung des Proteins zeigte eine Expression des VKORC1L1-Gens in allen untersuchten Geweben, wobei keine starke Expression f{\"u}r ein bestimmtes Gewebe ermittelt werden konnte. Es konnte gezeigt werden, dass das Protein Vitamin K-Epoxid auf gleiche Weise wie das VKORC1 recyceln kann und durch Warfarin gehemmt wird. Einige der in eingef{\"u}hrten VKORC1L1 Mutationen vermitteln dar{\"u}ber hinaus eine Warfarinresistenz. Des Weiteren wurden Enzymkinetiken f{\"u}r die Spezies Maus und Ratte sowie f{\"u}r die Stachelmaus erstellt. Die erhaltenen Werte f{\"u}r die Michaelis-Menten-Konstante und die Maximalgeschwindigkeit sind untereinander sehr {\"a}hnlich und sprechen f{\"u}r eine Oxido-Reduktase-Aktivit{\"a}t des VKORC1L1-Proteins. Bioinformatische Analysen konzentrierten sich auf die Aufkl{\"a}rung von konservierten Aminos{\"a}ureresten im VKORC1L1. Dadurch konnten funktionell wichtige Positionen des Proteins ermittelt werden. Ein evolutiver Stammbaum konnte weiterhin zeigen, dass die paralogen Proteine VKORC1 und VKORC1L1 sehr wahrscheinlich aus einem gemeinsamen Vorl{\"a}uferprotein bei der Entwicklung der Wirbeltiere aus einer Duplikation entstanden sind und nach der Entstehung der Landwirbeltiere ihre spezifischen Funktionen ausgebildet haben. Ein Homologievergleich zwischen den humanen Chromosomen 7 und 16 und den jeweiligen Chromosomen verschiedener Spezies zeigte, dass sich nach der Duplikation die Gene f{\"u}r das VKORC1 und das VKORC1L1 bei fast allen betrachteten Spezies unabh{\"a}ngig voneinander auf verschiedenen Chromosomen evolutiv entwickelt haben. Dies ist ein weiteres Indiz daf{\"u}r, dass die Duplikation schon sehr lange zur{\"u}ck liegt.},
  subject      = {Vitamin-K-Epoxid-Reduktase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2009,
  author    = {M{\"u}ller, Stefanie},
  title     = {Funktionale und molekulare Charakterisierung des ArsRS Zweikomponenten-Systems sowie der Response-Regulatoren HP1021 und HP1043 von Helicobacter pylori},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36263},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Bakterien sind in der Lage, sich schnell an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen. Eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung von verschiedensten Umweltreizen und der zellul{\"a}ren Antwort spielt die Genregulation durch Zweikomponenten-Systeme. Gut charakterisiert ist das ArsRS Zweikomomponenten-System in H. pylori, welches an der Ausbildung der S{\"a}ureresistenz beteiligt ist und dem Bakterium so die Kolonisierung der Magenschleimhaut erm{\"o}glicht. Die Histidin-Kinase ArsS wird in Gegenwart von S{\"a}ure aktiviert und phosphoryliert den Response-Regulator ArsR, der die Transkription von Target-Genen reguliert. In der periplasmatischen Sensordom{\"a}ne der Histidin-Kinase ArsS sind sieben Histidinreste vorhanden, die aufgrund ihres pKa-Wertes von 6,0 bei Absenken des pH Wertes von pH 7 auf pH 5, was eine Aktivierung der Histidin-Kinase zur Folge hat, protoniert werden k{\"o}nnten. Es konnte gezeigt werden, dass der Histidinrest H94 der periplasmatischen Sensordom{\"a}ne einen wesentliche Rolle bei der S{\"a}urewahrnehmung durch die Histidin-Kinase ArsS spielt. Die Einf{\"u}hrung einer positiv geladenen AS an dieser Position allein reicht jedoch nicht aus, um die Kinase zu aktivieren, weshalb unklar bleibt, ob eine Protonierung des Histidinrestes H94 in vivo die S{\"a}urewahrnehmung vermittelt. Weiterhin konnten Indizien darauf erhalten werden, dass neben dem Histidinrest H94 noch weitere Aminos{\"a}uren an der S{\"a}urewahrnehmung durch die Histidin-Kinase beteiligt sind. Der Aspartatrest D124 leistet unter den negativ geladenen AS vermutlich den gr{\"o}ßten Beitrag zur S{\"a}urewahrnehmung. In den mit H. pylori nahe verwandten Arten Helicobacter hepaticus, Wolinella succinogenes und Campylobacter jejuni sind Orthologe zu dem ArsRS Zweikomponenten-System vorhanden. Um zu untersuchen, ob es sich bei der S{\"a}urewahrnehmung durch die Histidin-Kinase ArsS um eine spezifische Anpassung von H. pylori an sein Habitat handelt oder ob S{\"a}ure einen allgemeinen Stimulus der ArsS-orthologen Kinasen darstellt, wurden Mutanten im genetischen Hintergrund von H. pylori G27 konstruiert, in welchen die Histidin-Kinase ArsS durch die orthologen Kinasen HH1608, CJ1262 und WS1818 substituiert wurde. Durch Transkriptionsstudien konnte gezeigt werden, dass die Kinase WS1818 eine gesteigerte Aktivit{\"a}t bei saurem pH-Wert aufweist. Auch die Kinase HH1607 kann S{\"a}ure als einen Umweltreiz wahrnehmen, jedoch deutlich weniger effektiv als die Kinasen ArsS und WS1818. Ob die Zweikomponenten-Systeme HH1608/HH1607 und WS1817/WS1818 in vivo in H. hepaticus und W. succinogenes an der Wahrnehmung von S{\"a}ure und evtl. an der Ausbildung einer S{\"a}ureresistenz beteiligt sind, ist unklar, da {\"u}ber die Funktion dieser Zweikomponenten-Systeme bisher nichts bekannt ist. Die Kinase CJ1262 ist nicht in der Lage, S{\"a}ure als einen Umweltreiz wahrzunehmen. Die beiden Response-Regulatoren HP1043 und HP1021 spielen vermutlich eine Rolle bei der Regulation von Genen, deren Produkte eine wichtige Funktion f{\"u}r das vegetative Zellwachstum haben. Die Aktivit{\"a}t der beiden RR wird entgegen dem g{\"a}ngigen Zweikomponenten-System-Paradigma nicht {\"u}ber eine Phosphorylierung moduliert. In der vorliegenden Arbeit wurde analysiert, ob eine strikte Expressionskontrolle f{\"u}r die wachstumsassoziierten Funktion dieser Response-Regulatoren von Bedeutung ist. Zu diesem Zweck wurden verschieden Mutanten konstruiert, in welchen die Transkription der Gene hp1021 und hp1043 unter der Kontrolle von unterschiedlich regulierten Promotoren stattfindet. Es konnte gezeigt werden, dass die Expression des Gens hp1043 sowohl transkriptionell als auch posttranskriptionell und/oder posttranslational strikt reguliert wird. Es kann deshalb postuliert werden, dass die Aktivit{\"a}t des RR HP1043 {\"u}ber die vorhandene Konzentration an Regulator in der Bakterienzelle beeinflusst wird. Die Expression des Gens hp1021 wird nicht strikt reguliert. Auf welche Weise die Aktivit{\"a}t des RR HP1021 moduliert wird, bleibt unklar.},
  subject      = {Helicobacter pylori},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Braasch2009,
  author    = {Braasch, Ingo},
  title     = {Evolution by genome duplication: insights from vertebrate neural crest signaling and pigmentation pathways in teleost fishes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35702},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Gene and genome duplications are major mechanisms of eukaryotic genome evolution. Three rounds of genome duplication have occurred in the vertebrate lineage, two rounds (1R, 2R) during early vertebrate evolution and a third round, the fish-specific genome duplication (FSGD), in ray-finned fishes at the base of the teleost lineage. Whole genome duplications (WGDs) are considered to facilitate speciation processes and to provide the genetic raw material for major evolutionary transitions and increases in morphological complexity. In the present study, I have used comparative genomic approaches combining molecular phylogenetic reconstructions, synteny analyses as well as gene function studies (expression analyses and knockdown experiments) to investigate the evolutionary consequences and significance of the three vertebrate WGDs. First, the evolutionary history of the endothelin signaling system consisting of endothelin ligands and receptors was reconstructed. The endothelin system is a key component for the development of a major vertebrate innovation, the neural crest. This analysis shows that the endothelin system emerged in an ancestor of the vertebrate lineage and that its members in extant vertebrate genomes are derived from the vertebrate WGDs. Each round of WGD was followed by co-evolution of the expanding endothelin ligand and receptor repertoires. This supports the importance of genome duplications for the origin and diversification of the neural crest, but also underlines a major role for the co-option of new genes into the neural crest regulatory network. Next, I have studied the impact of the FSGD on the evolution of teleost pigment cell development and differentiation. The investigation of 128 genes showed that pigmentation genes have been preferentially retained in duplicate after the FSGD so that extant teleost genomes contain around 30\% more putative pigmentation genes than tetrapods. Large parts of pigment cell regulatory pathways are present in duplicate being potentially involved in teleost pigmentary innovations. There are also important differences in the retention of duplicated pigmentation genes among divergent teleost lineages. Functional studies of pigment synthesis enzymes in zebrafish and medaka, particularly of the tyrosinase family, revealed lineage-specific functional evolution of duplicated pigmentation genes in teleosts, but also pointed to anciently conserved gene functions in vertebrates. These results suggest that the FSGD has facilitated the evolution of the teleost pigmentary system, which is the most complex and diverse among vertebrates. In conclusion, the present study supports a major role of WGDs for phenotypic evolution and biodiversity in vertebrates, particularly in fish.},
  subject      = {Molekulare Evolution},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Franz2009,
  author    = {Franz, Mirjam},
  title     = {Analyse der Hangover Funktion w{\"a}hrend der Entwicklung von Ethanol-induziertem Verhalten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35591},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Entwicklung von Ethanoltoleranz ist ein Indikator f{\"u}r eine m{\"o}gliche Abh{\"a}ngigkeit von Alkohol. Der genaue molekulare Mechanismus der Ethanoltoleranzentwicklung ist jedoch nicht bekannt. Drosophila erm{\"o}glicht die molekulare und ph{\"a}notypische Untersuchung von verschiedenen Mutanten mit ver{\"a}nderter Toleranz und kann so zu einem besseren Verst{\"a}ndnis beitragen. Die hangAE10 Mutante entwickelt eine reduzierte Ethanoltoleranz, wobei dieser Ph{\"a}notyp auf Defekte in der zellul{\"a}ren Stressantwort zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. F{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis, in welchen molekularen Mechanismen bzw. Signalwegen HANG wirkt, wurde die Funktion des Proteins auf zellul{\"a}rer Ebene analysiert und m{\"o}gliche Zielgene charakterisiert. Die auff{\"a}llige Proteinstruktur von HANG spricht f{\"u}r eine Interaktion mit Nukleins{\"a}uren. Immunhistochemische Analysen von ektopisch exprimiertem Hangover Protein ergaben, dass dieses nicht mit der DNA co-lokalisiert und auch nicht an polyt{\"a}nen Chromosomen nachgewiesen werden kann. Die ektopische Expression von HANG in Speicheldr{\"u}senzellen zeigte eine punktf{\"o}rmige Verteilung des Proteins innerhalb des Zellkerns. Dieses punktf{\"o}rmige Expressionsmuster wird h{\"a}ufig in RNA-bindenden Proteinen gefunden. Deshalb wurden Co-Lokalisationsstudien von HANG mit Markern f{\"u}r RNAmodifizierende Proteine durchgef{\"u}hrt. Dabei wurde keine Interaktion mit verschiedenen Markerproteinen des Spleißapparates gefunden. Mithilfe von in vitro Experimenten konnte aber die Bindung von RNA an bestimmten Hangover Proteinbereichen nachgewiesen werden Diese Ergebnisse legen nahe, dass HANG eine RNA-regulierende Funktion hat. In einem cDNA Microarray Experiment wurde das Gen dunce als m{\"o}gliches Zielgen von Hangover identifiziert. Das Gen dunce kodiert f{\"u}r eine Phosphodiesterase, welche spezifisch cAMP hydrolysiert. Zur Best{\"a}tigung der cDNA Microarray Experimente wurden die dnc Transkriptunterschiede in Wildtyp und hangAE10 Mutante mithilfe von semiquantitativer RT-PCR f{\"u}r jede der vier Gruppen untersucht. Dabei konnte eine Reduktion der dncRMRA-Transkriptgruppe in hangAE10 Mutanten nachgewiesen werden. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die dncRMRA -spezifische dnc\&\#916;143 Mutante hergestellt und auf Verhaltensebene analysiert. Die Experimente zeigten, dass sowohl dnc1, als auch die dnc\&\#916;143 Mutante eine reduzierte Ethanoltoleranz und Defekte in der zellul{\"a}ren Stressantwort aufweisen. F{\"u}r die Rettung der reduzierten Toleranz von hangAE10 und dnc\&\#916;143 in dncRMRA-spezifischen Neuronen wurde die dncRMRA Promotor- GAL4 Linie hergestellt. Die reduzierte Ethanoltoleranz der dnc\&\#916;143 Mutanten konnte {\"u}ber die Expression von UAS-dnc mit der dncRMRA-GAL4 Linie auf Wildtyp Level gerettet werden. Die reduzierte Toleranz der hangAE10 Mutante konnte mithilfe derselben GAL4 Linie verbessert werden. Dies beweist, dass in beiden Mutanten dieselben Zellen f{\"u}r die Entwicklung von Ethanoltoleranz ben{\"o}tigt werden und sie wahrscheinlich in der gleichen Signaltransduktionskaskade eine Funktion haben. Aufgrund der Anf{\"a}lligkeit der UAS/ GAL4 Systems gegen{\"u}ber Hitze war es außerdem nicht m{\"o}glich die Defekte der zellul{\"a}ren Stressantwort von dnc\&\#916;143 bzw. hangAE10 Fliegen zu retten. Die Rettung der reduzierten Ethanoltoleranz der dcn\&\#916;143 Mutante f{\"u}hrte außerdem zu der Vermutung, dass die cAMP Regulation eine wichtige Funktion bei der Ethanoltoleranzentwicklung hat. {\"U}ber die Expression von cAMP-regulierenden Proteinen in dncRMRA-spezifischen Neuronen wurde der Einfluss von cAMP bei Ethanol-induziertem Verhalten {\"u}berpr{\"u}ft. Bei der {\"U}berexpression von dunce und rutabaga konnte weder eine Ver{\"a}nderung f{\"u}r die Ethanolsensitivit{\"a}t, noch f{\"u}r die Toleranzentwicklung festgestellt werden. Eine Erkl{\"a}rung hierf{\"u}r w{\"a}re, dass Ver{\"a}nderungen in der cAMP Konzentration {\"u}ber R{\"u}ckkopplungsmechanismen zwischen Dunce und Rutabaga ausgeglichen werden k{\"o}nnen. F{\"u}r eine genauere Aussage m{\"u}sste jedoch die cAMP Konzentration in diesen Fliegen gemessen werden. Die {\"U}berexpression von pka- in dncRMRA spezifischen Zellen f{\"u}hrt zu einer erh{\"o}hten Ethanolresistenz. Das bedeutet, dass die Modulation der cAMP Konzentration durch dunce und rutabaga in dncRMRA spezifischen Zellen keinen Einfluss auf Ethanol-induziertes Verhalten hat, wohingegen die St{\"a}rke der cAMP vermittelten Signalverarbeitung {\"u}ber die cAMP-abh{\"a}ngige PKA zu Ver{\"a}nderungen im Verhalten f{\"u}hrt. F{\"u}r Mutanten des cAMP Signalweges ist außerdem bekannt, dass sie Defekte im olfaktorischen Lernen bzw. Ged{\"a}chtnis aufweisen. Deshalb wurden die dnc\&\#916;143, dnc1 und hangAE10 Mutanten in diesem Paradigma getestet. Sowohl dnc1, als auch dnc\&\#916;143 Fliegen zeigten einen reduzierten Performance Index f{\"u}r das zwei und 30 Minuten Ged{\"a}chtnis. Nach 180 Minuten verhielten sich die dnc\&\#916;143 Mutanten nicht mehr unterschiedlich zum Wildtyp, die dnc1 Mutante zeigte jedoch immer noch eine Reduktion des Performance Index im Vergleich zur Kontrolle. Demnach ist in dnc\&\#916;143 Mutanten nur das Kurzzeitged{\"a}chtnis betroffen, wohingegen hangAE10 Mutanten keine Reduktion des Performance Index f{\"u}r das olfaktorische Kurzzeitged{\"a}chtnis aufweisen. Die unterschiedlichen Ergebnisse der beiden Mutanten in der Ged{\"a}chtnisentwicklung deuten außerdem daraufhin, dass Lernen und Ged{\"a}chtnis in dnc\&\#916;143 und hangAE10 Mutanten von der Toleranzentwicklung unabh{\"a}ngig {\"u}ber unterschiedliche cAMP-abh{\"a}ngige Signaltransduktionskaskaden reguliert werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Voeller2009,
  author    = {V{\"o}ller, Thomas},
  title     = {Visualisierung und Manipulation neuronaler Aktivit{\"a}ten im Gehirn von Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35589},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden zwei Techniken zur Analyse der Funktion diverser Neuronen in Drosophila melanogaster angewendet. Im ersten Teil wurde mittels in-vivo Calcium Imaging Technik unter Verwendung des Calciumsensors Cameleon neuronale Aktivit{\"a}t entlang des olfaktorischen Signalweges registriert. Hierbei wurde die neuronale Repr{\"a}sentation der Duftidentit{\"a}t und der Duftintensit{\"a}t untersucht. In Bezug auf diese Fragestellung wurde die Datenverarbeitung und Datenanalyse weiterentwickelt und standardisiert. Die Experimente f{\"u}hrten zu dem Ergebnis, dass duftspezifische Aktivit{\"a}tsmuster auf der Ebene des Antennallobus sehr gut unterscheidbar sind. Manche Aktivit{\"a}tsmuster der pr{\"a}sentierten D{\"u}fte zeigten interessanterweise einen hohen {\"A}hnlichkeitsgrad, wohingegen andere un{\"a}hnlich waren. In h{\"o}heren Gehirnzentren wie den Orten der terminalen Aborisationen der Projektionsneurone oder den Pilzk{\"o}rper Kenyonzellen liegt eine starke Variabilit{\"a}t der duftevozierten Aktivit{\"a}tsmuster vor, was generelle Interpretationen unm{\"o}glich macht und h{\"o}chstens Vergleiche innerhalb eines Individuums zul{\"a}sst. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Calciumsignale in den Rezeptorneuronen sowie pr{\"a}- und postsynaptisch in den Projektionsneuronen bei Erh{\"o}hung der Konzentration der verschiedenen pr{\"a}sentierten D{\"u}fte {\"u}ber einen Bereich von mindestens drei Gr{\"o}ßenordnungen ansteigen. In den Kenyonzellen des Pilzk{\"o}rper-Calyx und der Pilzk{\"o}rper-Loben ist diese Konzentrationsabh{\"a}ngigkeit weniger deutlich ausgepr{\"a}gt und im Falle der Loben nur f{\"u}r bestimmte D{\"u}fte detektierbar. Eine Best{\"a}tigung des postulierten „sparsed code" der Duftpr{\"a}sentation in den Pilzk{\"o}rpern konnte in dieser Arbeit nicht erbracht werden, was m{\"o}glicherweise daran liegt, dass eine Einzelzellaufl{\"o}sung mit der verwendeten Technik nicht erreicht werden kann. Im zweiten Teil dieser Arbeit sollte durch die Nutzung des lichtabh{\"a}ngigen Kationenkanals Channelrhodopsin-2 der Frage nachgegangen werden, ob bestimmte modulatorische Neurone die verst{\"a}rkenden Eigenschaften eines bestrafenden oder belohnenden Stimulus vermitteln. Die lichtinduzierte Aktivierung von Channelrhodopsin-2 exprimierenden dopaminergen Neuronen als Ersatz f{\"u}r einen aversiven Reiz f{\"u}hrte bei einer olfaktorischen Konditionierung bei Larven zur Bildung eines aversiven assoziativen Ged{\"a}chtnisses. Im Gegensatz dazu induzierte die Aktivierung von Channelrhodopsin-2 in oktopaminergen/tyraminergen Neuronen als Ersatz f{\"u}r einen appetitiven Reiz ein appetitives assoziatives Ged{\"a}chtnis. Diese Ergebnisse zeigen, dass dopaminerge Neurone bei Larven aversives Duftlernen, oktopaminerge/tyraminerge Neurone dagegen appetitives Duftlernen induzieren.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2009,
  author    = {M{\"u}ller, Nicole},
  title     = {Entwicklung antigenabh{\"a}ngig aktivierbarer TNF-Ligand-Fusionsproteine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36489},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Von TRAIL, FasL und APRIL, drei Mitgliedern der TNF-Liganden-Familie, ist bekannt, dass Trimerstabilit{\"a}t und Oligomerisierungsstatus maßgeblich das Rezeptoraktivierungspotential dieser Liganden beeinflussen. F{\"u}r die immunstimulatorischen TNF-Liganden CD27L, CD40L, OX40L, 41BBL und GITRL war hingegen vor der Durchf{\"u}hrung dieser Arbeit praktisch nicht bekannt, inwieweit Trimerbildung, Stabilisierung und Oligomerisierung wichtig f{\"u}r deren Aktitvit{\"a}t sind. Dies wurde in dieser Arbeit systematisch untersucht. CD40L besaß bereits als trimeres Molek{\"u}l eine hohe Aktivit{\"a}t, die durch sekund{\"a}re Oligomerisierung nur wenig gesteigert wurde. Die spezifische Aktivit{\"a}t konnte durch Stabilisierung mit Hilfe der Tenascin-C (TNC)-Trimerisierungsdom{\"a}ne nur geringf{\"u}gig gesteigert werden. CD27L war als l{\"o}sliches Flag-markiertes sowie als hexameres Fc-Protein selbst nach Quervernetzen nicht in der Lage, seinen Rezeptor CD27 zu binden und zu aktivieren. Die TNC-stabilisierte trimere Form des CD27L hingegen induzierte nach Oligomerisierung mit einem anti-Flag-Antik{\"o}rper ein starkes Signal. Trimerer OX40L und trimerer 41BBL konnten nur in oligomerisierter Form ihre Rezeptoren aktivieren, wobei die Aktivit{\"a}t der TNC-stabilisierten Form signifikant st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt war. GITRL aktivierte seinen Rezeptor bereits als stabilisiertes Trimer und Hexamer, die Aktivit{\"a}t konnte durch Quervernetzen nur gering gesteigert werden. Zusammenfassend kann man sagen, dass CD27L, OX40L und 41BBL zu der Untergruppe der TNF-Ligandenfamilie geh{\"o}rt, f{\"u}r die eine Stabilisierung des trimeren Molek{\"u}ls und dessen Oligomerisierung n{\"o}tig sind, um eine starke Rezeptoraktivierung zu erm{\"o}glichen. Im Gegensatz dazu zeigten CD40L und GITRL bereits oligomerisierungsunabh{\"a}ngig eine hohe Aktivit{\"a}t. GITRL ben{\"o}tigte allerdings die Stabilisierung des trimeren Molek{\"u}ls durch die TNC-Dom{\"a}ne, um gute Aktivit{\"a}t zu zeigen. Im Weiteren wurden Antik{\"o}rperfragment (scFv-)-TNF-Ligand-Fusionsproteine konstruiert und untersucht, die ein Zelloberfl{\"a}chenantigen binden. Eine starke Zelloberfl{\"a}chenantigen-spezifische Aktivierung des jeweiligen Rezeptors konnte f{\"u}r scFv-41BBL und f{\"u}r scFv-OX40L gezeigt werden, wohingegen scFv-CD40L und scFv-GITRL bereits auf antigennegativen Zellen stark aktiv waren. scFv-CD27L war selbst auf antigenpositiven Zellen inaktiv. Verwendet man an Stelle des Antik{\"o}rperfragments eine extrazellul{\"a}re Proteinbindedom{\"a}ne, z.B. die eines TNF-Rezeptors, erh{\"a}lt man Fusionsproteine, die zum einen eine selektive Aktivierung der TNF-Ligandendom{\"a}ne und somit die Aktivierung des korrespondierenden Rezeptors auf der Zielzelle erm{\"o}glichen, zum anderen aber durch die Bindung an den membranst{\"a}ndigen Liganden dessen Aktitv{\"a}t neutralisieren k{\"o}nnen. F{\"u}r CD40-, RANK- und B7-2-FasL konnte der immobilisationabh{\"a}ngige Aktivierungseffekt auf entsprechenden Zelloberfl{\"a}chenmolek{\"u}l-exprimierenden Zellen gezeigt werden. Anhand von T47D-Zellen, die durch eine autokrine CD40L-CD40-Signalschleife vor Apoptose gesch{\"u}tzt sind, konnte gezeigt werden, dass durch die Bindung von CD40-FasL an membranst{\"a}ndigen CD40L die CD40L-CD40-Interaktion gest{\"o}rt und gleichzeitig Apoptose verst{\"a}rkt induziert werden kann. Das Prinzip der antigenabh{\"a}ngigen Aktivierung von TNF-Liganden k{\"o}nnte Anwendung in der Tumortherapie finden, da bei Verwendung entsprechender selektiv exprimierter Marker eine lokale Rezeptoraktivierung erreicht und so Nebenwirkungen minimiert werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Rekombinantes Protein},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Boehme2009,
  author    = {B{\"o}hme, Linda},
  title     = {Cellular response to double-stranded RNA in Chlamydia trachomatis-infected human host cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46474},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Chlamydien sind Gram-negative, obligat-intrazellul{\"a}re Bakterien, die f{\"u}r ein weites Spektrum an relevanten Krankheiten verantwortlich sind. Auf Grund ihres zweiphasigen Entwicklungszyklusses sind Chlamydien von einer intakten Wirtszelle abh{\"a}ngig, um sich erfolgreich vermehren und im Organismus ausbreiten zu k{\"o}nnen. Daher haben Chlamydien anspruchsvolle Strategien entwickelt, um das Immunsystem des Wirtes auszuschalten oder den programmierten Zelltod ihrer Wirtszelle zu verhindern. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine Infektion mit C. trachomatis einen Einfluss auf die zellul{\"a}re Antwort auf dsRNA nehmen kann. Die Synthese von dsRNA ist ein charakteristisches Merkmal der Replikation von Viren, welche sowohl die Apoptose induzieren als auch das Immunsystem aktivieren kann. Um eine chlamydiale und virale Co-Infektion zu simulieren, wurden Chlamydien-infizierte Epithelzellen mit der synthetischen dsRNA Polyinosin-Polycytidins{\"a}ure (polyI:C) transfiziert. Im ersten Teil der Arbeit wurde untersucht, ob Chlamydien die durch dsRNA eingeleitete Apoptose verhindern k{\"o}nnen. Eine signifikante Reduktion der dsRNA-induzierten Apoptose konnte in infizierten Zellen beobachtet werden. Es zeigte sich, dass die Prozessierung der Initiator-Caspase-8 in infizierten Zellen unterblieb. Dies war von der fr{\"u}hen bakteriellen Proteinsynthese abh{\"a}ngig und f{\"u}r die dsRNA-vermittelte Apoptose spezifisch, da der durch TNFalpha bewirkte Zelltod nicht auf der Ebene der Caspase-8 verhindert werden konnte. Die Aktivierung von zellul{\"a}ren Faktoren, die bei der Apoptoseinduzierung eine wichtige Rolle spielen, beispielsweise PKR und RNase L, war in infizierten Zellen jedoch unver{\"a}ndert. Stattdessen konnte durch RNA Interferenz-vermittelte Depletion gezeigt werden, dass der zellul{\"a}re Caspase-8-Inhibitor cFlip eine entscheidende Rolle bei der chlamydialen Blockierung der dsRNA-vermittelten Apoptose spielt. Mittels Co-Immunopr{\"a}zipitation konnte ein erster Hinweis darauf gefunden werden, dass C. trachomatis eine Anreicherung von cFlip im dsRNA-induzierten Komplex von Caspase-8 und FADD bewirkt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde untersucht, ob Chlamydien die Immunantwort auf virale Infektionen beeinflussen, welche vor allem die Expression von Interferonen und Interleukinen beinhaltet. Es stellte sich heraus, dass die Aktivierung des Interferon regulatory factor 3 (IRF-3) und des zur Familie von NF-kappaB Trankriptionsfaktoren geh{\"o}renden p65, zwei zentralen Regulatoren der Immunantwort auf dsRNA, in infizierten Epithelzellen ver{\"a}ndert war. Die Degradation von IkappaB-alpha, des Inhibitors von NF-kappaB, war in infizierten Zellen beschleunigt, begleitet von einer Ver{\"a}nderung der Translokation des Transkriptionsfaktors in den Zellkern. Im Gegensatz dazu wurde die nukle{\"a}re Translokation von IRF-3 durch die Infektion signifikant verhindert. Die hier vorgestellten Daten zeigen erstmals, dass eine Infektion mit C. trachomatis die zellul{\"a}re Antwort auf dsRNA signifikant ver{\"a}ndern kann und implizieren einen Einfluss von chlamydialen Infektionen auf den Ausgang von viralen Superinfektionen.},
  subject      = {Chlamydia trachomatis},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Froehle2009,
  author    = {Fr{\"o}hle, Kerstin},
  title     = {Mechanismen zur Regulierung der Nestgr{\"o}ße w{\"a}hrend des Koloniewachstums bei Blattschneiderameisen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46311},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Strukturen der Ameisennester, so wird seit einiger Zeit vermutet, entstehen aufgrund eines selbstorganisierten Prozesses, bei dem die einzelne Ameise nur {\"u}ber lokale Informationen verf{\"u}gt, ohne eine {\"U}bersicht {\"u}ber das globale Muster zu haben. Die Gesamtstruktur resultiert demnach viel eher durch multiple Interaktionen, die entweder direkt zwischen den Individuen oder zwischen den Individuen und ihrer Umgebung stattfinden. Ziel dieser Arbeit war es, die Kriterien zu untersuchen, nach denen sich die Blattschneiderameisen w{\"a}hrend des Nestbaus richten, um so die Frage zu beantworten, ob es f{\"u}r die Entstehung der Strukturen nur der Interaktion mit der Umgebung bedarf oder ob direkte soziale Interaktionen auch einen Einfluss darauf haben. Betrachtet wurde dazu die Kontrolle der Nestgr{\"o}ße w{\"a}hrend verschiedener Stadien der Kolonieentwicklung: in der Gr{\"u}ndungsphase, in der die K{\"o}nigin die Entscheidungen alleine und ohne soziale Interaktionen f{\"a}llt; in der darauf folgenden Etablierungsphase, in der Arbeiterinnen entweder alleine oder in kleinen Gruppen die bereits existierenden Strukturen ver{\"a}ndern; sowie im adulten Stadium, in der die Baut{\"a}tigkeit von mehreren Tausend Arbeiterinnen ausgef{\"u}hrt werden kann. K{\"o}niginnen graben unverz{\"u}glich nach dem Hochzeitsflug ein Gr{\"u}ndungsnest, das aus einem vertikalen Tunnel und einer horizontalen Kammer besteht, in welcher die erste Brut und der Pilz gez{\"u}chtet werden. Um ein Gr{\"u}ndungsnest zu graben, muss die K{\"o}nigin zuerst mit ihren Mandibeln kopf{\"u}ber am Boden graben. Hierbei legt sie einen Tunnel an, der einen etwas gr{\"o}ßeren Durchmesser als sie selbst besitzt. Ist dann die gew{\"u}nschte Tunnell{\"a}nge erreicht, so wechselt sie vom vertikalen Tunnel zum horizontalen Kammergraben, worauf anschließend der Tunnel verschlossen wird. Die Frage, die sich nun stellt, ist, wie Atta vollenweideri K{\"o}niginnen die L{\"a}nge des Tunnels bewerten, um den Wechsel zum Kammergraben einzuleiten. Aufgrund der Ergebnisse wird angenommen, dass die K{\"o}niginnen sowohl die L{\"a}nge des Tunnels, wahrscheinlich {\"u}ber Propriozeption, als auch die Grabezeit absch{\"a}tzen und mit einer internen Referenz vergleichen. Wurde demnach weder die erwartete L{\"a}nge noch die maximal schon investierte Zeit erreicht, so fuhren die K{\"o}niginnen fort den Tunnel zu verl{\"a}ngern. Der Wechsel vom Tunnel zum Kammergraben wurde dann eingeleitet, wenn die K{\"o}niginnen, in Abh{\"a}ngigkeit von den jeweiligen Bodenbedingungen, entweder zuerst die erwartete L{\"a}nge oder die zu investierende Zeit erreicht hatten. Daraufhin fingen sie an die Kammer zu bauen, wobei sie die nun ausgegrabenen Lehmpartikel dazu benutzten, den Tunnel zu verschließen. Diese wurden von oben bis unten komplett verschlossen, womit die Kammergr{\"o}ßen von den Tunnell{\"a}ngen abh{\"a}ngig waren. Wurden die K{\"o}niginnen jedoch mit Tunneln konfrontiert, die experimentell {\"u}ber die erwartete L{\"a}nge hinaus verl{\"a}ngert wurden, so wurden diese nicht mehr {\"u}ber die komplette Strecke, sondern in mehreren Teilabschnitten verschlossen. Dies deutet darauf hin, dass bei der Regulierung der Kammergr{\"o}ße ein weiterer Mechanismus involviert ist. Nach 2-3 Monaten schl{\"u}pfen in der Regel die ersten Arbeiterinnen, womit die Kolonie in die Wachstumsphase eintritt. Mit dem Wachsen der Kolonie wird das Gr{\"u}ndungsnest ver{\"a}ndert, wobei die Arbeiterinnen die bereits existierende Pilzkammer vergr{\"o}ßern und neue Tunnel anlegen. Nach welchen Kriterien sie sich dabei richten, war allerdings nicht bekannt. Gezeigt werden konnte, dass Acromyrmex lundi Arbeiterinnen anfangen ein Nest zu vergr{\"o}ßern, wenn sich der frei f{\"u}r die Ameisen zur Verf{\"u}gung stehende Platz innerhalb des Nestes reduziert und dass sie aufh{\"o}ren, wenn wiederum gen{\"u}gend Platz vorhanden ist. Eine Zunahme in der Gruppengr{\"o}ße (1, 2, 6 und 12 Tiere) bewirkte somit, einen proportionalen Anstieg des ausgegrabenen Volumens und damit der Arbeitsleistung der Kolonie. Ob beim Graben aber eher die schon vorhandenen Pilzkammer vergr{\"o}ßert oder neue Tunnel angelegt werden, hing von der Stimuluskombination ab. So bewirkte ein Platzmangel, ausgel{\"o}st durch eine, relativ zur Nestgr{\"o}ße, große Zahl an Arbeiterinnen, das bereits existierende Tunnel verl{\"a}ngert oder neue angelegt wurden. Eine Kammervergr{\"o}ßerung konnte dagegen nur beobachtet werden wenn Pilz vorhanden und der Platz in der Kammer reduziert war. Die Arbeiterinnen reagierten dabei, auf dieselben Stimuli mit denselben Verhaltensmustern, unabh{\"a}ngig davon ob sie alleine oder in einer Gruppe gruben. Je mehr Ameisen sich aber in der Gruppe befanden desto mehr wurden die Kammern zun{\"a}chst vergr{\"o}ßert, wobei sich jedoch keine Korrelation mit der Gruppengr{\"o}ße zeigte. Dies l{\"a}sst darauf schließen, dass die Vergr{\"o}ßerung von den sich gleichzeitig am Graben beteiligenden Ameisen abh{\"a}ngt, die die Kammern so lange vergr{\"o}ßern bis gen{\"u}gend Platz vorhanden ist. Die Zahl der Ameisen die sich jedoch am Graben beteiligen nimmt mit steigender Gruppengr{\"o}ße zu, weswegen die Kammern bei großen Ameisenzahlen gr{\"o}ßer wurden. Gleichzeitig mit dem Vergr{\"o}ßern fingen die Ameisen jedoch an ausgegrabene Lehmpartikel in der Kammer zu deponieren. Dies bewirkte, dass vor allem gr{\"o}ßere Kammern im Nachhinein verkleinert wurden, bis ein bestimmter Abstand zum Pilz erreicht war, bei dem eventuell zwei Ameisen aneinander vorbeilaufen konnten. Somit hatte die Einlagerung der Lehmpartikel in der Kammer zur Folge, dass die Kammergr{\"o}ße im Nachhinein besser dem Pilzvolumen angepasst wurde. {\"A}hnlich wie bei der Kammervergr{\"o}ßerung verhielt es sich beim Anlegen der Tunnel. Auch diese wurden umso breiter je mehr Tiere sich gleichzeitig am Graben beteiligten und wurden dann im Nachhinein durch Einlagerung von Lehmpartikeln auf eine bestimmte Breite reduziert. Zus{\"a}tzlich wurden die Tunnel aber auch umso l{\"a}nger je mehr Ameisen sich in der Gruppe befanden, weshalb die Nestgr{\"o}ße {\"u}ber die Gr{\"o}ße der Gruppe reguliert wurde. Acromyrmex lundi Nester bestehen in der Regel aus einer großen zentralen Pilzkammer und aus mehreren Tunneln, die diese mit der Erdoberfl{\"a}che verbinden. Wie die Ameisen in dem adulten Stadium die Gr{\"o}ße der Pilzkammer regulieren, wurde bisher noch nicht untersucht. Als m{\"o}gliche Kriterien, nach denen sich die Ameisen richten k{\"o}nnten, wurde sowohl das vorhandene Pilzvolumen als auch die Anzahl an Arbeiterinnen in Betracht gezogen. Gezeigt werden konnte, dass die Kammern umso gr{\"o}ßer werden, je mehr Pilzvolumen vorhanden ist. Aufgrund dessen wird angenommen, dass der Pilz beim Bau der Pilzkammer als Vorlage dient und somit das Grabeverhalten r{\"a}umlich organisiert. Eine Erh{\"o}hung der Ameisenzahlen bewirkte dagegen eine Vergr{\"o}ßerung des Nestvolumens durch das Anlegen von Tunneln. Dadurch nahm das insgesamt ausgegrabene Volumen und damit die Grabeaktivit{\"a}t mit der Gr{\"o}ße der Kolonie zu. Allerdings stieg es nicht, wie bei den kleinen Gruppen beobachtet werden konnte, proportional zur Koloniegr{\"o}ße an. Vermutet wird, dass sowohl die Kammer- als auch die Nestvergr{\"o}ßerung {\"u}ber die Individuendichte reguliert wird. Demnach w{\"u}rden die Tiere anfangen zu graben, wenn die Individuendichte {\"u}ber einen Schwellenwert ansteigt und aufh{\"o}ren, wenn die Dichte wiederum unter diesen Schwellenwert f{\"a}llt. Allerdings gibt es Hinweise darauf, dass die Grabeaktivit{\"a}t nicht nur {\"u}ber die Individuendichte, sondern zus{\"a}tzlich noch durch ein rhythmisches Graben in der Nacht geregelt zu sein scheint. Zusammengenommen konnte also gezeigt werden, dass K{\"o}niginnen auf Stimuli in ihrer Umgebung reagieren, indem sie die Tiefe des Gr{\"u}ndungsnestes durch das Absch{\"a}tzen der schon gegrabenen Tunnell{\"a}nge bestimmen. Das Nestgraben erfolgt allerdings nicht nach einem einfachen Stimulus-Antwort-Mechanismus, sondern die K{\"o}niginnen richten sich zus{\"a}tzlich noch nach der Zeit, was einen internen Messfaktor darstellt. Ebenfalls scheint die Kammergr{\"o}ße durch mindestens zwei Mechanismen reguliert zu werden. Somit fließen sowohl bei der Bestimmung der Tunnell{\"a}nge als auch bei der Regulation der Kammergr{\"o}ße mehrere Kriterien in die Entscheidung mit ein. Ebenso wie die K{\"o}niginnen reagieren einzelne Individuen auf unterschiedliche Stimuli in ihrer Umgebung, wodurch unterschiedliche Neststrukturen entstehen k{\"o}nnen. So fangen Ameisen an ein Nest zu vergr{\"o}ßern, wenn sich der zur Verf{\"u}gung stehende Platz innerhalb des Nestes reduziert. W{\"a}chst der Pilz so reduziert sich der Abstand zwischen Pilz und Kammerwand, was f{\"u}r die Tiere ein Signal ist, die Kammer zu vergr{\"o}ßern. Dabei wird der Pilz als Vorlage verwendet, der das Graben r{\"a}umlich organisiert. Ist der Platz innerhalb des Nestes dagegen aufgrund des Koloniewachstums reduziert, so fangen die Arbeiterinnen an Tunnel auszugraben, so dass die Nestgr{\"o}ße der Koloniegr{\"o}ße angepasst wird. Allerdings, so wird vermutet, h{\"a}ngt die Anzahl der sich am Graben beteiligenden Ameisen sowie auch deren Arbeitsleistung von der Gr{\"o}ße der Gruppe ab. Demnach sind die Individuen nicht nur sensitiv auf die Stimuli, die aus ihrer Umgebung kommen, sondern {\"a}ndern ihr Verhalten auch in Abh{\"a}ngigkeit von dem sozialen Umfeld, in dem sie sich befinden.},
  subject      = {Nestgr{\"o}ße},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Liang2009,
  author    = {Liang, Chunguang},
  title     = {Tools for functional genomics applied to Staphylococci, Listeriae, Vaccinia virus and other organisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48051},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Genome sequence analysis A combination of genome analysis application has been established here during this project. This offers an efficient platform to interactively compare similar genome regions and reveal loci differences. The genes and operons can be rapidly analyzed and local collinear blocks (LCBs) categorized according to their function. The features of interests are parsed, recognized, and clustered into reports. Phylogenetic relationships can be readily examined such as the evolution of critical factors or a certain highly-conserved region. The resulting platform-independent software packages (GENOVA and inGeno), have been proven to be efficient and easy to handle in a number of projects. The capabilities of the software allowed the investigation of virulence factors, e.g., rsbU, strains' biological design, and in particular pathogenicity feature storage and management. We have successfully investigated the genomes of Staphylococcus aureus strains (COL, N315, 8325, RN1HG, Newman), Listeria spp. (welshimeri, innocua and monocytogenes), E.coli strains (O157:H7 and MG1655) and Vaccinia strains (WR, Copenhagen, Lister, LIVP, GLV-1h68 and parental strains). Metabolic network analysis Our YANAsquare package offers a workbench to rapidly establish the metabolic network of such as Staphylococcous aureus bacteria in genome-scale size as well as metabolic networks of interest such as the murine phagosome lipid signalling network. YANAsquare recruits reactions from online databases using an integrated KEGG browser. This reduces the efforts in building large metabolic networks. The involved calculation routines (METATOOL-derived wrapper or native Java implementation) readily obtain all possible flux modes (EM/EP) for metabolite fluxes within the network. Advanced layout algorithms visualize the topological structure of the network. In addition, the generated structure can be dynamically modified in the graphic interface. The generated network as well as the manipulated layout can be validated and stored (XML file: scheme of SBML level-2). This format can be further parsed and analyzed by other systems biology software, such as CellDesigner. Moreover, the integrated robustness-evaluation routine is able to examine the synthesis rates affected by each single mutation throughout the whole network. We have successfully applied the method to simulate single and multiple gene knockouts, and the affected fluxes are comprehensively revealed. Recently we applied the method to proteomic data and extra-cellular metabolite data of Staphylococci, the physiological changes regarding the flux distribution are studied. Calculations at different time points, including different conditions such as hypoxia or stress, show a good fit to experimental data. Moreover, using the proteomic data (enzyme amounts) calculated from 2D-Gel-EP experiments our study provides a way to compare the fluxome and the enzyme expression. Oncolytic vaccinia virus (VACV) We investigated the genetic differences between the de novo sequence of the recombinant oncolytic GLV-1h68 and other related VACVs, including function predictions for all found genome differences. Our phylogenetic analysis indicates that GLV-1h68 is closest to Lister strains but has lost several ORFs present in its parental LIVP strain, including genes encoding CrmE and a viral Golgi anti-apoptotic protein, v-GAAP. Functions of viral genes were either strain-specific, tissue-specific or host-specific comparing viral genes in the Lister, WR and COP strains. This helps to rationally design more optimized oncolytic virus strains to benefit cancer therapy in human patients. Identified differences from the comparison in open reading frames (ORFs) include genes for host-range selection, virulence and immune modulation proteins, e.g. ankyrin-like proteins, serine proteinase inhibitor SPI-2/CrmA, tumor necrosis factor (TNF) receptor homolog CrmC, semaphorin-like and interleukin-1 receptor homolog proteins. The contribution of foreign gene expression cassettes in the therapeutic and oncolytic virus GLV-1h68 was studied, including the F14.5L, J2R and A56R loci. The contribution of F14.5L inactivation to the reduced virulence is demonstrated by comparing the virulence data of GLV-1h68 with its F14.5L-null and revertant viruses. The comparison suggests that insertion of a foreign gene expression cassette in a nonessential locus in the viral genome is a practical way to attenuate VACVs, especially if the nonessential locus itself contains a virulence gene. This reduces the virulence of the virus without compromising too much the replication competency of the virus, the key to its oncolytic activity. The reduced pathogenicity of GLV-1h68 was confirmed by our experimental collaboration partners in male mice bearing C6 rat glioma and in immunocompetent mice bearing B16-F10 murine melanoma. In conclusion, bioinformatics and experimental data show that GLV-1h68 is a promising engineered VACV variant for anticancer therapy with tumor-specific replication, reduced pathogenicity and benign tissue tropism.},
  subject      = {Genanalyse},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Blume2009,
  author    = {Blume, Constanze},
  title     = {Cellular functions of VASP phosphorylations},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48321},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Members of the enabled/vasodilator-stimulated phosphoprotein (Ena/VASP) family are important regulators of the actin cytoskeleton dynamics. VASP functions as well as its interactions with other proteins are regulated by phosphorylation at three sites - serine157 (S157), serine239 (S239), and threonine278 (T278) in humans. cAMP- and cGMP- dependent protein kinases phosphorylate S157 and S239, respectively. In contrast, the kinase responsible for T278 was as yet unknown and identified in the first part of this thesis. In a screen for T278 phosphorylating kinases using a phospho-specific antibody against phosphorylated T278 AMP-activated protein kinase (AMPK) was identified in endothelial cells. Mutants of AMPK with altered kinase-activity modulate T278-phosphorylation levels in cells. AMPK-driven T278-phosphorylation impaired stress fiber formation and changed cell morphology in living cells. AMPK is a fundamental sensor of cellular and whole body energy homeostasis. Zucker Diabetic Fatty (ZDF) rats, which are an animal model for type II diabetes mellitus, were used to analyze the impact of phosphorylated T278 in vivo. AMPK-activity and T278-phosphorylation were substantially reduced in arterial vessel walls of ZDF rats in comparison to control animals. These findings demonstrate that VASP is a new AMPK substrate, that VASP phosphorylation mediates the effects of metabolic regulation on actin cytoskeleton rearrangements, and that this signaling system becomes down-regulated in diabetic vessel disorders in rats. In the second part of this thesis, a functional analysis of differential VASP phosphorylations was performed. To systematically address VASP phosphorylation patterns, a set of VASP phosphomimetic mutants was cloned. These mutants enable the mimicking of defined phosphorylation patterns and the specific analysis of single kinase-mediated phosphorylations. VASP localization to the cell periphery was increased by S157- phosphorylation and modulated by phosphorylation at S239 and T278. Latter phosphorylations synergistically reduced actin polymerization. In contrast, S157- phosphorylation had no effect on actin-dynamics. Taken together, the results of the second part show that phosphorylation of VASP serves as a fine regulator of localization and actin polymerization activity. In summary, this study revealed the functions of VASP phosphorylations and established novel links between signaling pathways and actin cytoskeleton rearrangement.},
  subject      = {Vasodilatator-stimuliertes Phosphoprotein},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hauff2009,
  author    = {Hauff, Cornelia},
  title     = {Aspects of the mode of action of bispecific T cell engager (BiTE) antibodies},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48369},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Bispecific T cell engager (BiTE) display a novel design among the class of bispecific antibodies and hold great promise to fight diverse cancers. BiTE molecules consist of two different binding entities derived from two human IgG antibodies connected by a short peptide linker. Their binding arms are directed against the CD3e chain of the T cell receptor on T cells and against an antigen that is specific for (e.g., CD19 for lymphoma in MT103) or over-expressed on (e.g., EpCAM for epithelial cancer in MT110) tumor cells. Without requirement for pre- or co-stimulation, BiTE molecules efficiently redirect CD3+ T cells towards tumor cells expressing the relevant target antigen. Only a BiTE molecule simultaneously bound to both tumor cell and T cell activates the T cell to exert its cytolytic function resulting in tumor cell death. In T cells stimulated with both BiTE and target cells, elevated levels of caspase activation and increased expression of cytotoxic and signaling proteins are observed. These include cytolytic proteins granzyme B and perforin, activation markers CD69 and CD25 and adhesion molecules CD2 and LFA-1. Activated T cells secrete the usual mix of cytokines, among them pro-inflammatory cytokines IFN-g and TNF-a. The membrane of tumor cells expressing the relevant target antigen is perforated during the attack of BiTE-stimulated effector cells as can be concluded from adenylate kinase release from the cytosol of tumor cells. Ca2+-chelator EGTA completely blocked BiTE-mediated activation of caspases and tumor cell lysis. As perforin is strictly Ca2+-dependent, a major role for this pore-forming protein is assumed for the elimination of tumor cells via BiTE-stimulated T cells. Granzyme B and caspases are main players in BiTE-mediated elimination of tumor cells. Inhibitors of granzyme B or caspases reduce or block, respectively the activation of caspases. However, other signals of apoptosis (cleavage of PARP and fragmentation of DNA) were only reduced by granzyme B inhibitor or caspase inhibitor. Most interestingly, the lytic capacity of BiTE molecules was not impaired by granzyme B inhibitor or caspase inhibitor. It seems that there is no requirement for granzyme B and caspases to be present simultaneously. Instead the data presented provide evidence that they can be replaced one at a time by related proteins. Pre-incubation of effector cells with the glucocorticoids dexamethasone or methylprednisolone resulted in markedly decreased secretion of cytokines by T cells yet only a small reduction in the expression of activation markers and adhesion molecules on T cells and specific lysis of tumor cells upon BiTE stimulation. Soluble factors secreted in an undirected manner by BiTE-stimulated T cells do not mediate tumor cell death by themselves. Bystander cells negative for the antigen that is recognized by the BiTE molecule will not be compromised by BiTE activity. The cytokine TGF-b reduced proliferation as well as granzyme B and perforin expression of BiTE-stimulated T cells. Redirected lysis by BiTE-activated T cells was also decreased under the influence of TGF-b, however lysis was still performed at a reasonable rate (72 \% of target cells). TGF-b does not exert a deleterious effect on lytic potential of BiTE-stimulated T cells. The minimal anticipated biological effect level for the BiTE MT110 was determined for the entry of MT110 into phase I clinical studies. Experiments analyzing redirected lysis of tumor cells, expression of activation marker CD25 and cytokine release by T cells revealed a MABEL value of 50 pg/ml for MT110.},
  subject      = {Antik{\"o}rper},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Basile2009,
  author    = {Basile, Rebecca},
  title     = {Thermoregulation and Resource Management in the Honeybee (Apis mellifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ein grundlegender Faktor, der f{\"u}r das {\"U}berleben einer Kolonie sozialer Insekten ausschlaggebend ist, liegt in der F{\"a}higkeit Nahrung durch sogenannte „Trophallaxis" auszutauschen. Diese F{\"u}tterungskontakte sorgen f{\"u}r die gleichm{\"a}ßige Verteilung der Nahrung innerhalb der Kolonie und werden als einer der Grundpfeiler der Sozialit{\"a}t der Staatenbildenden Insekten erachtet. Im Fall der Honigbienen finden diese Kontakte in vollkommener Dunkelheit statt. Damit es in dieser Situation {\"u}berhaupt zum Nahrungsaustausch kommen kann, sind die Antennen von großer Wichtigkeit. Ein erster Schritt in den Verhaltensweisen, die der Rezipient eines trophallaktischen Kontaktes zeigt, ist der Kontakt einer Antennenspitze mit den Mundwerkzeugen des Donoren, da sich dort die regurgitierte Nahrung befindet. Diese Ber{\"u}hrung hat aufgrund der gustatorischen Sensibilit{\"a}t der Antenne den Zweck, das angebotene Futter zu „erschmecken". Die rechte Antenne wird vom Rezipienten eines trophallaktischen Kontakts signifikant h{\"a}ufiger eingesetzt als die linke Antenne. Die Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die rechte Antenne bleibt dabei auch erhalten, wenn ein Teil der Antennengeisel abgetrennt wurde, also die sensorischen F{\"a}higkeiten der rechten Antenne stark beeintr{\"a}chtigt wurden. Der Grund f{\"u}r die Pr{\"a}ferenz der rechten Antenne k{\"o}nnte ihrer erh{\"o}hten Sensibilit{\"a}t gegen{\"u}ber Zuckerwasser zugrunde liegen, da die rechte Antenne im Laborversuch signifikant st{\"a}rker auf Stimulationen mit Zuckerwasser verschiedener Konzentrationen reagierte als die linke. Trophallaktische Kontakte sichern Individuen innerhalb einer Kolonie den Zugang zur lebenswichtigen Nahrung. Im Beispiel der Honigbienen ist st{\"a}ndige Zugriff auf Nahrung besonders wichtig, da es sich um ein heterothermes Tier handelt, das die F{\"a}higkeit besitzt, aktiv seine K{\"o}rpertemperatur zu regulieren. Obgleich jedes Individuum in der Lage ist, seine K{\"o}rpertemperatur den eigenen Bed{\"u}rfnissen anzupassen, ist diese F{\"a}higkeit streng durch den in der Nahrung aufgenommenen Zucker reguliert. Im Gegensatz zu den S{\"a}ugetieren oder V{\"o}geln, die f{\"u}r eine Erh{\"o}hung des Blutzuckerspiegels auch auf Fett- oder Eiweißressourcen zur{\"u}ckgreifen k{\"o}nnen, ist die Honigbiene auf die Glucose aus der aufgenommenen Nahrung angewiesen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass der Zuckergehalt der aufgenommenen Nahrung positiv mit der Thoraxtemperatur der Bienen korreliert. Dieser Zusammenhang tritt auf, selbst wenn keine W{\"a}rmeerzeugung f{\"u}r die Brutpflege oder f{\"u}r das Erw{\"a}rmen der Wintertraube notwendig ist und die Tiere außerhalb des Stockes ohne eigentliche Notwendigkeit f{\"u}r die W{\"a}rmeerzeugung in einem K{\"a}fig gehalten werden. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass die Rezipienten beim Nahrungsaustausch eine signifikant h{\"o}here Thoraxtemperatur haben als die Donoren. Außerdem zeigen die Rezipienten nach der F{\"u}tterung signifikant h{\"a}ufiger Brutw{\"a}rmeverhalten als die Donoren. Letztere haben eine signifikant niedrigere Thoraxtemperatur als die Rezipienten und zeigen eine Verhaltenstendenz, h{\"a}ufig zwischen Brutbereich und Honiglager hin- und her zu pendeln. Dabei nehmen sie im Honiglager Honig in ihren Kropf auf und f{\"u}ttern mit dieser Nahrung danach Bienen im Brutbereich. Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass es einen w{\"a}rmegesteuerten Ausl{\"o}semechanismus gibt, der den Donoren und Rezipienten des trophallaktischen Kontakts dazu verhilft, trotz der Dunkelheit des Stocks praktisch verz{\"o}gerungsfreie Nahrungs{\"u}bertragung am Ort des h{\"o}chsten Energieverbrauchs zu gew{\"a}hrleisten. Das Hervorw{\"u}rgen von Nahrung angesichts einer W{\"a}rmequelle k{\"o}nnte seinen Ursprung in einer Beschwichtigungsgeste haben. Aggressive Tiere zeigen neben sichtbaren aggressiven Verhalten auch durch ihre erh{\"o}hte K{\"o}rpertemperatur, dass sie bereit sind sich auf einen Kampf einzulassen. Die Temperaturerh{\"o}hung eines aggressiven Tieres beruht dabei auf der erh{\"o}hten Muskelaktivit{\"a}t, die vor allem bei Insekten dazu n{\"o}tig ist, einen entsprechende Reaktion im Falle eines Kampfes oder der Flucht zeigen zu k{\"o}nnen. Wird ein Individuum mit Aggression konfrontiert, so bleibt ihm die Wahl sich auf einen Kampf einzulassen, zu fl{\"u}chten oder durch eine Beschwichtigungsgeste eine Deeskalation der Situation einzuleiten. Besonders h{\"a}ufig wird f{\"u}r diesen Zweck Nahrung regurgitiert und dem dominanteren Tier angeboten, um einem Konflikt aus dem Weg zu gehen. Die F{\"a}higkeit, Arbeiterinnen mit kleinen Portionen konzentrierter Nahrung zu versorgen tr{\"a}gt zu einer {\"o}konomischen Verteilung der Ressourcen bei, die mit den physiologischen Bed{\"u}rfnissen der Honigbienen konform geht und die {\"o}kologischen Erfordernisse des Stockes erf{\"u}llt. Das daraus resultierende Managementsystem, welches sparsam mit den Ressourcen haushaltet und auf die individuellen Bed{\"u}rfnisse jeder einzelnen Biene einzugehen vermag, k{\"o}nnte ein Grund f{\"u}r die F{\"a}higkeit der Honigbienen zur Entwicklung mehrj{\"a}hriger Kolonien sein, die, anders als Hummeln oder Wespen, auch den Winter in gem{\"a}ßigten Zonen als Gemeinschaft zu {\"u}berstehen verm{\"o}gen.},
  subject      = {Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Friedrich2009,
  author    = {Friedrich, Torben},
  title     = {New statistical Methods of Genome-Scale Data Analysis in Life Science - Applications to enterobacterial Diagnostics, Meta-Analysis of Arabidopsis thaliana Gene Expression and functional Sequence Annotation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39858},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Recent progresses and developments in molecular biology provide a wealth of new but insufficiently characterised data. This fund comprises amongst others biological data of genomic DNA, protein sequences, 3-dimensional protein structures as well as profiles of gene expression. In the present work, this information is used to develop new methods for the characterisation and classification of organisms and whole groups of organisms as well as to enhance the automated gain and transfer of information. The first two presented approaches (chapters 4 und 5) focus on the medically and scientifically important enterobacteria. Its impact in medicine and molecular biology is founded in versatile mechanisms of infection, their fundamental function as a commensal inhabitant of the intestinal tract and their use as model organisms as they are easy to cultivate. Despite many studies on single pathogroups with clinical distinguishable pathologies, the genotypic factors that contribute to their diversity are still partially unknown. The comprehensive genome comparison described in Chapter 4 was conducted with numerous enterobacterial strains, which cover nearly the whole range of clinically relevant diversity. The genome comparison constitutes the basis of a characterisation of the enterobacterial gene pool, of a reconstruction of evolutionary processes and of comprehensive analysis of specific protein families in enterobacterial subgroups. Correspondence analysis, which is applied for the first time in this context, yields qualitative statements to bacterial subgroups and the respective, exclusively present protein families. Specific protein families were identified for the three major subgroups of enterobacteria namely the genera Yersinia and Salmonella as well as to the group of Shigella and E. coli by applying statistical tests. In conclusion, the genome comparison-based methods provide new starting points to infer specific genotypic traits of bacterial groups from the transfer of functional annotation. Due to the high medical importance of enterobacterial isolates their classification according to pathogenicity has been in focus of many studies. The microarray technology offers a fast, reproducible and standardisable means of bacterial typing and has been proved in bacterial diagnostics, risk assessment and surveillance. The design of the diagnostic microarray of enterobacteria described in chapter 5 is based on the availability of numerous enterobacterial genome sequences. A novel probe selection strategy based on the highly efficient algorithm of string search, which considers both coding and non-coding regions of genomic DNA, enhances pathogroup detection. This principle reduces the risk of incorrect typing due to restrictions to virulence-associated capture probes. Additional capture probes extend the spectrum of applications of the microarray to simultaneous diagnostic or surveillance of antimicrobial resistance. Comprehensive test hybridisations largely confirm the reliability of the selected capture probes and its ability to robustly classify enterobacterial strains according to pathogenicity. Moreover, the tests constitute the basis of the training of a regression model for the classification of pathogroups and hybridised amounts of DNA. The regression model features a continuous learning capacity leading to an enhancement of the prediction accuracy in the process of its application. A fraction of the capture probes represents intergenic DNA and hence confirms the relevance of the underlying strategy. Interestingly, a large part of the capture probes represents poorly annotated genes suggesting the existence of yet unconsidered factors with importance to the formation of respective virulence phenotypes. Another major field of microarray applications is gene expression analysis. The size of gene expression databases rapidly increased in recent years. Although they provide a wealth of expression data, it remains challenging to integrate results from different studies. In chapter 6 the methodology of an unsupervised meta-analysis of genome-wide A. thaliana gene expression data sets is presented, which yields novel insights in function and regulation of genes. The application of kernel-based principal component analysis in combination with hierarchical clustering identified three major groups of contrasts each sharing overlapping expression profiles. Genes associated with two groups are known to play important roles in Indol-3 acetic acid (IAA) mediated plant growth and development as well as in pathogen defence. Yet uncharacterised serine-threonine kinases could be assigned to novel functions in pathogen defence by meta-analysis. In general, hidden interrelation between genes regulated under different conditions could be unravelled by the described approach. HMMs are applied to the functional characterisation of proteins or the detection of genes in genome sequences. Although HMMs are technically mature and widely applied in computational biology, I demonstrate the methodical optimisation with respect to the modelling accuracy on biological data with various distributions of sequence lengths. The subunits of these models, the states, are associated with a certain holding time being the link to length distributions of represented sequences. An adaptation of simple HMM topologies to bell-shaped length distributions described in chapter 7 was achieved by serial chain-linking of single states, while residing in the class of conventional HMMs. The impact of an optimisation of HMM topologies was underlined by performance evaluations with differently adjusted HMM topologies. In summary, a general methodology was introduced to improve the modelling behaviour of HMMs by topological optimisation with maximum likelihood and a fast and easily implementable moment estimator. Chapter 8 describes the application of HMMs to the prediction of interaction sites in protein domains. As previously demonstrated, these sites are not trivial to predict because of varying degree in conservation of their location and type within the domain family. The prediction of interaction sites in protein domains is achieved by a newly defined HMM topology, which incorporates both sequence and structure information. Posterior decoding is applied to the prediction of interaction sites providing additional information of the probability of an interaction for all sequence positions. The implementation of interaction profile HMMs (ipHMMs) is based on the well established profile HMMs and inherits its known efficiency and sensitivity. The large-scale prediction of interaction sites by ipHMMs explained protein dysfunctions caused by mutations that are associated to inheritable diseases like different types of cancer or muscular dystrophy. As already demonstrated by profile HMMs, the ipHMMs are suitable for large-scale applications. Overall, the HMM-based method enhances the prediction quality of interaction sites and improves the understanding of the molecular background of inheritable diseases. With respect to current and future requirements I provide large-scale solutions for the characterisation of biological data in this work. All described methods feature a highly portable character, which allows for the transfer to related topics or organisms, respectively. Special emphasis was put on the knowledge transfer facilitated by a steadily increasing wealth of biological information. The applied and developed statistical methods largely provide learning capacities and hence benefit from the gain of knowledge resulting in increased prediction accuracies and reliability.},
  subject      = {Genomik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Triphan2009,
  author    = {Triphan, Tilman},
  title     = {The Central Control of Gap Climbing Behaviour in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43666},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In this work, a behavioural analysis of different mutants of the fruit fly Drosophila melanogaster has been carried out. Primarily, the gap climbing behaviour (Pick \& Strauss, 2005) has been assayed as it lends itself for the investigation of decision making processes and the neuronal basis of adaptive behaviour. Furthermore it shows how basic motor actions can be combined into a complex motor behaviour. Thanks to the neurogenetic methods, Drosophila melanogaster has become an ideal study object for neurobiological questions. Two different modules of climbing control have been examined in detail. For the decision making, the mutant climbing sisyphus was analysed. While wild-type flies adapt the initiation of climbing behaviour to the width of the gap and the probability for a successful transition. climbing sisyphus flies initiate climbing behaviour even at clearly insurmountable gap widths. The climbing success itself is not improved in comparison to the wild-type siblings. The mutant climbing sisyphus is a rare example of a hyperactive mutant besides many mutants that show a reduced activity. Basic capabilities in vision have been tested in an optomotor and a distance-estimation paradigm. Since they are not affected, a defect in decision making is most probably the cause of this behavioural aberration. A second module of climbing control is keeping up orientation towards the opposite side of the gap during the execution of climbing behaviour. Mutants with a structural defect in the protocerebral bridge show abnormal climbing behaviour. During the climbing attempt, the longitudinal body axis does not necessarily point into the direction of the opposite side. Instead, many climbing events are initiated at the side edge of the walking block into the void and have no chance to ever succeed. The analysed mutants are not blind. In one of the mutants, tay bridge1 (tay1) a partial rescue attempt used to map the function in the brain succeeded such that the state of the bridge was restored. That way, a visual targeting mechanism has been activated, allowing the flies to target the opposite side. When the visibility of the opposing side was reduced, the rescued flies went back to a tay1 level of directional scatter. The results are in accord with the idea that the bridge is a central constituent of the visual targeting mechanism. The tay1 mutant was also analysed in other behavioural paradigms. A reduction in walking speed and walking activity in this mutant could be rescued by the expression of UAS-tay under the control of the 007Y-GAL4 driver line, which concomitantly restores the structure of the protocerebral bridge. The separation of bridge functions from functions of other parts of the brain of tay1 was accomplished by rescuing the reduced optomotor compensation in tay1 by the mb247-GAL4>UAS-tay driver. While still having a tay1-like protocerebral bridge, mb247-GAL4 rescue flies are able to compensate at wild-type levels. An intact compensation is not depended on the tay expression in the mushroom bodies, as mushroom body ablated flies with a tay1 background and expression of UAS-tay under the control of mb247-GAL4 show wild-type behaviour as well. The most likely substrate for the function are currently unidentified neurons in the fan-shaped body, that can be stained with 007Y-GAL4 and mb247-GAL4 as well.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kunz2008,
  author    = {Kunz, Britta K.},
  title     = {Frugivory and Seed Dispersal: Ecological Interactions between Baboons, Plants, and Dung Beetles in the Savanna-Forest Mosaic of West Africa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37519},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Guinea-Savanne-Wald-Mosaik Westafrikas weist einen hohen Reichtum an Pflanzenarten auf, deren Samen durch Frugivore ausgebreitet werden. Afrikanische Savannen beherbergen zudem die artenreichste Dungk{\"a}ferfauna weltweit. Dennoch wurden Interaktionen zwischen Fruchtpflanzen, Primaten und Dungk{\"a}fern in Savannen{\"o}kosysteme bisher kaum erforscht. Meine Untersuchungen am Anubispavian (Papio anubis Lesson 1827, Cercopithecinae) im Como{\´e} Nationalpark (CNP), im NO der Elfenbeink{\"u}ste, zeigten, dass sich westafrikanische Pavianpopulationen in verschiedener Hinsicht von Populationen in Ostafrika unterscheiden. Paviane werden zumeist vornehmlich als Pr{\"a}datoren der Samen ihrer Nahrungspflanzen angesehen. Im Savannen-Wald-Mosaik Westafrikas ern{\"a}hren sie sich jedoch {\"u}berwiegend frugivor und sind bedeutende Samenausbreiter einer Vielzahl von Geh{\"o}lzpflanzenarten mit unterschiedlichen Fruchttypen und Samengr{\"o}ßen. Sie breiten intakte Samen von mind. 22\% der regionalen Geh{\"o}lzpflanzenarten aus. Ihr "Ausbreitungspotential" bzgl. Samenzahl und Samengr{\"o}ße ist mit dem der großen Menschenaffen vergleichbar. Der Anteil der Baumarten im Nahrungsspektrum der Paviane ist signifikant h{\"o}her als es aufgrund des Anteils im regionalen Artenpool der Geh{\"o}lzpflanzen zu erwarten w{\"a}re. Fruchtarten, die von Pavianen gefressen wurden, waren signifikant gr{\"o}ßer als nicht konsumierte Arten. Von verschiedenen morphologischen Fruchtmerkmalen eignen sich Fruchttyp und Farbe am besten, um vorherzusagen, ob die Fr{\"u}chte einer Art Nahrungsbestandteil der Paviane im CNP sind. Fruchttyp und Samengr{\"o}ße wiederum sind am besten geeignet, um auf die Art der Nutzung (Samenausbreitung bzw. -pr{\"a}dation) zu schließen. Die Samengr{\"o}ße einer Pflanze ist ein wichtiges Fitnessmerkmal, das verschiedene Abschnitte von der Fruchtentwicklung bis zur Etablierung des Keimlings beeinflussen kann. Sie weist bei vielen Pflanzenarten erhebliche intraspezifische Schwankungen auf. Primaten k{\"o}nnten aus unterschiedlichen Gr{\"u}nden Fr{\"u}chte mit bestimmter Samengr{\"o}ße ausw{\"a}hlen, zum Beispiel um unverdaulichen Ballast zu reduzieren oder um den Fruchtfleischgewinn pro Frucht zu optimieren. Bei acht von zehn untersuchten Pflanzenarten, die sich in Fruchttyp, Samenzahl und Samengr{\"o}ße unterscheiden, erwiesen sich die Paviane als selektiv in Bezug auf die Samengr{\"o}ße. F{\"u}r die intraspezifische Fruchtauswahl der Paviane scheint unter anderem das je nach Frucht- und Samenform unterschiedlich variierende Verh{\"a}ltnis von Fruchtfleisch zu Samen eine Rolle zu spielen. Als Habitatgeneralisten (mit einer Pr{\"a}ferenz f{\"u}r Waldhabitate), die relativ große Gebiete durchstreifen, scheinen Paviane besonders wichtig f{\"u}r den genetischen Austausch der Pflanzen zwischen entfernten Waldinseln. Da die meisten Geh{\"o}lzpflanzenarten im Savannen-Wald-Mosaik des CNP mittelgroße bis große Fr{\"u}chte und Samen haben, kommt den Pavianen eine herausragende Rolle bei der Samenausbreitung und nat{\"u}rlichen Regeneration dieses {\"O}kosystems zu. Die Bedeutung der Paviane f{\"u}r die Samenausbreitung von Pflanzenarten mit kleinen Fr{\"u}chten sollte jedoch nicht untersch{\"a}tzt werden. Meine Untersuchungen an typischen "vogelausgebreiteten" Baumarten, von denen V{\"o}gel fast ausschließlich unreife Fr{\"u}chte fraßen, weisen darauf hin, dass eine qualitative und quantitative Beurteilung verschiedener Frugivorengruppen allein aufgrund der Fruchtsyndrome nicht immer zuverl{\"a}ssig ist. Anubispaviane breiten in der Regel mehrere Pflanzensamen in einzelnen F{\"a}zes aus was {\"u}blicherweise als ung{\"u}nstig f{\"u}r die Pflanze angesehen wird. Die Samen aller Pflanzenarten, die in Pavianf{\"a}zes im CNP w{\"a}hrend Zeiten saisonal hoher Dungk{\"a}feraktivit{\"a}t zu finden waren, k{\"o}nnen jedoch potentiell von Dungk{\"a}fern ausgebreitet werden. Die Dungk{\"a}fer-Aktivit{\"a}t im Untersuchungsgebiet an Pavianf{\"a}zes war hoch, es wurden 99 Arten aus 26 Gattungen nachgewiesen. Sowohl die Wahrscheinlichkeit sekund{\"a}rer Samenausbreitung durch Dungk{\"a}fer als auch das sekund{\"a}re r{\"a}umliche Ausbreitungsmuster h{\"a}ngen von der Struktur und Zusammensetzung der Dungk{\"a}fergemeinschaft am Ort der prim{\"a}ren Ausbreitung ab. Die Dungk{\"a}fergemeinschaft wiederum scheint stark von der Vegetation beeinflusst zu sein. Im Savannen-Wald-Mosaik Westafrikas erwartete ich daher deutliche Unterschiede in der sekund{\"a}ren Ausbreitung zwischen Samen, die von Pavianen in die Savanne bzw. in den Wald ausgebreitet werden. Experimente ergaben, dass Samen, die von Pavianen in die Savanne ausgebreitet werden, eine h{\"o}here Wahrscheinlichkeit haben (a) {\"u}berhaupt sekund{\"a}r durch Dungk{\"a}fer ausgebreitet zu werden, (b) horizontal von Telekopriden vom Ort der prim{\"a}ren Ausbreitung wegbewegt zu werden, (c) relativ schnell aus den F{\"a}zes entfernt zu werden und (d) {\"u}ber relativ gr{\"o}ßere Distanzen ausgebreitet zu werden als Samen im Wald. Generell sollten Savannenpflanzen und Habitatgeneralisten unter den Pflanzenarten, deren Samen von Pavianen in die Savanne ausgebreitet werden, am ehesten von sekund{\"a}rer Ausbreitung durch Dungk{\"a}fer profitieren.},
  subject      = {Anubispavian},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vollmar2008,
  author    = {Vollmar, Friederike Lara Veronika},
  title     = {Analyse der Kernh{\"u}llenbildung am Modellsystem Xenopus laevis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29298},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Kernh{\"u}lle ist eine hoch spezialisierte Membran, die den eukaryotischen Zellkern umgibt. Sie besteht aus der {\"a}ußeren und der inneren Kernmembran, die {\"u}ber die Kernporenkomplexe miteinander verbunden werden. Die Kernh{\"u}lle reguliert nicht nur den Transport von Makromolek{\"u}len zwischen dem Nukleoplasma und dem Zytoplasma, sie dient auch der Verankerung des Chromatins und des Zytoskeletts. Durch diese Interaktionen hilft die Kernh{\"u}lle, den Zellkern innerhalb der Zelle und die Chromosomen innerhalb des Zellkerns zu positionieren, und reguliert dadurch die Expression bestimmter Gene. In h{\"o}heren Eukaryoten durchlaufen sowohl die Kernh{\"u}lle, als auch die Kernporenkomplexe w{\"a}hrend der Zellteilung strukturelle Ver{\"a}nderungen. Zu Beginn der Mitose werden sie abgebaut, um sich am Ende der Mitose in den Tochterzellen erneut zu bilden. Die molekularen Mechanismen, die zum Wiederaufbau der Kernh{\"u}lle f{\"u}hren, sind kaum gekl{\"a}rt. Ein geeignetes System, um bestimmte Ereignisse bei der Kernh{\"u}llenbildung zu untersuchen, liefert das zellfreie System aus Xenopus Eiern und Spermienchromatin (Lohka 1998). Es konnte bereits fr{\"u}her gezeigt werden, dass es im Eiextrakt von Xenopus laevis mindestens zwei verschiedene Vesikelpopulationen gibt, die zur Bildung der Kernh{\"u}lle beitragen. Eine der Vesikelpopulationen bindet an Chromatin, fusioniert dort und bildet eine Doppelmembran. Die andere Vesikelpopulation bindet an die bereits vorhandene Doppelmembran und sorgt f{\"u}r die Ausbildung der Kernporenkomplexe. Ziel dieser Arbeit war es, diese beiden Membranfraktionen zu isolieren und zu charakterisieren, wobei das Hauptinteresse in der porenbildenden Membranfraktion lag. Durch Zentrifugation {\"u}ber einen diskontinuierlichen Zuckergradienten konnten die Membranvesikel in zwei verschiedene Vesikelfraktionen aufgetrennt werden. Eine Membranfraktion konnte aus der 40\%igen Zuckerfraktion („40\% Membranfraktion") isoliert werden, die andere aus der 30\%igen Zuckerfraktion („30\% Membranfraktion"). Die verschiedenen Membranfraktionen wurden zu in vitro Kernen gegeben, in denen die Kernporen durch vorausgegangene Bildung von Annulate Lamellae depletiert worden waren. Nach Zugabe der 30\% Membranfraktion konnte die Bildung von funktionalen Kernporen beobachtet werden. Im Gegensatz dazu zeigte die 40\% Membranfraktion keine porenbildenden Eigenschaften. Unter Verwendung eines vereinfachten Systems, bestehend aus Zytosol, Spermienchromatin und den Membranen, wurde gezeigt, dass die 40\% Membranfraktion an Chromatin bindet und ausreichend ist, um eine kontinuierliche Doppelmembran ohne Kernporen zu bilden. Die 30\% Membranfraktion besitzt keine Chromatinbindungseigenschaften und wird aktiv entlang von Mikrotubuli zu den porenlosen Kernen transportiert. Dort interagiert sie mit der chromatingebundenen 40\% Membranfraktion und induziert die Porenbildung. Nach dem Vergleich der Proteinzusammensetzung der beiden Membranfraktionen, konnte das Major Vault Protein (MVP) nur in der porenbildenden Membranfraktion gefunden werden. MVP ist die Hauptstrukturkomponente der Vault-Komplexe, einem Ribonukleo-proteinpartikel, der in den meisten eukaryotischen Zellen vorhanden ist (Kedersha et al., 1991). Bemerkenswerterweise wird {\"u}ber die Funktion der Vault-Komplexe, trotz ihrer {\"u}biquit{\"a}ren Expression und ihrem Vorkommen in fast allen eukaryotischen Zellen, immer noch diskutiert. Um mehr {\"u}ber die Funktion und die Lokalisation der Vaults/MVP zu lernen, wurden die Vaults in Anlehnung an die Methode von Kedersha und Rome (1986) aus Xenopus Eiern isoliert. Zus{\"a}tzlich wurde rekombinantes Xenopus MVP hergestellt, das unter anderem f{\"u}r die Produktion von Antik{\"o}rpern in Meerschweinchen verwendet wurde. Um herauszufinden, ob die Anwesenheit von MVP in der 30\% Membranfraktion in direktem Zusammenhang mit deren porenbildender Eigenschaft steht, wurden gereinigte Vault-Komplexe oder rekombinantes MVP, das alleine ausreichend ist, um in sich zu den charakteristischen Vault-Strukturen zusammenzulagern, zu porenlosen Kernen gegeben. Sowohl gereinigte Vault-Komplexe, als auch rekombinantes MVP waren in der Lage in den porenlosen Kernen die Bildung von funktionalen Kernporen zu induzieren. Untersuchungen zur Lokalisation von MVP zeigten, dass MVP teilweise an der Kernh{\"u}lle und den Kernporenkomplexen lokalisiert, w{\"a}hrend der Großteil an MVP zytoplasmatisch vorliegt. Dies sind die ersten Daten, die Vaults/MVP mit der Kernporenbildung in Verbindung bringen. Deshalb bietet diese Arbeit die Grundlage, um diese unerwartete Rolle der Vaults in Zukunft genauer zu charakterisieren.},
  subject      = {Kernh{\"u}lle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Glaser2008,
  author    = {Glaser, Stefanie},
  title     = {Untersuchung des RNA-Kernexportes im Modellsystem Xenopus laevis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37474},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Der eukaryotische Initiationsfaktor 5A (eIF5A) ist evolution{\"a}r hoch konserviert und besitzt als einzig bislang bekanntes Protein die Aminos{\"a}uremodifikation Hypusin. Obwohl eIF5A ubiquit{\"a}r exprimiert wird, sind die zellul{\"a}ren Funktionen von eIF5A noch weitgehend unklar. Hypusininhibitoren konnten die Oberfl{\"a}chenexpression von CD83 die CD83 mRNA im Zellkern dendritischer Zellen anreichern und folglich die Oberfl{\"a}chenexpression von CD83 verhindern konnten, wurde eine Beteiligung von eIF5A beim nukleozytoplasmatischen Export der CD83 mRNA vermutet. Weiterhin ist bekannt, dass HuR, ein Protein der ELAV-Familie, an ein cis-aktives RNA-Element mit einer ausgepr{\"a}gten Sekund{\"a}rstruktur innerhalb der kodierenden Sequenz der CD83 mRNA bindet. W{\"a}hrend die Bindung von HuR an AU-reiche Elemente in der 3UTR bestimmter Transkripte zu deren Stabilisierung f{\"u}hrt, wird die Stabilit{\"a}t von CD83-Transkripten durch die Interaktion mit HuR jedoch nicht beeinflusst. In dieser Arbeit wurden Mikroinjektionsstudien in Xenopus laevis-Oozyten zum nukleozytoplasmatischen Export von CD83 mRNA durchgef{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass die charakteristische Sekund{\"a}rstruktur des HuR-Response-Elements essentiell f{\"u}r den Kernexport von CD83-Transkripten ist. HuR wurde zudem als Bindungspartner von eIF5a identifiziert. Inhibitorische Antik{\"o}rper sowohl gegen HuR als auch eIF5A waren in der Lage, den Export von CD83-Transkripten zu inhibieren. W{\"a}hrend die meisten mRNAs durch den TAP/NXT1-vermittelten Exportweg in das Zytoplasma transportiert werden, transloziert CD83 mRNA CRM1-vermittelt, da der Export durch den CRM1-Inhibitor Leptomycin B gehemmt werden konnte. Oozytentypischer TFIIIA, ebenfalls ein Interaktionspartner von eIF5A, ist in jungen Xenopus-Oozyten sowohl bei der RNA-Polymerase III-abh{\"a}ngigen Transkription von 5S rRNA als auch am nukleozytoplasmatischem Export und der Lagerung von 5S rRNA im Zytoplasma beteiligt. Aufgrund der Parallele zwischen dem HIV-1-Rev vermittelten HIV-1-mRNA-Export und dem TFIIIA-vermittelten 5S rRNA-Export, wurde der Export von TFIIIA im Hinblick auf eine Beteiligung von eIF5A als Kofaktor analysiert. In Xenopus-Oozyten wurde TFIIIA an den nukleoplasmatischen Filamenten der Kernporenkomplexe detektiert. Weiterhin konnte durch den Einsatz des spezifischen CRM1-Inhibitors Leptomycin B best{\"a}tigt werden, dass TFIIIA, welches ein leucinreiches Kernexportsignal enth{\"a}lt, mittels CRM1 exportiert wird. Im Overlay-Blot-Assay konnte gezeigt werden, dass eIF5A mit TFIIIA interagiert. Außerdem deuten Mikroinjektionsexperimente darauf hin, dass eIF5A, wie beim HIV-1-Rev-vermittelten Export, auch beim TFIIIA-Export als essentieller Kofaktor involviert ist. Ein weiterer bekannter Bindungspartner von eIF5A ist Aktin, das im Zellkern an verschiedenen Exportprozessen sowie der RNA-Polymerase I-, II- und III-abh{\"a}ngigen Transkription beteiligt ist. Im Gegensatz zu Aktin wurde die Existenz des Aktinpartners Myosin im Zellkern erst vor kurzem realisiert. In dieser Arbeit konnten durch bioinformatische Analysen gezeigt werden, dass Kernmyosin IC bei Vertebraten weit verbreitet ist. Es wurde auch bei Xenopus laevis identifiziert. Im Vergleich zu Myosin IC fand sich ein zus{\"a}tzlicher Aminoterminus aus 16 Aminos{\"a}uren, welcher als Kernlokalisationssignal fungiert. In Oozyten von Xenopus laevis konnte Kernmyosin IC, {\"a}hnlich wie RNA-Polymerase II, an den lateralen Schleifen der Lampenb{\"u}rstenchromosomen dargestellt werden. Inhibierende Kernmyosinantik{\"o}rper f{\"u}hrten nach Mikroinjektion in den Zellkern von Xenopus-Oozyten zu einer kompletten Retraktion der meisten lateralen transkriptionsaktiven Schleifen sowie zu einer Verk{\"u}rzung der Chromosomenachsen. konnte Kernmyosin IC vor allem im Nukleoluskern detektiert werden, wo es partiell mit RNA-Polymerase I und Fibrillarin kolokalisierte. In amplifizierten Nukleolen f{\"u}hrte eine Transkriptionsinhibition mit Aktinomycin D zu einer Umverteilung des Kernmyosin IC zusammen mit der RNA-Polymerase I und der rDNA. Nach Injektion inhibierender Kernmyosinantik{\"o}rper kam es zu einem massiven architektonischen Umbau der Nukleolen. Im Gegensatz zu den Nukleolen von somatischen Xenopus-Zellen war ein BrUTP-Einbau in amplifizierte Nukleolen jedoch noch m{\"o}glich. Wie f{\"u}r Kernaktin bereits beschrieben, konnte auch Kernmyosin IC an den nukleoplasmatischen Filamenten der Kernporenkomplexe von Xenopus laevis-Ooyzten dargestellt werden. Da Aktin als essentieller Kofaktor an Exportprozessen beteiligt ist, sollte in Mikroinjektionsexperimenten auch eine Beteiligung von Kernmyosin IC beim Kernexport {\"u}berpr{\"u}ft werden. Antik{\"o}rper gegen ein Epitop in der Myosinkopfdom{\"a}ne des Kernmyosin IC (XNMIC \#42) waren im Gegensatz zu Antik{\"o}rpern, die den charakteristischen Aminoterminus aus 16 Aminos{\"a}uren erkennen (XNMIC \#54), in der Lage, einen CRM1-vermittelten Proteinexport zu inhibieren.},
  subject      = {RNS},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rister2008,
  author    = {Rister, Jens},
  title     = {Genetic dissection of peripheral pathways in the visual system of Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25980},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die visuellen Systeme von Vertebraten und Invertebraten weisen {\"A}hnlichkeiten in den ersten Schritten visueller Informationsverarbeitung auf. Im menschlichen Gehirn werden zum Beispiel die Modalit{\"a}ten Farbe, Form und Bewegung separat in parallelen neuronalen Pfaden verarbeitet. Dieses grundlegende Merkmal findet sich auch bei der Fliege Drosophila melanogaster, welche eine {\"a}hnliche Trennung in farbsensitive und (farbenblinde) bewegungssensitive Pfade aufweist, die durch zwei verschiedene Gruppen von Photorezeptoren (dem R1-6 und dem R7/8 System) determiniert werden. Fliegen haben ein hoch organisiertes visuelles System, welches durch die repetitive, retinotope Organisation von vier Neuropilen charakterisiert ist: Dies sind die Lamina, die Medulla, die Lobula und die Lobulaplatte. Jedes einzelne besteht aus Kolumnen, die denselben Satz von Nervenzellen enthalten. In der Lamina formen Axonb{\"u}ndel von sechs Photorezeptoren R1-6, die auf denselben Bildpunkt blicken, S{\"a}ulen, die als Cartridges bezeichnet werden. Diese sind die funktionellen visuellen „sampling units" und sind mit vier Typen von Interneuronen erster Ordnung assoziiert, die von R1-6 den gleichen Input erhalten: L1, L2, L3 und die Amakrinzellen (amc, mit ihrem postsynaptischen Partner T1). Diese stellen parallele Pfade dar, die auf anatomischer Ebene im Detail untersucht wurden; jedoch ist wenig {\"u}ber ihre funktionelle Rolle bei der Verarbeitung f{\"u}r das Verhalten relevanter Information bekannt, z.B. hinsichtlich der Blickstabilisierung, der visuellen Kurskontrolle oder der Fixation von Objekten. Die Verf{\"u}gbarkeit einer Vielfalt von neurogenetischen Werkzeugen f{\"u}r die Struktur-Funktionsanalyse bei Drosophila erm{\"o}glicht es, erste Schritte in Richtung einer genetischen Zerlegung des visuellen Netzwerks zu unternehmen, das Bewegungs- und Positionssehen vermittelt. In diesem Zusammenhang erwies sich die Wahl des Effektors als entscheidend. {\"U}berraschenderweise wurde festgestellt, dass das clostridiale Tetanus-Neurotoxin die Photorezeptorsynapsen adulter Drosophila Fliegen nicht blockiert, hingegen irreversible Sch{\"a}den bei Expression w{\"a}hrend deren Entwicklung verursacht. Aus diesem Grund wurde das dominant-negative shibire Allel shits1, welches sich als geeigneter erwies, zur Blockierung der Lamina Interneurone verwendet, um die Notwendigkeit der jeweiligen Pfade zu analysieren. Um festzustellen, ob letztere auch hinreichend f{\"u}r das gleiche Verhalten waren, wurde f{\"u}r die umgekehrte Strategie die Tatsache ausgenutzt, daß die Lamina Interneurone Histaminrezeptoren exprimieren, die vom ort Gen kodiert werden. Die spezifische Rettung der ort Funktion in definierten Pfaden im mutanten Hintergrund erm{\"o}glichte festzustellen, ob sie f{\"u}r eine bestimmte Funktion hinreichend waren. Diese neurogenetischen Methoden wurden mit der optomotorischen Reaktion und dem objektinduzierten Orientierungsverhalten als Verhaltensmaß kombiniert, um folgende Fragen innerhalb dieser Doktorarbeit zu beantworten: (a) Welche Pfade stellen einen Eingang in elementare Bewegungsdetektoren dar und sind notwendig und/oder hinreichend f{\"u}r die Detektion gerichteter Bewegung? (b) Gibt es Pfade, die spezifisch Reaktionen auf unidirektionale Bewegung vermitteln? (c) Welche Pfade sind notwendig und/oder hinreichend f{\"u}r das objektinduzierte Orientierungsverhalten? Einige grundlegende Eigenschaften des visuellen Netzwerks konnten dabei aufgedeckt werden: Die zwei zentralen Cartridge Pfade, die von den großen Monopolarzellen L1 und L2 repr{\"a}sentiert werden, haben eine Schl{\"u}sselfunktion bei der Bewegungsdetektion. {\"U}ber ein breites Spektrum von Reizbedingungen hinweg sind die beiden Subsysteme redundant und k{\"o}nnen Bewegung unabh{\"a}ngig voneinander verarbeiten. Um eine Beeintr{\"a}chtigung des Systems festzustellen, wenn nur einer der beiden Pfade intakt ist, muß dieses an die Grenzen seiner Leistungsf{\"a}higkeit gebracht werden. Bei niedrigem Signal/Rauschverh{\"a}ltnis, d.h. bei geringem Musterkontrast oder geringer Hintergrundbeleuchtung, hat der L2 Pfad eine h{\"o}here Sensitivit{\"a}t. Bei mittlerem Musterkontrast sind beide Pfade auf die Verarbeitung unidirektionaler Bewegung in entgegengesetzten Reizrichtungen spezialisiert. Im Gegensatz dazu sind weder der L3, noch der amc/T1 Pfad notwendig oder hinreichend f{\"u}r die Detektion von Bewegungen. W{\"a}hrend der erstere Positionsinformation f{\"u}r Orientierungsverhalten zu verarbeiten scheint, nimmt der letztere eine modulatorische Rolle bei mittlerem Kontrast ein. Es stellte sich heraus, daß das Orientierungsverhalten noch robuster als das Bewegungssehen ist und m{\"o}glicherweise auf einem weniger komplizierten Mechanismus beruht, da dieser keinen nichtlinearen Vergleich der Signale benachbarter visueller „sampling units" ben{\"o}tigt. Die Fixation von Objekten setzt nicht grunds{\"a}tzlich das Bewegungssehen voraus, allerdings verbessert die Detektion von Bewegung die Fixation von Landmarken, im besonderen, wenn diese schmal sind oder einen geringen Kontrast aufweisen.},
  subject      = {Genetik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Reichert2008,
  author    = {Reichert, Nina},
  title     = {The Role of LIN9 in Mouse Development},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30889},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {LINC, the human homologue of an evolutionary conserved complex, regulates the transcription of a set of genes essential during the G2/M transition (Osterloh et al., 2007; Schmit et al., 2007). One component of the LINC core module is LIN-9. LIN-9 is essential for the transcriptional activation of LINC target genes and also promotes differentiation in association with pRB (Gagrica et al., 2004). However, nothing is known about its function in vivo. Histological and molecular analysis revealed that Lin9 is ubiquitously expressed throughout embryonic development and in all examined adult organs. Additionally, Lin9 mRNA is expressed in ES cells and blastocysts. Moreover the analogous distribution of the other LINC components suggested that they all function in the same cells and most likely in the same pathway. To deeper investigate the role of LIN9 in cell cycle and differentiation in vivo, a Lin9 gene trap mouse model (GT) was successfully generated and examined. Heterozygouse Lin9GT/+ mice were inconspicuous and develop normally. However, homozygouse knockout embryos were never obtained. The Lin9GT/GT embryos die at peri-implantation, probably due to a defect in the development of the epiblast, which could be shown with in situ hybridization with specific lineage markers. In vitro, the ICM of Lin9-deficient blastocysts did not develop properly. These data suggest that the loss of Lin9 leads to embryonic lethality at peri-implantation, and indicates that LIN9 is required for proper formation of the epiblast. In parallel, the first conditional Lin9 mouse model based on the Cre-loxP technology was generated. The Lin9fl/fl allele can be deleted by Cre-recombinase, in vivo and in vitro. Therefore an inducible system with Lin9fl/fl mice harboring Cre-ERT2 was established. The MEFs generated from these transgenic mice carried a nearly complete knockout upon induction with tamoxifen. Deletion of LIN9 in MEFs had a major impact upon the cell cycle and growth rates. Specifically, they arrested in G2/M phase and stopped to proliferate. Taken together, I was able to generate a lin9 gene trap and a lin9 conditional knockout mouse model. All results obtained so far demonstrate, that Lin9 is an essential gene for embryonic development and cell cycle control. It will be of great interest to further investigate Lin9-deficiency to gain insights into the mechanism of cell cycle control in early embryonic development and cell differentiation.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitt2008,
  author    = {Schmitt, Johannes},
  title     = {Proteine der Kernh{\"u}lle und deren Rolle bei der Umgestaltung des Zellkerns meiotischer und postmeiotischer Zellen von S{\"a}ugern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31203},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {W{\"a}hrend der Spermatogenese finden erstaunliche Differenzierungsprozessen statt. Reguliert wird die Spermatogenese sowohl hormonell als auch durch Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zelltypen und der extrazellul{\"a}rer Matrix. Unterteilt wird die Spermatogenese in drei funktionelle Einheiten. Die Proliferationsphase, die Meiose und die Spermiogenese. Im Laufe der Proliferationsphase gehen aus den Spermatogonien, Spermatocyten hervor, die die Meiose durchlaufen. W{\"a}hrend der Prophase I der Meiose kommt es zur Reduktion und Rekombination des genetischen Materials, was mit charakteristischen und h{\"o}chst dynamischen Bewegungsvorg{\"a}ngen der Telomere einhergeht. Auf die Meiose folgt die Spermiogenese, in der das genetische Material in seine „Transportform" {\"u}berf{\"u}hrt wird und aus einer station{\"a}ren, zellverbundenen Einheit ein mobiles autark funktionierendes Vehikel des genetischen Materials wird; das Spermium. Um das Verst{\"a}ndnis dieser Vorg{\"a}nge zu erweitern wurden in dieser Arbeit die Verteilungsmuster einiger Proteine in der Kernh{\"u}lle von Zellen der Spermatogenese, in Hinblick auf ihre dynamische Umverteilung untersucht. Bei diesen Proteinen handelte es sich um die SUN-Dom{\"a}nen Proteine und das meiosespezifische Lamin C2. Die SUN-Dom{\"a}nen Proteine sind Teil des membrandurchspannenden LINC-Komplexes, der Komponenten des Nukleoplasma mit denen des Cytoplasma verbindet. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, Sun1 und Sun2 w{\"a}hrend der Meiose exprimiert werden, und an den Anheftungsplatten meiotischer Chromosomen lokalisieren und deren dynamisches Verteilungsmuster dem Verteilungsmuster der Telomere w{\"a}hrend der Prophase I der Meiose entsprechen. Dies deutet darauf hin, dass Sun1 und Sun2 eine tragende Rolle, w{\"a}hrend der koordinierten Bewegungsprozessen der Prophase I der Meiose spielen. In der Spermiogenese sind die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, Sun1 und Sun3 vertreten. Dabei weist deren unterschiedliche Lokalisation an entgegengesetzten Zellpolen darauf hin, dass Sun1 und Sun3 m{\"o}glicherweise unterschiedliche Funktionen bei der Umgestaltung des Spermienkopfes w{\"a}hrend der Spermiogenese erf{\"u}llen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Etablierung einer Mauslinie um die Rolle von Lamin C2 in der Meiose untersuchen zu k{\"o}nnen. Hierzu wurde eine Lamin C2 Knock-out Studie begonnen. In ersten Untersuchungen der knock-out Tiere konnte eine Gr{\"o}ßenreduktion der Hoden beobachtet werden. Ebenso konnte ein Abbruch der Meiose vermerkt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass sowohl die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, als auch Lamin C2, wichtige Rollen in dem komplexen Arrangement der Spermatogenese {\"u}bernehmen.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kukat2008,
  author    = {Kukat, Christian},
  title     = {Fusion, Fission und Nucleoids in Megamitochondrien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30467},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In rho0-Zellen, die {\"u}ber keine mitochondriale DNA (mtDNA) mehr verf{\"u}gen, entstehen w{\"a}hrend der Kultivierung Megamitochondrien durch endogene Milchs{\"a}ure-Azidifizierung des Kulturmediums. Diese Riesenorganellen bilden sich dabei durch mitochondriale Fusionsereignisse und/oder eine Hemmung der Fission. In Zellen mit mitochondrialem Genom ist es ebenso m{\"o}glich Megamitochondrien durch artifizielles Ans{\"a}uern des Kulturmediums zu induzieren. Diese Erkenntnisse wurden im Rahmen dieser Arbeit als Werkzeug verwendet, um Einblicke in mitochondriale Fusions- und Fissionsereignisse zu erlangen. Zun{\"a}chst wurde die Fusion mitochondrialer Matrixkompartimente mithilfe der photoaktivierbaren Variante des gr{\"u}nen fluoreszierenden Proteins (PA-GFP) untersucht. Hiermit konnte gezeigt werden, dass das Vermischen der Matrixkompartimente nach der Fusion ein sehr schneller Prozess ist. Die Analyse der Bildung und R{\"u}ckbildung der Megamitochondrien erfolgte sowohl konfokal- als auch elektronenmikroskopisch, wobei sich zeigte, dass die Matrix der Riesenorganellen kaum mehr Cristae beinhaltet. Die R{\"u}ckbildung der Megamitochondrien zum normalen Netzwerk ist ein sehr schneller Prozess, bei dem schon nach 15 min keine vergr{\"o}ßerten Organellen mehr sichtbar sind. Dies indiziert, dass der R{\"u}ckbildungsprozess wahrscheinlich durch Ver{\"a}nderungen von verf{\"u}gbaren Proteinen durchgef{\"u}hrt wird, ohne die Induzierung von Proteinneusynthese. Untersuchungen auf ultrastruktureller Ebene zeigten, dass es w{\"a}hrend der R{\"u}ckbildung zur Formation von drei unterschiedlichen Mitochondrientypen kam, die sich in ihrer Morphologie stark unterschieden. Weiterhin wurden vergleichende Studien zur Bildung der Megamitochondrien durchgef{\"u}hrt, bei denen der Einfluss von Atmungsketten-Inhibitoren auf die Bildung von Milchs{\"a}ure-induzierten Riesenorganellen untersucht wurde. Die Resultate deuten f{\"u}r die Megamitochondrieninduktion auf eine Abh{\"a}ngigkeit auf ein intaktes Membranpotential hin. Immunzytochemisch wurde die endogene Lokalisation der mitochondrialen Fusions- und Fissionsproteine Mitofusin 2, hFis1 und Drp1/DNM1L am Modellsystem der Megamitochondrieninduktion aufgekl{\"a}rt. Es zeigte sich, dass diese Proteine punktf{\"o}rmig an der {\"a}ußeren Membran der Riesenorganellen lokalisieren Um das Modellsystem an lebenden Zellen zu nutzen, wurden Vektoren konstruiert, die fluoreszenzmarkierte Proteine der mitochondrialen Fusions- und Fissionsmaschinerie exprimierten. Hiermit konnte einerseits die Lokalisation von Mitofusin 1, Mitofusin 2, hFis1 und Drp1/DNM1L in lebenden Zellen nach Induktion der Megamitochondrien analysiert werden und andererseits der Einfluss der {\"U}berexpression dieser Proteine auf die Bildung der Riesenorganellen dokumentiert werden. Die Ergebnisse machten deutlich, dass nur die {\"U}berepxression von hFis1 die Bildung der Megamitochondrien verhinderte. Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Visualisierung und Dynamik mitochondrialer Nucleoids in lebenden Zellen. Nucleoids sind Protein-DNA-Komplexe, in denen mitochondriale Genome organisiert sind. Mit dem Farbstoff PicoGreen gelang es mtDNA in lebenden Zellen zu f{\"a}rben und Dynamikstudien der punktf{\"o}rmigen Strukturen mikroskopisch festzuhalten. W{\"a}hrend sich mtDNA im mitochondrialen Netzwerk nur marginal aufgrund stattfindender Fusions- und Fissionsereignisse bewegte kam es in den Milchs{\"a}ure-induzierten Megamitochondrien zu einer extensiven und extrem schnellen Bewegung von mitochondrialer DNA. In anschließenden Versuchen wurde der mitochondriale Transkriptions- und Verpackungsfaktor TFAM als fluoreszentes Fusionsprotein in Zellen transfiziert und Kolokalisationsstudien zeigten, dass das Fusionsprotein mit mtDNA kolokalisiert. In den Riesenorganellen pr{\"a}sentierten punktf{\"o}rmige TFAM-gef{\"a}rbte Nucleoids ein sehr dynamisches Verhalten mit schneller Bewegung. In rho0-Zellen ohne mitochondriale DNA war die TFAM-Fluoreszenz hingegen gleichm{\"a}ßig verteilt. Ein weiterer Nucleiodbestandteil ist das mitochondriale DNA-Einzelstrangbindeprotein SSBP1, welches in Megamitochondrien ebenso ein sehr dynamisches Verhalten aufwies. Eine mitochondrial-zielgesteuerte und EGFP-markierte Restriktionsendonuklease wies ebenfalls das typische, punktf{\"o}rmige Nucleoidmuster im mitochondrialen Netzwerk auf, was auf eine Interaktion mit der mtDNA schließen l{\"a}sst. In rho0-Zellen ohne mtDNA kam es jedoch zur gleichm{\"a}ßigen Verteilung des Konstruktes in den Mitochondrien. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit sowohl Einblicke in die Biologie der Megamitochondrien gewonnen, als auch Erkenntnisse {\"u}ber die Dynamik mitochondrialer Protein-DNA-Komplexe, wobei der Schwerpunkt hierbei auf einer Analyse mit Hilfe optischer Methoden lag.},
  subject      = {Mitochondrium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pinkert2008,
  author    = {Pinkert, Stefan},
  title     = {The human proteome is shaped by evolution and interactions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35566},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das menschliche Genom ist seit 2001 komplett sequenziert. Ein Großteil der Proteine wurde mittlerweile beschrieben und t{\"a}glich werden bioinformatische Vorhersagen praktisch best{\"a}tigt. Als weiteres Großprojekt wurde k{\"u}rzlich die Sequenzierung des Genoms von 1000 Menschen gestartet. Trotzdem ist immer noch wenig {\"u}ber die Evolution des gesamten menschlichen Proteoms bekannt. Proteindom{\"a}nen und ihre Kombinationen sind teilweise sehr detailliert erforscht, aber es wurden noch nicht alle Dom{\"a}nenarchitekturen des Menschen in ihrer Gesamtheit miteinander verglichen. Der verwendete große hochqualitative Datensatz von Protein-Protein-Interaktionen und Komplexen stammt aus dem Jahr 2006 und erm{\"o}glicht es erstmals das menschliche Proteom mit einer vorher nicht m{\"o}glichen Genauigkeit analysieren zu k{\"o}nnen. Hochentwickelte Cluster Algorithmen und die Verf{\"u}gbarkeit von großer Rechenkapazit{\"a}t bef{\"a}higen uns neue Information {\"u}ber Proteinnetzwerke ohne weitere Laborarbeit zu gewinnen. Die vorliegende Arbeit analysiert das menschliche Proteom auf drei verschiedenen Ebenen. Zuerst wurde der Ursprung von Proteinen basierend auf ihrer Dom{\"a}nenarchitektur analysiert, danach wurden Protein-Protein-Interaktionen untersucht und schließlich erfolgte Einteilung der Proteine nach ihren vorhandenen und fehlenden Interaktionen. Die meisten bekannten Proteine enthalten mindestens eine Dom{\"a}ne und die Proteinfunktion ergibt sich aus der Summe der Funktionen der einzelnen enthaltenen Dom{\"a}nen. Proteine, die auf der gleichen Dom{\"a}nenarchitektur basieren, das heißt die die gleichen Dom{\"a}nen in derselben Reihenfolge besitzen, sind homolog und daher aus einem gemeinsamen urspr{\"u}nglichen Protein entstanden. Die Dom{\"a}nenarchitekturen der urspr{\"u}nglichen Proteine wurden f{\"u}r 750000 Proteine aus 1313 Spezies bestimmt. Die Gruppierung von Spezies und ihrer Proteine ergibt sich aus taxonomischen Daten von NCBI-Taxonomy, welche mit zus{\"a}tzlichen Informationen basierend auf molekularen Markern erg{\"a}nzt wurden. Der resultierende Datensatz, bestehend aus 5817 Dom{\"a}nen und 32868 Dom{\"a}nenarchitekturen, war die Grundlage f{\"u}r die Bestimmung des Ursprungs der Proteine aufgrund ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen. Es wurde festgestellt, dass nur ein kleiner Teil der neu evolvierten Dom{\"a}nenarchitekturen eines Taxons gleichzeitig auch im selben Taxon neu entstandene Proteindom{\"a}nen enth{\"a}lt. Ein weiteres Ergebnis war, dass Dom{\"a}nenarchitekturen im Verlauf der Evolution l{\"a}nger und komplexer werden, und dass so verschiedene Organismen wie der Fadenwurm, die Fruchtfliege und der Mensch die gleiche Menge an unterschiedlichen Proteinen haben, aber deutliche Unterschiede in der Anzahl ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen aufweisen. Der zweite Teil besch{\"a}ftigt sich mit der Frage wie neu entstandene Proteine Bindungen mit dem schon bestehenden Proteinnetzwerk eingehen. In fr{\"u}heren Arbeiten wurde gezeigt, dass das Protein-Interaktions-Netzwerk ein skalenfreies Netz ist. Skalenfreie Netze, wie zum Beispiel das Internet, bestehen aus wenigen Knoten mit vielen Interaktionen, genannt Hubs, und andererseits aus vielen Knoten mit wenigen Interaktionen. Man vermutet, dass zwei Mechanismen zur Entstehung solcher Netzwerke f{\"u}hren. Erstens m{\"u}ssen neue Proteine um auch Teil des Proteinnetzwerkes zu werden mit Proteinen interagieren, die bereits Teil des Netzwerkes sind. Zweitens interagieren die neuen Proteine, gem{\"a}ß der Theorie der bevorzugten Bindung, mit h{\"o}herer Wahrscheinlichkeit mit solchen Proteinen im Netzwerk, die schon an zahlreichen weiteren Protein-Interaktionen beteiligt sind. Die Human Protein Reference Database stellt ein auf Informationen aus in-vivo Experimenten beruhendes Proteinnetzwerk f{\"u}r menschliche Proteine zur Verf{\"u}gung. Basierend auf den in Kapitel I gewonnenen Informationen wurden die Proteine mit dem Ursprungstaxon ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen versehen. Dadurch wurde gezeigt, dass ein Protein h{\"a}ufiger mit Proteinen, die im selben Taxon entstanden sind, interagiert, als mit Proteinen, die in anderen Taxa neu aufgetreten sind. Es stellte sich heraus, dass diese Interaktionsraten f{\"u}r alle Taxa deutlich h{\"o}her waren, als durch das Zufallsmodel vorhergesagt wurden. Alle Taxa enthalten den gleichen Anteil an Proteinen mit vielen Interaktionen. Diese zwei Ergebnisse sprechen dagegen, dass die bevorzugte Bindung der alleinige Mechanismus ist, der zum heutigen Aufbau des menschlichen Proteininteraktion-Netzwerks beigetragen hat. Im dritten Teil wurden Proteine basierend auf dem Vorhandensein und der Abwesenheit von Interaktionen in Gruppen eingeteilt. Proteinnetzwerke k{\"o}nnen in kleine hoch vernetzte Teile zerlegt werden, die eine spezifische Funktion aus{\"u}ben. Diese Gruppen k{\"o}nnen mit hoher statistischer Signifikanz berechnet werden, haben meistens jedoch keine biologische Relevanz. Mit einem neuen Algorithmus, welcher zus{\"a}tzlich zu Interaktionen auch Nicht-Interaktionen ber{\"u}cksichtigt, wurde ein Datensatz bestehend aus 8,756 Proteinen und 32,331 Interaktionen neu unterteilt. Eine Einteilung in elf Gruppen zeigte hohe auf Gene Ontology basierte Werte und die Gruppen konnten signifikant einzelnen Zellteilen zugeordnet werden. Eine Gruppe besteht aus Proteinen, welche wenige Interaktionen miteinander aber viele Interaktionen zu zwei benachbarten Gruppen besitzen. Diese Gruppe enth{\"a}lt eine signifikant erh{\"o}hte Anzahl an Transportproteinen und die zwei benachbarten Gruppen haben eine erh{\"o}hte Anzahl an einerseits extrazellul{\"a}ren und andererseits im Zytoplasma und an der Membran lokalisierten Proteinen. Der Algorithmus hat damit unter Beweis gestellt das die Ergebnisse nicht bloß statistisch sondern auch biologisch relevant sind. Wenn wir auch noch weit vom Verst{\"a}ndnis des Ursprungs der Spezies entfernt sind, so hat diese Arbeit doch einen Beitrag zum besseren Verst{\"a}ndnis der Evolution auf dem Level der Proteine geleistet. Im Speziellen wurden neue Erkenntnisse {\"u}ber die Beziehung von Proteindom{\"a}nen und Dom{\"a}nenarchitekturen, sowie ihre Pr{\"a}ferenzen f{\"u}r Interaktionspartner im Interaktionsnetzwerk gewonnen.},
  subject      = {Evolution},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Steigerwald2008,
  author    = {Steigerwald, Jutta},
  title     = {Der NK-Zellrezeptor NKG2D als Zielstruktur f{\"u}r eine Antik{\"o}rper-basierte therapeutische Immunmodulation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33446},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das NKG2D (Natural Killer Group 2 Member D)-Protein, ist ein aktivierender Rezeptor, der es NK- und CD8+ T-Zellen erm{\"o}glicht, infizierte oder transformierte k{\"o}rpereigene Zellen zu erkennen und zu eliminieren. Eine Fehlregulation dieses Rezeptors auf Immunzellen scheint jedoch auch zur Ausbildung von Autoimmunerkrankungen wie Typ I Diabetes, Z{\"o}liakie und RA zu f{\"u}hren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein humaner Antik{\"o}rper gegen hNKG2D f{\"u}r einen m{\"o}glichen therapeutischen Einsatz bei Autoimmunerkrankungen generiert. Basierend auf den Sequenzen von schwerer (VH) und leichter Kette (VL) der murinen monoklonalen Antik{\"o}rper 6H7 und 6E5A7, welche hNKG2D spezifisch binden und die Interaktion zwischen Ligand und Rezeptor blockieren, wurden scFv-Phagenbibliotheken hergestellt. Diese wurden anschließend zur Selektion im Phagen-Display eingesetzt. Der Humanisierungsprozess erfolgte hierbei mit Hilfe des Guided Selection-Verfahrens. Dazu wurde in einem ersten Phagen-Display-Durchgang die VH-Dom{\"a}ne des parentalen scFv mit einem humanen VL-Repertoire kombiniert. Die beiden daraus resultierenden humanen VL-Ketten wurden im darauf folgenden Schritt mit einem Repertoire an humanen VH-Dom{\"a}nen verkn{\"u}pft. Da hierbei kein humaner rekombinanter scFv mit hNKG2D-Bindungsaktivit{\"a}t identifiziert werden konnte, musste eine schrittweise Humanisierung der Framework-Regionen (FR) der VH unter Beibehaltung der murinen CDR-Bereiche erfolgen. Diese f{\"u}hrte zur Generierung des humanen scFv E1VLV71KVH, welcher neben den murinen CDR-Regionen lediglich noch drei Aminos{\"a}uren murinen Ursprungs im FR-Bereich besaß. Dessen biologische Aktivit{\"a}t wurde nach Konvertierung in das IgG1/lambda-Format in verschiedenen in vitro-Systemen analysiert. Anhand der Ergebnisse aus diesen Versuchen konnte ein deutlicher Verlust der Affinit{\"a}t und inhibitorischen Aktivit{\"a}t nach der Humanisierung festgestellt werden. Die dadurch erforderliche Affinit{\"a}tsmaturierung des E1VLV71KVH Antik{\"o}rpers mittels sequentieller Randomisierung des CDR3-Bereichs von E1VL und V71KVH resultierte in f{\"u}nf unterschiedlichen, hoch-affinen Anti-hNKG2D scFv. Zwei dieser generierten Konstrukte, B1VLB6VH und E4VLG10VH, wurden nach ihrer Herstellung als vollst{\"a}ndige IgG1/lambda-Antik{\"o}rper in vitro hinsichtlich ihrer Aktivierungs- und Neutralisierungsaktivit{\"a}t, sowie ihrer Stabilit{\"a}t und Internalisierung durch NK-Zellen untersucht. Beide Antik{\"o}rper wiesen nach der Affinit{\"a}tsmaturierung mit einem IC50 von ca. 3,4x 10-2 µg/ml ein wesentlich h{\"o}heres Inhibitionspotential als der murine Ursprungsantik{\"o}rper (ca. 3,3 µg/ml) auf und zeigten gegen{\"u}ber Hitzeeinwirkung und Serumproteasen eine hohe Stabilit{\"a}t. Mit Hilfe fluoreszenzmikroskopischer Untersuchungen konnten Internalisierungsvorg{\"a}nge der Antik{\"o}rper in die NK-Zelle beobachtet werden. F{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis NKG2D-abh{\"a}ngiger Regulationsvorg{\"a}nge und die Identifizierung NKG2D-spezifischer Zielgene wurde das Genexpressionsprofil von humanen NK-Zellen nach Interaktion mit dem NKG2D-Liganden ULBP-1Fc mittels Microarray untersucht. Infolge einer anschließenden Validierung der Ergebnisse auf RNA- und Proteinebene konnten mittels RT-qPCR, FACS, ELISA und CBA NKG2D-spezifische Biomarker wie CRTAM, TNFalpha, IFNgamma und GM-CSF etabliert werden. Erg{\"a}nzend zu 51Cr-Freisetzungs-Experimenten in zwei unterschiedlichen in vitro Zellkultursystemen erm{\"o}glichten diese Biomarker eine umfassende Charakterisierung neutralisierender und aktivierender Eigenschaften der beiden Antik{\"o}rper B1VLB6VH und E4VLG10VH. Anhand dieser Experimente konnte festgestellt werden, dass die humanen Anti-hNKG2D Antik{\"o}rper eine ambivalente Funktionalit{\"a}t aufweisen. In L{\"o}sung sind sie in der Lage, NKG2D-induzierte CRTAM-Expression, Zellyse und Zytokinfreisetzung zu inhibieren. Nach Kreuzvernetzung des NKG2D-Rezeptors {\"u}ber an Platten immobilisierte Anti-hNKG2D Antik{\"o}rper hingegen lassen sich aktivierende Eigenschaften wie Zellyse und Zytokinsekretion durch NK Zellen beobachten. Aufgrund ihrer ambivalenten Aktivit{\"a}t scheint ein therapeutischer Einsatz der beiden Antik{\"o}rper bei humanen Autoimmunerkrankungen zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht m{\"o}glich. In der vorliegenden Arbeit wurden somit die Voraussetzungen geschaffen, um einen humanen, hoch affinen hNKG2D neutralisierenden Antik{\"o}rper in einem letzten Schritt in ein besser geeignetes Antik{\"o}rper-Format (scFv, Fab oder F(ab)2) zu konvertieren.},
  subject      = {Antik{\"o}rper},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wuest2008,
  author    = {W{\"u}st, Simone},
  title     = {Analyse des Wirkmechanismus von Kortikosteroiden bei der Therapie der Experimentellen Autoimmunen Enzephalomyelitis, einem Tiermodell f{\"u}r Multiple Sklerose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32961},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden die Mechanismen der Hochdosis-GC-Pulstherapie im Zusammenhang mit akuten Sch{\"u}ben von MS-Patienten anhand des Tiermodells der MS, der Experimentellen Autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), untersucht. Die EAE wurde in C57Bl/6 M{\"a}usen und diversen GR-defizienten M{\"a}usen durch Immunisierung mit Myelinoligodendrozytenglykoprotein (MOG35-55) induziert. Es konnte gezeigt werden, dass die Gabe von Dexamethason (Dex) den Krankheitsverlauf dosisabh{\"a}ngig verbessert. Die Untersuchung heterozygoter GR Knock-out M{\"a}use und h{\"a}matopoetischer Stammzellchim{\"a}ren verdeutlichte, dass der zytosolische GR (cGR) f{\"u}r die Vermittlung therapeutischer GC-Effekte von sehr großer Bedeutung ist. Der Einsatz zelltyp-spezifischer GR-defizienter M{\"a}use zeigte auf zellul{\"a}rer Ebene, dass f{\"u}r die Vermittlung von GC-Wirkungen die Expression des GR vor allem in T-Zellen unabdingbar ist, wohingegen die GR-Expression in myeloiden Zellen in diesem Kontext keine Bedeutung hat. Durch die Analyse des molekularen Mechanismus konnte festgestellt werden, dass diese Effekte durch Apoptoseinduktion und Herunterregulieren von Adh{\"a}sionsmolek{\"u}len in peripheren, aber nicht ZNS-residenten T-Zellen erzielt wurden. {\"U}berdies wurde ersichtlich, dass Dex die T-Zellmigration in das ZNS verhinderte. Diese Beobachtung unterst{\"u}tzt die Hypothese, dass Dex durch Apoptoseinduktion und Immunmodulation haupts{\"a}chlich auf periphere T-Zellen wirkt und somit den st{\"a}ndigen Influx neuer Immunzellen in das ZNS verhindert. Ferner konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die therapeutische Gabe hochdosierten Methylprednisolons (MP) in diesem EAE-Modell ebenfalls zu einer dosisabh{\"a}ngigen Verbesserung der EAE f{\"u}hrte. Diese beruhte auf einer reduzierten Lymphozyteninfiltration in das ZNS, war allerdings im Vergleich zur Dex-Therapie aufgrund geringerer Wirkpotenz weniger stark ausgepr{\"a}gt. Im Gegensatz dazu f{\"u}hrte die pr{\"a}ventive MP-Applikation zu einem verst{\"a}rkten EAE-Verlauf, der nach der Beeinflussung peripherer, h{\"a}matopoetischer Immunzellen auf eine verst{\"a}rkte Proliferation autoreaktiver T-Zellen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Im weiteren Verlauf der vorliegenden Arbeit wurde als m{\"o}glicher Ersatz f{\"u}r die Hochdosis-GC-Pulstherapie eine nicht-steroidale, antiinflammatorische Substanz im chronischen EAE-Modell der C57Bl/6 Maus etabliert. Erste tierexperimentelle Untersuchungen mit Compound A (CpdA) offenbarten eine lediglich geringe therapeutische Breite dieser Substanz, wobei innerhalb pharmakologischer Dosierungen dennoch therapeutische Wirkungen vermittelt werden konnten. Anhand von in vitro Experimenten konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass CpdA GR-unabh{\"a}ngig Apoptose induzierte, wobei Immunzellen und neuronale Zellen gegen{\"u}ber CpdA besonders empfindlich reagierten. Der Einsatz T-Zell-spezifischer GR-defizienter M{\"a}use konnte zeigen, dass CpdA f{\"u}r die Vermittlung therapeutischer Wirkungen den cGR ben{\"o}tigt. Ferner wurde offensichtlich, dass CpdA in Abwesenheit des cGR in T-Zellen eine signifikante Verschlechterung der EAE verursachte. Durch die Anwendung physikochemischer Analysenmethoden, wie der Massenspektrometrie und 1H-NMR-Spektroskopie, konnte festgestellt werden, dass CpdA in vitro in gepufferten Medien in eine zyklische, chemisch sehr reaktive Verbindung (Aziridin) metabolisiert wird. Diese kann sehr wahrscheinlich f{\"u}r die Apoptose-Induktion in Zellen und die in M{\"a}usen beobachteten neurotoxischen Ausfallerscheinungen verantwortlich gemacht werden. Durch chemische Analysen konnte in vitro in w{\"a}ssriger CpdA-L{\"o}sung ein weiterer Metabolit, das sympathomimetisch wirksame Synephrin, identifiziert werden. Um die Wirksamkeit adrenerger Substanzen in vivo zu testen, wurde das ß1/2-Sympathomimetikum Isoproterenol appliziert. Dieses verbesserte die EAE-Symptomatik, was sehr wahrscheinlich auf eine reduzierte Antigenpr{\"a}sentation und einer damit verbundenen verminderten T-Zellinfiltration in das ZNS zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist.},
  subject      = {Multiple Sklerose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Le2008,
  author    = {Le, Thu Ha},
  title     = {Protein dynamics in responder and non-responder solid tumor xenografts during oncolytic viral therapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32016},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {VACV GLV-1h68 was reported as a diagnostic/therapeutic vector which enters, replicates in, and reveals the locations of tumors in mice. Furthermore, the effect on tumor colonization, on tumor growth, regression and eradication by VACV GLV-1h68 without the need of any known genes with anti-tumoral activities was determined. To investigate differential protein expression between infected tumor cells and corresponding tumors, as well as between infected tumor cells, between infected tumors, proteomics is particularly used, possibly contributing to the understanding oncolytic ability on the protein level of VACV GLV-1h68. The given effects of VACV GLV-1h68 infection on cellular protein expression support tumor cell killing. In this study, differential protein expression was analyzed at different time points with two-dimensional gel electrophoresis (2DE) followed by MALDI-TOF/TOF identification. Comparative analysis of multiple 2-DE gels revealed that the majority of protein expression changes appeared at 48 hours post infection in cell cultivation and at 42 days post infection in tumors. Mass spectrometry identified 68, 75, 159 altered cellular proteins in the GI-101A, HT-29, PC-3 infected cells, respectively, including 30, 23, 49 up-regulated proteins and 38, 52, 110 down-regulated proteins 12 to 48 hours after infection. For xenografts, mass spectrometry identified 270, 101, 91 altered cellular proteins in the infected GI-101A, HT-29, PC-3 tumors, respectively, including 89, 70, 40 up-regulated proteins and 181, 31, 51 down-regulated proteins 7 to 42 days after infection. In general, in the cell lines, the proteins found to be differentially regulated are most often associated with metabolic processes, in particular with primary energy metabolism (glucose catabolism, TCA and lactate production). VAVC GLV 1h68 infection results in hijacking of the host translation apparatus, alteration of cytoskeleton networks, induce ubiqitin proteasome pathway (UPP) disorders. Particularly in tumors, the responses cover a much broader panel of cellular processes, including signalling (e.g., cell death), transport (in particular of iron ions) and migration. A common pathway to be up-regulated in both tumors and cell lines is the "unfolded protein response". Notably, VACV GLV-1h68 affected the anti-apoptosis pathways in GI-101A and PC-3 cancer cells but not in HT-29 xenografts. For example, GI-101A xenografts in mice appear 12 proteins associated with anti-apoptosis function. They were found down-regulated, including tumor protein-translationally-controlled (H-TPT1), rho-GDP-dissociation inhibitor alpha (H-GDIa), ywhaq protein (M-1433T), H-PRDX4, serine/threonine-protein phosphatase-2A-catalytic subunit beta isoform PP2A (M-Ppp2cb), eukaryotic translation initiation factor 2-subunit 1 alpha-35kDa (H-eIF2), H-actinin-\&\#945;1 (ACTN1 ), Annexin A1 (H-A1), annexin A5 (H-A5), Mouse albumin 1 (M-Alb1), dimethylarginine dimethylaminohydrolase 2 (H-DDAH2). In PC-3 xenografts, anti-apoptosis expression is lesser than those in GI-101A cells, however 3 anti-apoptosis associated proteins were down-regulated such as ARP3 actin-related protein-3-homolog (H-ARP3), Human FLNA protein, Rho GDP dissociation inhibitor (GDI) alpha (H-GDIa). In contrast, in HT-29 xenografts, there are several anti-apoptosis-associated proteins that show even to be up-regulated; they mostly belong to peroxiredoxin proteins. Lesson from HT-29 had been given what various means the HT-29 cells use to escape their apoptosis fate. This suggests that VAVC GLV1h68 infection may induce unbalance of unfolded protein response (UPR) but tending to anti-apoptosis-mediated proteins and promote the destructive elements of UPR, including caspase-12 cleavage and apoptosis. Taken together in this thesis research I have tried to compare protein profiles obtained from responder cell line and from regressing solid tumors colonized by VAVC GLV-1h68 with that of non-responding tumors. I also compared these data with PC-3 prostate cell line and tumor data on intermediate responder which alter mouse protein profiling in tumors similarly to the highly efficacious GI-101A breast tumor cell line. From these comparisons I have deduced exciting protein pattern signature characteristic for a responder or distinctly different from non-responder system. Combining these few crucial genes involved with the transcriptional test data obtained by fellow graduate student at NIH a novel national designed VACV GLV-1h68 strains with enhanced efficacy in many today non-responder cancer cell lines will be available to be tested into ongoing clinical trials.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmit2008,
  author    = {Schmit, Fabienne},
  title     = {LINC, a novel protein complex involved in the regulation of G2/M genes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29336},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Regulated progression through the cell cycle is essential for ordered cell proliferation. One of the best characterized tumor suppressors is the retinoblastoma protein pRB, which together with the E2F transcription factors regulates cell cycle progression. In the model organisms Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans, RB/E2F containing multiprotein complexes have been described as transcriptional regulators of gene expression. This work first describes a homologous complex in human cells named LINC (for LIN complex). It consists of a stable core complex containing LIN-9, LIN-37, LIN-52, LIN-54 and RbAp48. This core complex interacts cell cycle-dependently with different pocket proteins and transcription factors. In quiescent cells, LINC associates with p130 and E2F4. In S-phase cells these interactions are lost and LINC binds to B-MYB and p107. The transient knock-down of LIN-54 in primary fibroblasts, as the depletion of LIN-9, leads to cell cycle defects. The cells are delayed before the entry into mitosis. This effect is due to the fact that the knock-down of LINC components leads to the downregulation of cell cycle genes responsible for the entry into and exit from mitosis as well as for checkpoints during mitosis. These LINC target genes are known E2F G2/M target genes, which are expressed later than the classical G1/S E2F target genes. The transcriptional regulation by LINC is a direct effect as LINC binds to the promoters of its target genes throughout the cell cycle. LINC contains three DNA-binding proteins. E2F4 and B-MYB, which cell cycle-dependently bind to LINC, are known DNA-binding transcription factors. Additionally, it is show here that the LINC core complex member LIN-54 also directly binds to the promoter of a LINC target gene. Although the exact molecular mechanism of LINC function needs to be analyzed further, data in this work provide a model for the delayed activation of G2/M target genes. B-MYB, a G1/S E2F target gene, binds to LINC upon its expression in S-phase. Then only LINC is a transcriptional activator that induces the expression of the G2/M genes. This provides an explanation for the delayed expression of these E2F G2/M target genes.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bertolucci2008,
  author    = {Bertolucci, Franco},
  title     = {Operant and classical learning in Drosophila melanogaster: the ignorant gene (ign)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33984},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {One of the major challenges in neuroscience is to understand the neuronal processes that underlie learning and memory. For example, what biochemical pathways underlie the coincidence detection between stimuli during classical conditioning, or between an action and its consequences during operant conditioning? In which neural substructures is this information stored? How similar are the pathways mediating these two types of associative learning and at which level do they diverge? The fly Drosophila melanogaster is an appropriate model organism to address these questions due to the availability of suitable learning paradigms and neurogenetic tools. It permits an extensive study of the functional role of the gene S6KII which in Drosophila had been found to be differentially involved in classical and operant conditioning (Bertolucci, 2002; Putz et al., 2004). Genomic rescue experiments showed that olfactory conditioning in the Tully machine, a paradigm for Pavlovian olfactory conditioning, depends on the presence of an intact S6KII gene. This rescue was successfully performed on both the null mutant and a partial deletion, suggesting that the removal of the phosphorylating unit of the kinase was the main cause of the functional defect. The GAL4/UAS system was used to achieve temporal and spatial control of S6KII expression. It was shown that expression of the kinase during the adult stage was essential for the rescue. This finding ruled out a developmental origin of the mutant learning phenotype. Furthermore, targeted spatial rescue of S6KII revealed a requirement in the mushroom bodies and excluded other brain structures like the median bundle, the antennal lobes and the central complex. This pattern is very similar to the one previously identified with the rutabaga mutant (Zars et al., 2000). Experiments with the double mutant rut, ign58-1 suggest that both rutabaga and S6KII operate in the same signalling pathway. Previous studies had already shown that deviating results from operant and classical conditioning point to different roles for S6KII in the two types of learning (Bertolucci, 2002; Putz, 2002). This conclusion was further strengthened by the defective performance of the transgenic lines in place learning and their normal behavior in olfactory conditioning. A novel type of learning experiment, called "idle experiment", was designed. It is based on the conditioning of the walking activity and represents a purely operant task, overcoming some of the limitations of the "standard" heat-box experiment, a place learning paradigm. The novel nature of the idle experiment allowed exploring "learned helplessness" in flies, unveiling astonishing similarities to more complex organisms such as rats, mice and humans. Learned helplessness in Drosophila is found only in females and is sensitive to antidepressants.},
  subject      = {Klassische Konditionierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zube2008,
  author    = {Zube, Christina},
  title     = {Neuronal representation and processing of chemosensory communication signals in the ant brain},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30383},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Ants heavily rely on olfaction for communication and orientation and ant societies are characterized by caste- and sex-specific division of labor. Olfaction plays a key role in mediating caste-specific behaviours. I investigated whether caste- and sex-specific differences in odor driven behavior are reflected in specific differences and/or adaptations in the ant olfactory system. In particular, I asked the question whether in the carpenter ant, Camponotus floridanus, the olfactory pathway exhibits structural and/or functional adaptations to processing of pheromonal and general odors. To analyze neuroanatomical specializations, the central olfactory pathway in the brain of large (major) workers, small (minor) workers, virgin queens, and males of the carpenter ant C. floridanus was investigated using fluorescent tracing, immunocytochemistry, confocal microscopy and 3D-analyzes. For physiological analyzes of processing of pheromonal and non-pheromonal odors in the first odor processing neuropil , the antennal lobe (AL), calcium imaging of olfactory projection neurons (PNs) was applied. Although different in total glomerular volumes, the numbers of olfactory glomeruli in the ALs were similar across the female worker caste and in virgin queens. Here the AL contains up to ~460 olfactory glomeruli organized in 7 distinct clusters innervated via 7 antennal sensory tracts. The AL is divided into two hemispheres regarding innervations of glomeruli by PNs with axons leaving via a dual output pathway. This pathway consists of the medial (m) and lateral (l) antenno-cerebral tract (ACT) and connects the AL with the higher integration areas in the mushroom bodies (MB) and the lateral horn (LH). M- and l-ACT PNs differ in their target areas in the MB calyx and the LH. Three additional ACTs (mediolateral - ml) project to the lateral protocerebrum only. Males had ~45\% fewer glomeruli compared to females and one of the seven sensory tracts was absent. Despite a substantially smaller number of glomeruli, males possess a dual PN output pathway to the MBs. In contrast to females, however, only a small number of glomeruli were innervated by projection neurons of the m-ACT. Whereas all glomeruli in males were densely innervated by serotonergic processes, glomeruli innervated by sensory tract six lacked serotonergic innervations in the female castes. It appears that differences in general glomerular organization are subtle among the female castes, but sex-specific differences in the number, connectivity and neuromodulatory innervations of glomeruli are substantial and likely to promote differences in olfactory behavior. Calcium imaging experiments to monitor pheromonal and non-pheromonal processing in the ant AL revealed that odor responses were reproducible and comparable across individuals. Calcium responses to both odor groups were very sensitive (10-11 dilution), and patterns from both groups were partly overlapping indicating that processing of both odor classes is not spatially segregated within the AL. Intensity response patterns to the pheromone components tested (trail pheromone: nerolic acid; alarm pheromone: n-undecane), in most cases, remained invariant over a wide range of intensities (7-8 log units), whereas patterns in response to general odors (heptanal, octanol) varied across intensities. Durations of calcium responses to stimulation with the trail pheromone component nerolic acid increased with increasing odor concentration indicating that odor quality is maintained by a stable pattern (concentration invariance) and intensity is mainly encoded in the response durations of calcium activities. For n-undecane and both general odors increasing response dynamics were only monitored in very few cases. In summary, this is the first detailed structure-function analyses within the ant's central olfactory system. The results contribute to a better understanding of important aspects of odor processing and olfactory adaptations in an insect's central olfactory system. Furthermore, this study serves as an excellent basis for future anatomical and/or physiological experiments.},
  subject      = {Gehirn},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stoll2008,
  author    = {Stoll, Regina},
  title     = {Einfluss der Phosphoenolpyruvat-Phosphotransferasesysteme auf die Aktivit{\"a}t des Virulenzgenregulators PrfA von Listeria monocytogenes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32072},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die PrfA-Aktivit{\"a}t im L. monocytogenes Stamm EGD sowie dessen prfA Deletionsmutante mit dem prfA- bzw. prfA*-Gen unter Kontrolle des prfA-Promotors auf dem High-Copy Plasmid pERL3 wurde nach Wachstum in BHI, LB (Luria-Bertani Medium) und definiertem MM untersucht. Die Medien waren versetzt mit 50 mM der PTS-Kohlenstoffquellen Glucose, Mannose oder Cellobiose oder mit der Nicht-PTS-Kohlenstoffquelle Glycerin. Mit dem Wildtyp EGD konnte in BHI und LB mit allen genannten Kohlenstoffquellen nur eine geringe PrfA-Aktivit{\"a}t beobachtet werden. In MM dagegen war die PrfA-Aktivit{\"a}t in Anwesenheit von Glycerin stark erh{\"o}ht und mit Cellobiose als einziger Kohlenstoffquelle stark reprimiert. Mit dem PrfA*-{\"u}berexprimierenden Stamm wurden unter allen Bedingungen hohe PrfA-Aktivit{\"a}t gefunden. EGD\&\#916;prfApPrfA zeigte dagegen trotz gleicher PrfA-Menge wie EGD\&\#916;prfApPrfA* nur in BHI eine hohe PrfA-Aktivit{\"a}t. Die Zugabe des Amberlites XAD4 in LB erh{\"o}ht die reduzierte PrfA-Aktivit{\"a}t in EGD\&\#916;prfApPrfA und in MM verst{\"a}rkt XAD4-Zugabe die PrfA-Aktivit{\"a}t des Wildtyps. Eine ptsH-Mutante ist in LB und MM unabh{\"a}ngig von der Zugabe einer der vier Kohlenstoffquellen nicht in der Lage zu wachsen (Stoll et al., 2008), was darauf hin deutet, dass die Aufnahme der verwendeten Kohlenstoffquelle und auch der Glycerinstoffwechsel von einem intakten PTS-Weg abh{\"a}ngig sind. In BHI stehen dagegen offensichtlich noch PTS-unabh{\"a}ngige Kohlenstoffquellen zur Verf{\"u}gung, da die ptsH-Mutante in BHI noch wachsen kann. Dies unterst{\"u}tzt auch die Beobachtung, dass die Generationszeiten von L. monocytogenes in LB und vor allem MM im Vergleich zu BHI wesentlich l{\"a}nger sind. Expressionsdaten der PTS-Gene wurden von allen drei St{\"a}mmen unter verschiedenen Wachstumsbedingungen erstellt. Die Daten deuten darauf hin, dass die PrfA-Aktivit{\"a}t mit der Expressionsst{\"a}rke und dem Phosphorylierungsstatus bestimmter PTS-Permeasen zusammenh{\"a}ngt. PTS-Permeasen bestehen immer aus mindestens drei Dom{\"a}nen, der Membran {\"u}berspannenden Zucker transportierenden Dom{\"a}ne EIIC (und EIID im Falle von Mannose spezifischen PTS) und den zwei im Zytosol l{\"o}slichen Komponenten EIIA und EIIB. EIIA wird direkt von HPr-His-P phosphoryliert, welches sein Phosphat von dem von PEP phosphorylierten EI empf{\"a}ngt. Das PTS spielt neben der Zuckeraufnahme eine Rolle in vielen regulatorischen Vorg{\"a}ngen in der Bakterienzelle, unter anderem in der Pathogenese (Barabote and Saier, 2005; Deutscher et al., 2006; Postma et al., 1993). Listerien codieren f{\"u}r alle sieben bekannten PTS-Familien, 86 Gene codieren f{\"u}r 29 komplette und einige unvollst{\"a}ndige PTS. Trotz der großen Anzahl an PTS-Genen besitzt L. monocytogenes kein vollst{\"a}ndiges PtsG, welches homolog zu E. coli oder B. subtilis ist, sondern nur ein EIIAGlc. Um die an der Glucoseaufnahme involvierten PTS-Permeasen zu identifizieren und einen m{\"o}glichen Zusammenhang zwischen diesen PTS-Permeasen und der PrfA-Aktivit{\"a}t zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit systematisch PTS-Permeasen deletiert, welche f{\"u}r putative Beta-Glucosid-PTS (PTSGlc), Mannose-PTS (PTSMan) und Cellobiose-PTS (PTSLac) codieren. Diese Deletionsmutanten wurden bez{\"u}glich ihres Wachstumes in Gegenwart der entsprechenden PTS-Zucker und die PrfA-Aktivit{\"a}t untersucht. Deletionen von in L. monocytogenes EGD-e nur schwach exprimierten PTSGlc haben keinen Einfluss auf das Wachstum in MM mit 10 mM Glucose oder Cellobiose. Von den vier exprimierten PTSMan sind zumindest zwei eindeutig in der Lage, Glucose zu transportieren, und die Deletion dieser PTS-Permeasen, codiert von lmo0096-0098 und lmo0781-0784, erh{\"o}ht sehr deutlich die Expression des im Wildtyp wenig exprimierten Gens f{\"u}r die PTS-Permease PTSGlc(lmo0027). F{\"u}r den Cellobiose-Transport scheint von den sechs vollst{\"a}ndigen PTSLac-Permeasen vor allem PTSLac(lmo2683-2685) und nach Deletion dieses Operons, ebenfalls die PTSGlc(lmo0027)-Permease wichtig zu sein. Obwohl die multiple Deletion dieser f{\"u}r die Glucose/Mannose- bzw. Cellobiose-Aufnahme in L. monocytogenes wichtigen PTS-Permeasen das Wachstum in definiertem MM drastisch reduziert, haben diese Deletionen offensichtlich keine Auswirkung auf das intrazellul{\"a}re Wachstum, da die Infektionsrate so effizient ist wie die des Wildtyps. Auf PrfA hat die schrittweise Deletion der Glucose/Mannose-spezifischen PTS-Permeasen nach Wachstum in MM mit Glucose als einziger Kohlenstoffquelle eine aktivierende Wirkung, jedoch keine Auswirkung nach Wachstum in Cellobiose-haltigem MM. Umgekehrt verh{\"a}lt es sich mit den PTSLac-Deletionsmutanten. In vitro Transkriptionsstudien mit (teilweise phosphoryliert) aufgereinigten Lmo0096 (EIIABMan) und Lmo1017 (EIIAGlc) -Proteinen deuten auf eine direkte Interaktion zwischen PrfA und bestimmten EII-Proteinen hin. Dies konnte f{\"u}r Lmo0096 auch in Immunpr{\"a}zipitationsassays gezeigt werden. Eine {\"U}berexpression von Lmo0096 f{\"u}hrte zudem zu einer sehr deutlichen Reduktion der PrfA-Aktivit{\"a}t nach Wachstum in MM mit Glucose.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lazariotou2008,
  author    = {Lazariotou, Maria},
  title     = {Gentechnologische Reduktion der Expression des Autoantigens Glutamatdecarboxylase (GAD) in insulinproduzierenden Zellen des endokrinen Pankreas},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30878},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte gepr{\"u}ft werden ob durch Reduktion der Glutamatdecarboxylase (GAD) Expression eine Reduktion des autoimmunogenen Potenzials in insulinproduzierenden Beta-Zellen des endokrinen Pankreas erreicht werden kann. Aus der Literatur ist bekannt, dass GAD als Autoantigen eine zentrale Stellung bei der Induktion der T-Zell vermittelten Insulitis einnimmt. Der Prozess, welcher zur Beta-Zell-Apoptose des Typ 1 Diabetes f{\"u}hrt, ist ein bislang wenig verstandener komplexer Vorgang. Ein besseres Verst{\"a}ndnis dieses Prozesses k{\"o}nnte zur Pr{\"a}vention der Beta-Zell-Zerst{\"o}rung in der fr{\"u}hen Phase des Typ 1 Diabetes beitragen. In den f{\"u}r die Untersuchungen verwendeten INS-1 Zellen werden die beiden Isoformen der GAD exprimiert. Durch einen antisense Ansatz sollte in INS-1 Zellen die GAD Expression beider Isoformen supprimiert werden. In dieser Arbeit wurden zwei Methoden zur gezielten Suppression der Expression des Autoantigens GAD65 etabliert. Es konnte ein antisense Klon identifiziert werden, bei dem die endogene GAD65 mRNA fast nicht mehr detektierbar war. Auf Protein Ebene, im Westernblot konnte dieses Ergebnis jedoch nicht best{\"a}tigt werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Funktion der INS-1 Zellen mit supprimierter GAD65 Expression charakterisiert. Dieser Punkt beinhaltet die Analyse der Expression von Genen, welche die Beta-Zell-Funktion definieren, die Glukose-abh{\"a}ngige Insulinsekretion sowie die Regulation der Zytokin-induzierten Apoptose. Dabei zeigte sich aus Daten der RT-PCR, dass die mRNAs von anderen Beta-Zell-spezifischen Genen wie GLUT2, Glukokinase, Proinsulin, IDX1 und Nkx6.1 in unver{\"a}nderter Menge nachweisbar sind. Also bleibt die Funktion der INS-1 Beta-Zellen erhalten, da selbst durch forcierte Reduktion der Expression des Autoantigens GAD65 die Glukose-induzierte Insulinsekretionskapazit{\"a}t im Wesentlichen nicht beeintr{\"a}chtigt wird. In vitro Untersuchungen zeigten eine unver{\"a}nderte Sensitivit{\"a}t der Zytokin-induzierten Apoptose nach GAD65 Suppression in INS-1 Zellen. Die zuvor genannten Resultate und die Tatsache, dass die GAD wohl eines der wichtigsten Autoantigene im Rahmen der Immunpathogenese des Typ 1 Diabetes ist, stellen die Grundlage f{\"u}r die Generierung GAD-supprimierter transplantierbarer Beta-Zellen mit guter Transplantatfunktion dar. Im Hinblick auf eine m{\"o}gliche therapeutische Anwendung bei der Behandlung dieser humanen Autoimmunerkrankung demonstrieren die vorliegenden Daten, dass im Rahmen einer Inselzelltransplantation die Verwendung von GAD-supprimierten Beta-Zellen bei der Transplantation in das endokrine Pankreas des Menschen zu einer Verminderung von Autoimmunreaktionen f{\"u}hren k{\"o}nnte.},
  subject      = {Glutamat-Decarboxylase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Engelmann2008,
  author    = {Engelmann, Julia Cath{\´e}rine},
  title     = {DNA microarrays: applications and novel approaches for analysis and interpretation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29747},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Dissertation wird die Entwicklung eines phylogenetischen DNA Microarrays, die Analyse von mehreren Microarray-Genexpressionsdatens{\"a}tzen und neue Ans{\"a}tze f{\"u}r die Datenanalyse und Interpretation der Ergebnisse vorgestellt. Die Entwicklung und Analyse der Daten eines phylogenetischen DNA Microarrays wird in der ersten Publikation dargestellt. Ich konnte zeigen, dass die Spezies-Detektion mit phylogenetischen Microarrays durch die Datenanalyse mit einem linearen Regressionsansatz signifikant verbessert werden kann. Standard-Methoden haben bislang nur Signalintensit{\"a}ten betrachtet und eine Spezies als an- oder abwesend bezeichnet, wenn die Signalintensit{\"a}t ihres Messpunktes oberhalb eines willk{\"u}rlich gesetzten Schwellenwertes lag. Dieses Verfahren ist allerdings aufgrund von Kreuz-Hybridisierungen nicht auf sehr nah verwandte Spezies mit hoher Sequenzidentit{\"a}t anwendbar. Durch die Modellierung des Hybridisierungs und Kreuz-Hybridisierungsverhaltens mit einem linearen Regressionsmodell konnte ich zeigen, dass Spezies mit einer Sequenz{\"a}hnlichkeit von 97\% im Markergen immer noch unterschieden werden k{\"o}nnen. Ein weiterer Vorteil der Modellierung ist, dass auch Mischungen verschiedener Spezies zuverl{\"a}ssig vorhergesagt werden k{\"o}nnen. Theoretisch sind auch quantitative Vorhersagen mit diesem Modell m{\"o}glich. Um die großen Datenmengen, die in {\"o}ffentlichen Microarray-Datenbanken abgelegt sind besser nutzen zu k{\"o}nnen, bieten sich Meta-Analysen an. In der zweiten Publikation wird eine explorative Meta-Analyse auf Arabidopsis thaliana-Datens{\"a}tzen vorgestellt. Mit der Analyse verschiedener Datens{\"a}tze, die den Einfluss von Pflanzenhormonen, Pathogenen oder verschiedenen Mutationen auf die Genexpression untersucht haben, konnten die Datens{\"a}tze anhand ihrer Genexpressionsprofile in drei große Gruppen eingeordnet werden: Experimente mit Indol-3-Essigs{\"a}ure (IAA), mit Pathogenen und andere Experimente. Gene, die charakteristisch f{\"u}r die Gruppe der IAA-Datens{\"a}tze beziehungsweise f{\"u}r die Gruppe der Pathogen-Datens{\"a}tze sind, wurden n{\"a}her betrachtet. Diese Gene hatten Funktionen, die bereits mit Pathogenbefall bzw. dem Einfluss von IAA in Verbindung gebracht wurden. Außerdem wurden Hypothesen {\"u}ber die Funktionen von bislang nicht annotierten Genen aufgestellt. In dieser Arbeit werden auch Prim{\"a}ranalysen von einzelnen Arabidopsis thaliana Genexpressions-Datens{\"a}tzen vorgestellt. In der dritten Publikation wird ein Experiment beschrieben, das durchgef{\"u}hrt wurde um herauszufinden ob Mikrowellen-Strahlung einen Einfluss auf die Genexpression einer Zellkultur hat. Dazu wurden explorative Analysemethoden angewendet. Es wurden geringe aber signifikante Ver{\"a}nderungen in einer sehr kleinen Anzahl von Genen beobachtet, die experimentell best{\"a}tigt werden konnten. Die Funktionen der regulierten Gene und eine Meta-Analyse mit {\"o}ffentlich zug{\"a}nglichen Datens{\"a}tzen einer Datenbank deuten darauf hin, dass die pflanzliche Zellkultur die Strahlung als eine Art Energiequelle {\"a}hnlich dem Licht wahrnimmt. Des weiteren wird in der vierten Publikation die funktionelle Analyse eines Arabidopsis thaliana Genexpressionsdatensatzes beschrieben. Die Analyse der Genexpressions eines pflanzlichen Tumores zeigte, dass er seinen Stoffwechsel von aerob und auxotroph auf anaerob und heterotroph umstellt. Gene der Photosynthese werden im Tumorgewebe reprimiert, Gene des Aminos{\"a}ure- und Fettstoffwechsels, der Zellwand und Transportkan{\"a}le werden so reguliert, dass Wachstum und Entwicklung des Tumors gef{\"o}rdert werden. In der f{\"u}nften Publikation in dieser Arbeit wird GEPAT (Genome Expression Pathway Analysis Tool) beschrieben. Es besteht aus einer Internet- Anwendung und einer Datenbank, die das einfache Hochladen von Datens{\"a}tzen in die Datenbank und viele M{\"o}glichkeiten der Datenanalyse und die Integration anderer Datentypen erlaubt. In den folgenden zwei Publikationen (Publikation 6 und Publikation 7) wird GEPAT auf humane Microarray-Datens{\"a}tze angewendet um Genexpressionsdaten mit weiteren Datentypen zu verkn{\"u}pfen. Genexpressionsdaten und Daten aus vergleichender Genom-Hybridisierung (CGH) von prim{\"a}ren Tumoren von 71 Mantel-Zell-Lymphom (MCL) Patienten erm{\"o}glichte die Ermittlung eines Pr{\"a}diktors, der die Vorhersage der {\"U}berlebensdauer von Patienten gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Methoden verbessert. Die Analyse der CGH Daten zeigte, dass auch diese f{\"u}r die Vorhersage der {\"U}berlebensdauer geeignet sind. F{\"u}r den Datensatz von Patienten mit großzellig diffusem B-Zell-Lymphom DLBCL konnte aus den Genexpressionsdaten ebenfalls ein neuer Pr{\"a}diktor vorgeschlagen werden. Mit den zwischen lang und kurz {\"u}berlebenden Patienten differentiell exprimierten Genen der MCL Patienten und mit den Genen, die zwischen den beiden Untergruppen von DLBCL reguliert sind, wurden Interaktionsnetzwerke gebildet. Diese zeigen, dass bei beiden Krebstypen Gene des Zellzyklus und der Proliferation zwischen Patienten mit kurzer und langer {\"U}berlebensdauer unterschiedlich reguliert sind.},
  subject      = {Microarray},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fink2008,
  author    = {Fink, Kristin},
  title     = {Toxins in Renal Disease and Dialysis Therapy : Genotoxic Potential and Mechanisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31082},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In patients suffering from end-stage renal disease who are treated by hemodialysis genomic damage as well as cancer incidence is elevated. One possible cause for the increased genomic damage could be the accumulation of genotoxic substances in the blood of patients. Two possible sources for those toxins have to be considered. The first possibility is that substances from dialysers, the blood tubing system or even contaminated dialysis solutions may leach into the blood of the patients during dialysis. Secondly, the loss of renal filtration leads to an accumulation of substances which are normally excreted by the kidney. If those substances possess toxic potential, they are called uremic toxins. Several of these uremic toxins are potentially genotoxic. Within this thesis several exemplary uremic toxins have been tested for genotoxic effects (homocysteine, homocysteine-thiolactone,leptine, advanced glycated end-products). Additionally, it was analysed whether substances are leaching from dialysers or blood tubing and whether they cause effects in in vitrotoxicity testing. The focus of chemical analytisis was on bisphenol A (BPA), the main component of plastics used in dialysers and dialyser membranes.},
  subject      = {Bisphenol A},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gros2008,
  author    = {Gros, Andreas},
  title     = {Interactions in the evolution of dispersal distance and emigration probability},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29226},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Chapter 1 - Evolution of local adaptations in dispersal strategies The optimal probability and distance of dispersal largely depend on the risk to end up in unsuitable habitat. This risk is highest close to the habitat's edge and consequently, optimal dispersal probability and distance should decline towards the habitat's border. This selection should lead to the emergence of spatial gradients in dispersal strategies. However, gene flow caused by dispersal itself is counteracting local adaptation. Using an individual based model I investigate the evolution of local adaptations of dispersal probability and distance within a single, circular, habitat patch. I compare evolved dispersal probabilities and distances for six different dispersal kernels (two negative exponential kernels, two skewed kernels, nearest neighbour dispersal and global dispersal) in patches of different size. For all kernels a positive correlation between patch size and dispersal probability emerges. However, a minimum patch size is necessary to allow for local adaptation of dispersal strategies within patches. Beyond this minimum patch area the difference in mean dispersal distance between center and edge increases linearly with patch radius, but the intensity of local adaptation depends on the dispersal kernel. Except for global and nearest neighbour dispersal, the evolved spatial pattern are qualitatively similar for both, mean dispersal probability and distance. I conclude, that inspite of the gene-flow originating from dispersal local adaptation of dispersal strategies is possible if a habitat is of sufficient size. This presumably holds for any realistic type of dispersal kernel. Chapter 2 - How dispersal propensity and distance depend on the capability to assess population density We analyze the simultaneous evolution of emigration probability and dispersal distance for species with different abilities to assess habitat quality (population density) and which suffer from distance dependent dispersal costs. Using an individual-based model I simulate dispersal as a multistep (patch to patch) process in a world consisting of habitat patches surrounded by lethal matrix. Our simulations show that natal dispersal is strongly driven by kin-competition but that consecutive dispersal steps are mostly determined by the chance to immigrate into patches with lower population density. Consequently, individuals following an informed strategy where emigration probability depends on local population density disperse over larger distances than individuals performing density-independent emigration; this especially holds when variation in environmental conditions is spatially correlated. However, already moderate distance-dependent dispersal costs prevent the evolution of long-distance dispersal irrespectively of the chosen dispersal strategy. Chapter 3 - Evolution of sex-biased dispersal: the role of sex-specific dispersal costs, demographic stochasticity, and inbreeding Inbreeding avoidance and asymmetric competition over resources have both been identified as factors favouring the evolution of sex- biased dispersal. It has also been recognized that sex-specific costs of dispersal would promote selection for sexspecific dispersal, but there is little quantitative information on this aspect. In this paper I explore (i) the quantitative relationship between cost-asymmetry and a bias in dispersal, (ii) the influence of demographic stochasticity on this effect, and (iii) how inbreeding and cost-asymmetry interact in their effect on sex-specific dispersal. I adjust an existing analytical model to account for sex-specific costs of dispersal. Based on numerical calculations I predict a severe bias in dispersal already for small differences in dispersal costs. I corroborate these predictions in individualbased simulations, but show that demographic stochasticity generally leads to more balanced dispersal. In combination with inbreeding, cost asymmetries will usually determine which of the two sexes becomes the more dispersive. Chapter 4 - Evolution of sex-biased dispersal: the role of sex-specific dispersal costs, demographic stochasticity, and inbreeding Inbreeding depression, asymmetries in costs or benefits, and the mating system have been identified as potential factors underlying the evolution of sex-biased dispersal. We use individual-based simulations to explore how the mating system and demographic stochasticity influence the evolution of sex-specific dispersal in a metapopulation with females competing over breeding sites, and males over mating opportunities. Comparison of simulation results for random mating with those for a harem system (locally, a single male sires all offspring) reveal that even extreme variance in local male reproductive success (extreme male competition) does not induce a male bias in dispersal. The latter evolves if between-patch variance in reproductive success is larger for males than females. This can emerge due to demographic stochasticity if habitat patches are small. More generally, members of a group of individuals experiencing higher spatio-temporal variance in fitness expectations may evolve to disperse with greater probability than others.},
  subject      = {Theoretische {\"O}kologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mentzel2008,
  author    = {Mentzel, Benjamin Tobias},
  title     = {Biochemische und ph{\"a}notypische Untersuchungen zur Funktion der p21-aktivierten Kinase DPAK3 in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30290},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Gegenstand dieser Arbeit ist das Drosophila melanogaster Protein DPAK3, ein Vertreter der hochkonservierten Familie der p21-aktivierten Kinasen (PAK). DPAK3 und seine Homologen aus anderen Insektenarten und C. elegans k{\"o}nnen aufgrund eines Vergleichs der Proteinsequenz und struktureller Merkmale in eine eigenen Untergruppe 1* innerhalb der Gruppe 1 der PAK-Proteine eingeordnet werden. Das Genom von Drosophila kodiert noch f{\"u}r zwei weitere PAK-Proteine, das zur Gruppe 1 geh{\"o}rende DPAK1 und das Gruppe 2 PAK-Protein Mbt. Wie die klassischen Gruppe 1 PAK-Proteine bildet DPAK3 im inaktiven Zustand Dimere. DPAK3 interagiert mit den GTP-gebundenen Formen der RhoGTPasen Rac1, Rac2 und Cdc42. Durch die Bindung dieser Proteine geht DPAK3 aus dem dimeren in den monomeren Zustand {\"u}ber und seine Kinaseaktivit{\"a}t wird durch diese Bindung gesteigert. DPAK3 ist f{\"u}r die Ausbildung der korrekten Morphologie kultivierter Drosophila Zellen erforderlich und beeinflußt die Regulation des Aktinzytoskeletts. Weiterhin konnte CK2beta, die regulatorische Untereinheit der Casein Kinase 2, als neuer Regulator von p21-aktivierten Kinasen identifiziert werden. Das Genom von Drosophila besitzt drei Transkriptionseinheiten, die f{\"u}r CK2beta', CK2betatestes und f{\"u}nf verschiedene Isoformen von CK2beta kodieren. Eine vergleichende Analyse zeigt, daß alle CK2beta-Proteine mit DPAK1, DPAK3 und in geringerem Maß auch mit Mbt interagieren und in der Lage sind, die Aktivit{\"a}t der PAK-Proteine in vitro zu hemmen. Die Bindung von CK2beta an DPAK3 wird, wie bei allen anderen Serin- / Threoninkinasen, die bisher als Interaktionspartner von CK2beta identifiziert wurden, {\"u}ber die Kinasedom{\"a}ne von DPAK3 vermittelt. Die Bildung des aus zwei katalytischen CK2a und zwei CK2beta Untereinheiten bestehenden CK2-Holoenzyms h{\"a}ngt von der F{\"a}higkeit von CK2beta ab, Dimere zu bilden. Es konnte gezeigt werden, daß die Bildung eines b-b Dimers f{\"u}r die Interaktion mit und Regulation von DPAK3 nicht erforderlich ist. In vivo wurden die bisher bekannten Dpak3 Allele untersucht, wobei kein gesichertes Nullallel identifiziert werden konnte. Durch enzymatisch katalysierte Rekombination wurde eine neue Deletion hergestellt, die das komplette Leseraster von Dpak3 entfernt. Mit Hilfe von genetischen Mosaiken wurde die Rolle von DPAK3 in der Augenentwicklung untersucht. Durch den Verlust der Genfunktion von Dpak3 wird die Ausbildung der korrekten Struktur der Komplexaugen nur leicht beeintr{\"a}chtigt. Bei der Analyse einer Dpak1 Mutante wurde dasselbe Ergebnis erzielt. Gleichzeitiger Verlust der Genfunktion von Dpak1 und Dpak3 hingegen f{\"u}hrt zu massiven strukturellen Defekten. DPAK1 und DPAK3 erf{\"u}llen somit zumindest teilweise redundante Funktionen in der Augenentwicklung. Es wird Gegenstand zuk{\"u}nftiger Studien sein m{\"u}ssen, die gemeinsamen und getrennten Funktionen dieser PAK-Proteine in Drosophila aufzukl{\"a}ren.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Michels2008,
  author    = {Michels, Birgit},
  title     = {Towards localizing the Synapsin-dependent olfactory memory trace in the brain of larval Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36338},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Animals need to adapt and modify their behaviour according to a changing environment. In particular, the ability to learn about rewarding or punishing events is crucial for survival. One key process that underlies such learning are modifications of the synaptic connection between nerve cells. This Thesis is concerned with the genetic determinants of such plasticity, and with the site of these modifications along the sensory-to-motor loops in Drosophila olfactory learning. I contributed to the development and detailed parametric description of an olfactory associative learning paradigm in larval fruit flies (Chapter I.1.). The robustness of this learning assay, together with a set of transgenic Drosophila strains established during this Thesis, enabled me to study the role for Synapsin, a presynaptic phosphoprotein likely involved in synaptic plasticity, in this form of learning (Chapter I.2.), and to investigate the cellular site of the corresponding Synapsin-dependent memory trace (Chapter I.3.). These data provide the first comprehensive account to-date of the neurogenetic bases of learning in larval Drosophila. The role for Synapsin was also analyzed with regard to pain-relief learning in adult fruit flies (Chapter II.1.); that is, if an odour precedes an electric shock during training, flies subsequently avoid that odour ('punishment learning'), whereas presentation of the odour upon the cessation of shock subsequently leads to approach towards the odour ('relief larning'). Such pain-relief learning was also the central topic of a study concerning the white gene (Chapter II.2.), which as we report does affect pain-relief as well as punishment learning in adult flies, but leaves larval odour-food learning unaffected. These studies regarding pain-relief learning provide the very first hints, in any experimental system, concerning the genetic determinants of this form of learning.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Porps2008,
  author    = {Porps, Patrick},
  title     = {Erh{\"o}hte Lebenserwartung und Resistenz gegen{\"u}ber oxidativem Stress in Maus-Prion-Protein (PrP)-exprimierenden Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36171},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {{\"U}bertragbare spongiforme Enzephalopathien (TSE) wie Scrapie beim Schaf, die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE) beim Rind oder die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD) beim Menschen sind fortschreitende neurodegenerative Erkrankungen, die nach langer Inkubationszeit zum Tod f{\"u}hren. Die protein only-Hypothese besagt, dass das infekti{\"o}se Agens „Prion" teilweise oder vollst{\"a}ndig aus dem zellul{\"a}ren Prion-Protein (PrPC) besteht und nach Infektion des Organismus die Konversion von PrPC in die pathogene Isoform (PrPSc) verursacht. Die der Krankheit zugrunde liegenden neuropathologischen Mechanismen und die physiologische Funktion von PrPC sind bisher unbekannt. Es wurden jedoch eine neuroprotektive Funktion oder eine m{\"o}gliche Rolle im Zusammenhang mit der oxidativen Stress Hom{\"o}ostase postuliert. In dieser Arbeit wurden transgene Drosophila melanogaster-Linien als Modell zur Untersuchung der Funktion von PrPC etabliert. Unter Verwendung des Expressionssystems UAS/GAL4 exprimierten die Fliegen entweder wildtypisches PrP (wt-PrP) oder eine trunkierte, krankheits-assoziierte Mutante PrP\&\#916;32-134 (tr-PrP), der die potentielle neuroprotektive Octarepeat-Dom{\"a}ne entfernt wurde. Wt-PrP transgene Fliegen zeigten nach Vergleich mit Kontrolllinien eine signifikante, um 20\% erh{\"o}hte allgemeine Lebenserwartung. Obwohl die Expression von tr-PrP in Drosophila zu keinen nachweisbaren neuropathologischen Ver{\"a}nderungen f{\"u}hrte, wurde die Lebensspanne um 8\% reduziert. Ko-Expression von wt-PrP und tr-PrP konnte diesen Effekt nicht komplementieren, was eine chronische Toxizit{\"a}t der trunkierten Form nahelegt, die in diesem Zusammenhang der Neuroprotektion {\"u}bergeordnet ist. Da Lebenserwartung und Stressresistenz eng miteinander korrelieren, wurden die Fliegen den reaktiven Sauerstoffspezies Wasserstoffperoxid, Sauerstoff und Paraquat ausgesetzt, um auf drei unabh{\"a}ngigen Wegen oxidativen Stress zu induzieren. In der Tat vermittelt wt-PrP eine signifikante Stressresistenz, wohingegen tr-PrP-exprimierende Tiere eine normale Anf{\"a}lligkeit offenbarten, die jedoch teilweise durch Ko-Expression beider PrP-Formen komplementiert werden konnte. Hier erscheint die protektive Funktion von wt-PrP der Toxizit{\"a}t der Deletionsmutante {\"u}bergeordnet zu sein. Diese Daten belegen eine wichtige Funktion des Prion-Proteins bez{\"u}glich der Abwehr von oxidativem Stress. Essentiell ist dabei die Kupfer-bindende Octarepeat-Dom{\"a}ne, durch die m{\"o}glicherweise Fenton-{\"a}hnliche Reaktionen, die bei der Sauerstoff-Radikalsynthese eine wichtige Rolle spielen, inhibiert werden k{\"o}nnten. Konsistent damit ist die Beobachtung des Verlusts der erworbenen Stressresistenz nach Expression der Octarepeat-losen Mutante tr-PrP und die signifikante Reduktion der Lebenserwartung {\"u}ber einen bislang unaufgekl{\"a}rten Mechanismus. Das Drosophila PrP-Modell bietet die M{\"o}glichkeit, die physiologische Funktion von PrP detailliert zu untersuchen. Außerdem ist die Identifizierung unbekannter PrP-Interaktionspartner erm{\"o}glicht, um Signaltransduktionswege des PrP und die zugrunde liegenden neurodegenerativen Mechanismen aufzukl{\"a}ren.},
  subject      = {Prion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Barth2008,
  author    = {Barth, Enrico},
  title     = {Study of the properties of channel-forming proteins of the cell walls of different Corynebacteriae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36325},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Gattung Corynebacterium geh{\"o}rt, neben Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus und weiteren nahverwandten Gattungen, dem unverwechselbaren, gattungs{\"u}bergreifenden Taxon Mycolata an. Viele Spezies aus dieser heterogenen Gruppe Mycols{\"a}ure-haltiger Actinomyceten sind entweder aufgrund ihrer medizinischen oder ihrer biotechnologischen Bedeutung bekannt. Beispielsweise z{\"a}hlen Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae und Nocardia farcinica, welche weltweit Verursacher besonders gef{\"a}hrlicher bakterieller Infektionskrankheiten sind, zu dieser ungew{\"o}hnlichen Gruppe Gram-positiver Bakterien. Ebenso bedeutsam sind einige apathogene Mycolata-Arten, die industrielle Anwendung finden. Corynebacterium glutamicum und Corynebacterium efficiens sind leistungsf{\"a}hige Bakterien, die zum Beispiel in der Produktion des Geschmacksverst{\"a}rkers Glutamat und des Tierfuttermittelzusatzes Lysin eingesetzt werden, w{\"a}hrend verschiedene Rhodococcus Spezies Anwendung bei der Herstellung von Acryls{\"a}uren finden. Die Zellwand der Mycolata zeigt, verglichen mit der klassischer Gram-positiver Bakterien, eine außergew{\"o}hnliche Zusammensetzung und Struktur auf. Abgesehen von einem Arabinogalactan-Peptidoglycan-Komplex enth{\"a}lt die Zellwand der meisten Actinomyceten einen hohen Anteil an Mycols{\"a}uren. Diese langkettigen, verzweigten Fetts{\"a}uren formen eine, mit der {\"a}ußeren Membran Gram-negativer Bakterien vergleichbare, stark undurchl{\"a}ssige, hydrophobe {\"a}ußere H{\"u}lle, welche die Grundlage der außergew{\"o}hnlichen Medikamentenresistenz bei den Mycolata bildet. Wie die {\"a}ußere Membran Gram-negativer Bakterien enth{\"a}lt die Zellwand der Mycolata porenformende Proteine, die den Durchlass hydrophiler Substanzen gestatten. Indem sie eine Verbindung zwischen dem Zellinneren und der Umwelt, in der das Bakterium lebt, schaffen und einen kontrollierten Austausch zwischen beiden erm{\"o}glichen, tragen die Kanalproteine entscheidend zur Funktion der bakteriellen Zellh{\"u}lle bei. Das Ziel dieser Arbeit war das Wissen {\"u}ber Zellwandkan{\"a}le in Corynebakterien zu erweitern. Deshalb untersuchten wir PorA und PorH Proteine, die basierend auf fr{\"u}heren Studien Zellwandkan{\"a}len in C. glutamicum, C. efficiens und Corynebacterium callunae zugeordnet werden, um ungekl{\"a}rten Fragen nachzugehen und um Wissen {\"u}ber deren Struktur zu erlangen. Ferner inspizierten wir Zellw{\"a}nde pathogener Corynebakterien, genauer gesagt von Corynebacterium diphtheriae und Corynebacterium jeikeium, um herauszufinden, ob diese Spezies wie ihre harmlosen Verwandten Kanalproteine besitzen. In dieser Arbeit wiesen wir mit C. diphtheriae und C. jeikeium in zwei weiteren Corynebacterium-Arten offene, mit Wasser gef{\"u}llte Zellwandkan{\"a}le nach. Des Weiteren stellten wir fest, dass sich die Zellwandkan{\"a}le von C. glutamicum, C. efficiens und C. diphtheriae aus zwei Proteinen zusammensetzen, einem zugeh{\"o}rig zu der Gruppe der PorH Proteine und einem weiteren aus der Gruppe der PorA Proteine. Diese heteromere Struktur von Zellwandkan{\"a}len bei Corynebakterien stellt ein Novum f{\"u}r Zellwandkan{\"a}le bei den Mycolata dar. Indessen besteht der Zellwandkanal von C. jeikeium aus nur einem Protein, CjPorA, angeordnet zu einem Oligomer. Obgleich das Molekulargewicht dieses Proteins (4 kDa) mit dem von PorH und PorA Proteinen vergleichbar ist (5-7 kDa), weißt seine Prim{\"a}rsequenz keine eindeutige Homologie zu diesen auf. Dennoch deutet vieles auf eine Verwandtschaft zwischen CjPorA und PorH/PorA Proteinen hin, da das Gen jk0268, welches f{\"u}r CjPorA kodiert, sich in einer Region des C. jeikeium Chromosoms befindet, die der Genomregion entspricht in welcher die porH/porA Gene der anderen Corynebakterien lokalisiert sind. Dies l{\"a}sst vermuten, dass jk0268 (welches f{\"u}r den homomeren Zellwandkanal in C. jeikeium kodiert) und die porH/porA Gene von C. glutamicum, C. efficiens und C. diphtheriae (die einen heteromeren Zellwandkanal kodieren) wahrscheinlich Nachkommen eines gemeinsamen Vorl{\"a}ufergens sind. Phylogenetische Analysen der Gattung Corynebacterium unterst{\"u}tzen diese Annahme. Desweitern legen sie nahe, dass die hier untersuchten Zellwandkan{\"a}le innerhalb dieser Gattung wahrscheinlich weit verbreitet sind. Ein umfassendes Wissen {\"u}ber Zellwandkan{\"a}le, denen beim Transport gel{\"o}ster Stoffe {\"u}ber die {\"a}ußere Membran in Corynebakterien und anderen Mitgliedern der Mycolata eine entscheidende Rolle zukommt, k{\"o}nnte von großem wirtschaftlichem und medizinischem Nutzen sein.},
  subject      = {Zellwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kleinhenz2008,
  author    = {Kleinhenz, Marco},
  title     = {W{\"a}rme{\"u}bertragung im Brutbereich der Honigbiene (Apis mellifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26866},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit untersuche ich das Verhalten von Arbeiterbienen beim Brutw{\"a}rmen, die W{\"a}rme{\"u}bertragung von den Bienen auf die gedeckelte Brut, die thermophysikalischen Eigenschaften des Brutnests und spezielle Aspekte des Brutnestaufbaus, die f{\"u}r dieses Thema relevant sind und bisher nicht untersucht wurden. Meine Arbeit umfasst Verhaltensbeobachtungen und thermografische Messungen an individuellen Bienen, die Simulation des Heizverhaltens von Arbeiterinnen und das Messen der Temperatur{\"a}nderungen in der Wabe, die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und der Zellw{\"a}nde (W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit und Durchl{\"a}ssigkeit f{\"u}r W{\"a}rmestrahlung), die Auswertung von Brutzelltemperaturen als Ergebnis des Verhaltens von Arbeiterbienen, die Analyse der Anzahl und der r{\"a}umlichen Verteilung von Brutl{\"u}cken (Auswertung in 2-D und 3-D bez{\"u}glich beider Wabenseiten) und die Entwicklung spezifischer Computersoftware, die zur Erarbeitung dieser Ergebnisse unverzichtbar ist. Ein wichtiges Ergebnis dieser Arbeit ist die Entdeckung und Beschreibung eines bemerkenswerten, bislang unbekannten Verhaltens der Honigbiene: Die Aufrechterhaltung hoher Thoraxtemperaturen (TTh) bei Langzeitbesuchen in offenen Zellen („L{\"u}cken") die verstreut in der gedeckelten Brutfl{\"a}che vorkommen. Hier zeige ich, dass die Aufrechterhaltung der hohen TTh nicht auf den Zellinhalt (z. B. offene Brut) bezogen ist - in den meisten F{\"a}llen waren die besuchten Zellen ohnehin leer - sondern auf die direkt benachbarte gedeckelte Brut, mit der diese Zellen {\"u}ber gemeinsame Zellw{\"a}nde in Kontakt stehen. Dieses Verhalten liefert eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r Langzeitzellbesuche von sehr langer Dauer ohne erkennbare Aktivit{\"a}t, die in fr{\"u}heren Arbeiten beschrieben aber nicht v{\"o}llig verstanden wurden, und es rehabilitiert die scheinbar „faulen" Bienen im Zellinnern. Diesem Verhalten kommt eine große Bedeutung f{\"u}r das Brutw{\"a}rmen zu, da sich der aufgeheizte Thorax tief in der Wabe (fast an der Mittelwand) befindet wo der W{\"a}rmeverlust an die Luft minimiert ist und von wo bis zu 6 umliegende Puppenzellen gleichzeitig gew{\"a}rmt werden k{\"o}nnen. Im Vergleich zum Brutw{\"a}rmeverhalten an der Wabenoberfl{\"a}che (Andr{\"u}cken des Thorax an die Brutdeckel), wo nur 1 oder Teile von 3 Brutdeckeln mit dem Thorax in Ber{\"u}hrung stehen, ist das W{\"a}rmen im Zellinnern mit derselben TTh bis zu 2,6-fach effizienter. Die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und die Simulation des Brutw{\"a}rmeverhaltens unter kontrollierten Bedingungen zeigen, dass sich die Wabe langsam aufw{\"a}rmt und eher ein lokal begrenztes W{\"a}rmen als eine rasche W{\"a}rmeausbreitung {\"u}ber eine große Fl{\"a}che beg{\"u}nstigt. Der Einflussbereich eines einzelnen Zellbesuchers h{\"a}ngt von seiner TTh und der Dauer des Zellbesuchs ab. Anstiege der Bruttemperatur in bis zu 3 Zellen Abstand zum Zellbesucher sind nachweisbar. Das hier beschriebene Brutw{\"a}rmeverhalten im Innern von L{\"u}cken (offenen Zellen) bietet nicht nur neue Einsichten in das Bienenverhalten. Es erm{\"o}glicht auch eine Neubewertung der L{\"u}cken und ihrer N{\"u}tzlichkeit f{\"u}r die Bienen. Eine von mir entwickelte Computersoftware („CombUse 2.0") erm{\"o}glicht es, das Vorkommen und die r{\"a}umliche Verteilung von L{\"u}cken mit hoher Genauigkeit auf der Ebene einzelner Zellen zu erfassen und auszuwerten. Die r{\"a}umliche Verteilung der L{\"u}cken in der gedeckelten Brutfl{\"a}che zeigt, dass schon bei geringen L{\"u}ckenh{\"a}ufigkeiten von ca. 4 bis 10 \%, die in gesunden Kolonien normal sind, eine {\"u}berraschend große Zahl gedeckelter Brutzellen (88 \% bis 99 \%, wenn die dreidimensionale Verteilung ber{\"u}cksichtigt wird) im Einflussbereich von Brut w{\"a}rmenden Zellbesuchern sind. Obwohl das Brutw{\"a}rmeverhalten im Zellinnern schwer zu entdecken und zu beobachten ist, f{\"u}hren die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Daten zu dem Schluss, dass es sich dabei um einen wichtigen Bestandteil der Nestklimatisierung bei Honigbienen handelt.},
  subject      = {Biene <Gattung>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Drechsler2008,
  author    = {Drechsler, Patrick Hans},
  title     = {Mechanics of adhesion and friction in stick insects and tree frogs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26836},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Many arthropods and vertebrates can cling to surfaces using adhesive pads on their legs. These pads are either smooth and characterised by a specialised, soft cuticle or they are hairy, i.e. densely covered with flexible adhesive setae. Animals climbing with adhesive organs are able to control attachment and detachment dynamically while running. The detailed mechanisms of how tarsal pads generate adhesive and frictional forces and how forces are controlled during locomotion are still largely unclear. The aim of this study was to clarify the attachment mechanism of smooth adhesive pads as present in many insects and tree frogs. To understand the function of these fluid-based adhesive systems, I characterized their performance under standardized conditions. To this end, experiments were conducted by simultaneously measuring adhesion, friction, and contact area in single adhesive pads. The first result of this study showed that friction in stick insect attachment pads is anisotropic: Attachment pads regularly detached when slid away from the body. Further analyses of "immobilized" arolia revealed that this anisotropy is not caused by an increased shear stress in the proximal direction, but by the instability of the tarsus when pushed distally. In the second part of this study, I analysed the role of the pad secretion present in insects and tree frogs. In stick insects, shear stress was largely independent of normal force and increased with velocity, seemingly consistent with the viscosity effect of a continuous fluid film. However, measurements of the remaining force two minutes after a sliding movement showed that adhesive pads could sustain considerable static friction in insects and tree frogs. Repeated sliding movements and multiple consecutive pull-offs of stick insect single legs to deplete adhesive secretion showed that on a smooth surface, friction and adhesion strongly increased with decreasing amount of fluid in insects. In contrast, stick insect pull-off forces significantly decreased on a rough substrate. Thus, the secretion does not generally increase attachment but does so only on rough substrates, where it helps to maximize contact area. When slides with stick insect arolia were repeated at one position so that secretion could accumulate, sliding shear stress decreased but static friction remained clearly present. This suggests that static friction in stick insects, which is biologically important to prevent sliding, is based on non-Newtonian properties of the adhesive emulsion rather than on a direct contact between the cuticle and the substrate. \% Analogous measurements in toe pads of tree frogs showed that they are also able to generate static friction, even though their pads are wetted by mucus. In contrast to the mechanism proposed for insects, static friction in tree frogs apparently results from the very close contact of toe pads to the substrate and boundary lubrication. In the last section of this study, I investigated adhesive forces and the mode of detachment by performing pull-off measurements at different velocities and preloads. These experiments showed that preload has only an increasing effect on adhesion for faster pull-offs. This can be explained by the viscoelastic material properties of the stick insect arolium, which introduce a strong rate-dependence of detachment. During fast pull-offs, forces can spread over the complete area of contact, leading to forces scaling with area. In contrast, the pad material has sufficient time to withdraw elastically and peel during slow detachments. Under these conditions the adhesive force will concentrate on the circumference of the contact area, therefore scaling with a length, supporting models such as the peeling theory. The scaling of single-pad forces supported these conclusions, but large variation between pads of different stick insects did not allow statistically significant conclusions. In contrast, when detachment forces were quantified for whole insects using a centrifuge, forces scaled with pad contact area and not with length.},
  subject      = {Biomechanik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Froese2008,
  author    = {Froese, Alexander},
  title     = {The Popeye domain containing gene 2 (Popdc2): Generation and functional characterization of a null mutant in mice and promoter analysis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26473},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In the present study a knockout mouse model of the Popeye domain containing gene 2 (Popdc2) was generated and functionally characterized. The Popdc2 null mutants were viable with an apparent normal life span. ß-galactosidase staining to visualize the expression of the Popdc2-LacZ transgene revealed the presence of the Popdc2 in heart, bladder, smooth and skeletal muscles. In the heart LacZ was found to be present in cardiac myocytes with elevated levels in the myocytes of the cardiac conduction system. Holter ECGs records of the heart function of the 8 months (but not in 3 and 6 months) old mutant and WT littermates revealed a pronounced sinus bradycardia in the mutant mice in response to three different stress regimens: isoproterenol infusion, mental stress and a physical exercise. Histological examination of the Popdc2 null mutants SAN revealed structural alterations as was detected by HCN4 staining. Moreover, volume measurements using 3-D reconstructions of serial sections stained with HCN4 antibody revealed a volume reduction of about 30\% in the mutant SAN. Taken together data presented in this study suggest that the Popdc2 KO mouse line may serve as an animal model of human sick sinus syndrome. In the second part of this thesis the Popdc2 gene promoter was analyzed. Three transcription factors binding sites were predicted in the promoter region and characterized.},
  subject      = {Herz},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bucher2008,
  author    = {Bucher, Daniel},
  title     = {An Electrophysiological Analysis of Synaptic Transmission at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27784},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In this thesis, synaptic transmission was studied electrophysiologically at an invertebrate model synapse, the neuromuscular junction of the Drosophila 3rd instar wandering larvae. In the first part, synaptic function is characterized at the neuromuscular junction in fly lines which are null mutants for the synaptic proteins "the synapse associated protein of 47 kDa" (Sap-47156), Synapsin (Syn97), the corresponding double mutant (Sap-47156, Syn97), a null mutant for an as yet uncharacterized Drosophila SR protein kinase, the Serine-Arginine protein kinase 3 (SRPK3), and the L{\"o}chrig (Loe) mutant which shows a strong neurodegenerative phenotype. Intracellular voltage recordings from larval body wall muscles 6 and 7 were performed to measure amplitude and frequency of spontaneous single vesicle fusion events (miniature excitatory junction potentials or mEJPs). Evoked excitatory junction potentials (eEJPs) at different frequencies and calcium concentrations were also measured to see if synaptic transmission was altered in mutants which lacked these synaptic proteins. In addition, structure and morphology of presynaptic boutons at the larval neuromuscular junction were examined immunohistochemically using monoclonal antibodies against different synaptic vesicle proteins (SAP-47, CSP, and Synapsin) as well as the active zone protein Bruchpilot. Synaptic physiology and morphology was found to be similar in all null mutant lines. However, L{\"o}chrig mutants displayed an elongated bouton morphology, a significant shift towards larger events in mEJP amplitude frequency histograms, and increased synaptic facilitation during a 10 Hz tetanus. These deficits suggest that Loe mutants may have a defect in some aspect of synaptic vesicle recycling. The second part of this thesis involved the electrophysiological characterization of heterologously expressed light activated proteins at the Drosophila neuromuscular junction. Channelrhodopsin-2 (ChR2), a light gated ion channel, and a photoactivated adenylate cyclase (PAC) were expressed in larval motor neurons using the UAS-Gal4 system. Single EJPs could be recorded from muscles 15, 16, and 17 when larva expressing ChR2 were illuminated with short (100 ms) light pulses, whereas long light pulses (10 seconds) resulted in trains of EJPs with a frequency of around 25 Hz. Larva expressing PAC in preparations where motor neurons were cut from the ventral ganglion displayed a significant increase in mEJP frequency after a 1 minute exposure to blue light. Evoked responses in low (.2 mM) calcium were also significantly increased when PAC was stimulated with blue light. When motor nerves were left intact, PAC stimulation resulted in light evoked EJPs in muscles 6 and 7 in a manner consistent with RP3 motor neuron activity. ChR2 and PAC are therefore useful and reliable tools for manipulating neuronal activity in vivo.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nieratschker2008,
  author    = {Nieratschker, Vanessa},
  title     = {Charakterisierung der Serin-/Threonin-Proteinkinase SRPK3 in Drosophila melanogaster und Phosphorylierungsstudien an Synapsin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27806},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In einer vorangegangenen Arbeit konnte eine hypomorphe Mutation innerhalb des Genlokus einer putativen Serin-/Threonin-Kinase als Ausl{\"o}ser der Aggregatbildung des Aktive-Zone- Proteins Bruchpilot in larvalen Motoneuronaxonen identifiziert werden (Nieratschker, 2004). Aufgrund der Homologien dieser Kinase zu SR-Proteinkinasen wurde der Name Serin- /Threonin-Proteinkinase 3 (SRPK3) vorgeschlagen. Laut urspr{\"u}nglicher Annotation der „Flybase" (http://flybase.bio.indiana.edu) codiert der Genlokus der Srpk3, der auf dem linken Arm des dritten Chromosoms innerhalb der Region 79D4 lokalisiert ist und sich {\"u}ber ca. 10,3 kb erstreckt, f{\"u}r zwei Transkripte (Srpk3-RC und Srpk3-RB). Diese beiden Transkripte haben unterschiedliche Transkriptions- und Translationsstartpunkte und unterscheiden sich in ihrem ersten kodierenden Exon, ab dem vierten Exon sind sie allerdings identisch. Das Srpk3-RCTranskript umfasst ca. 4,2 kb, das Srpk3-RB-Transkript ca. 3,8 kb. Die von diesen Transkripten kodierten Proteine bestehen aus 816 (Srpk3-RC) bzw. 749 (Srpk3-RB) Aminos{\"a}uren. Diese beiden urspr{\"u}nglich annotierten Transkripte konnten durch RT-PCR-Experimente best{\"a}tigt werden. Dabei wurde auch ein zus{\"a}tzliches, alternativ gespleißtes Exon von 159 bp entdeckt, das beiden Transkripten zugeordnet werden kann. Somit codiert der Srpk3-Genlokus f{\"u}r mindestens vier Transkripte, die Transkripte der RC/RF-Transkriptgruppe mit (Srpk3-RF) und ohne (Srpk3-RC) das alternativ gespleißte Exon und die Transkripte der RB/RETranskriptgruppe mit (Srpk3-RE) und ohne (Srpk3-RB) das alternativ gespleißte Exon. Die Existenz eines weiteren Transkriptes Srpk3-RD, die in der aktuellen Version der „Flybase" annotiert ist, konnte durch RT-PCR-Experimente nicht nachgewiesen werden. Zu Beginn dieser Arbeit lag eine hypomorphe Mutante f{\"u}r die SRPK3 schon vor (Srpk3P1; Eberle, 1995). Diese Linie tr{\"a}gt eine P-Elementinsertion innerhalb des ersten Exons der RC/RF-Transkriptgruppe, die das Leseraster dieser Transkriptgruppe zerst{\"o}rt, so dass in dieser Linie nur die RB/RE-Transkriptgruppe gebildet werden kann. Wie bereits erw{\"a}hnt, konnte diese Mutation in vorangegangenen Arbeiten bereits als der Ausl{\"o}ser der Aggregatbildung des Bruchpilot-Proteins in larvalen Motoneuronaxone, sowie einiger Verhaltensdefekte identifiziert werden (Nieratschker, 2004; Bock 2006). Diese Verhaltensdefekte {\"a}hneln stark denen, die durch einen knock-down der Bruchpilot-Expression mittels RNAi ausgel{\"o}st werden (Wagh et al., 2006; Bock, 2006), was auf eine Interaktion beider Proteine schließen l{\"a}sst. Um nun den Beweis f{\"u}hren zu k{\"o}nnen, dass tats{\"a}chlich diese Mutation die beobachteten Ph{\"a}notypen verursacht, wurden Rettungsversuche durchgef{\"u}hrt. Die Srpk3-RF-cDNA war dabei in der Lage die durch die hypomorphe Mutation der SRPK3 verursachten Ph{\"a}notypen vollst{\"a}ndig, oder zumindest teilweise zu retten (vgl. auch Bock, 2006; Bloch, 2007). Damit konnte belegt werden, dass die hypomorphe Mutation der SRPK3 tats{\"a}chlich die in der Mutante Srpk3P1 beobachteten Ph{\"a}notypen verursacht. Um die durch in situ Hybridisierung erhaltenen Daten zur Lokalisation der SRPK3 im larvalen Gehirn (Nieratschker, 2004) best{\"a}tigen, sowie weitere Daten erhalten zu k{\"o}nnen, wurden Isoform-spezifische Antisera gegen die SRPK3 generiert. Diese Antiseren sind in der Lage {\"u}berexprimiertes Protein zu detektieren (Bloch, 2007), allerdings ist es mit diesen Antiseren nicht m{\"o}glich die SRPK3 in wildtypischen Pr{\"a}paraten nachzuweisen. Weitere Daten zur Lokalisation der SRPK3, die durch die Verwendung eines SRPK3-eGFPFusionsproteins erhalten wurden, zeigten, dass eine der ektopisch {\"u}berexprimierten SRPK3- Isoformen mit Bruchpilot an der Aktiven Zone kolokalisiert. Dieses Ergebnis, in Verbindung mit den durch die Mutation der SRPK3 verursachten Bruchpilot-Aggregaten in larvalen Motoneuronaxonen und den Verhaltensdefekten, gibt Hinweise auf eine m{\"o}gliche direkte Interaktion beider Proteine….},
  subject      = {Drosophila melanogaster},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pfenning2008,
  author    = {Pfenning, Brenda},
  title     = {Seasonal life-history adaptation in the water strider GERRIS LACUSTRIS},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27900},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Insects living in temperate latitudes need to adjust their life-history to a seasonally variable environment. Reproduction, growth, and development have to be completed within the limited period where environmental conditions are favourable while climatically adverse conditions have to be spent in a state of diapause. Consequently, questions how individuals adapt their life-history to seasonality and which mechanisms underlie the responses to seasonal cues, like photoperiod, are important issues in the study of life-history strategies. This thesis focuses on the life-history adaptation to seasonality in the wing-dimorphic common pond skater Gerris lacustris L. (Heteroptera: Gerridae). Using a combination of field and laboratory studies as well as mathematical modelling, it is adressed how variation in the availability of thermal energy impacts on various aspects of larval development such as accumulated thermal energy (i.e. physiological development time), developmental pathway (direct reproduction vs. diapause) and wing dimorphism.},
  subject      = {Wanzen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kotzsch2008,
  author    = {Kotzsch, Alexander},
  title     = {BMP Ligand-Rezeptor-Komplexe: Molekulare Erkennung am Beispiel der Spezifischen Interaktion zwischen GDF-5 und BMPR-IB},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31040},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Knochenwachstumsfaktoren (Bone Morphogenetic Proteins, BMPs) sind ubiquit{\"a}re, sekretierte Proteine mit vielf{\"a}ltigen biologischen Funktionen. Die Vielfalt an zellul{\"a}ren Prozessen, die durch BMPs reguliert werden, von der Knochenentwicklung und Organhom{\"o}ostase bis hin zur Neurogenese, erstaunt - und wirft angesichts von teils redundanten, teils spezifischen Funktionen der BMPs Fragen zu den Mechanismen ihrer Signal{\"u}bermittlung auf. Die Signaltransduktion von BMPs erfolgt wie bei den strukturell verwandten TGF-\&\#946;s und Activinen durch die ligandeninduzierte Oligomerisierung von transmembranen Serin/Threonin-Kinaserezeptoren, von denen zwei Typen - Typ I und Typ II - existieren. Einer Vielzahl von mehr als 18 BMP-Liganden stehen nach derzeitigem Erkenntnisstand nur vier Typ I und drei Typ II Rezeptorsubtypen f{\"u}r die Bildung von heteromeren Rezeptorkomplexen zur Verf{\"u}gung. Ein BMP-Ligand kann hochspezifisch nur einen bestimmten Rezeptorsubtyp oder in einer promisken Art und Weise mehrere Rezeptorsubtypen binden. Trotz dieser Bindungspromiskuit{\"a}t {\"u}ben BMPs ihre biologische Funktion {\"u}berwiegend hochspezifisch aus, d.h. abh{\"a}ngig vom Liganden werden spezifische zellul{\"a}re Prozesse reguliert. Somit stellt sich die Frage, wie die Bildung von heteromeren Ligand-Rezeptor-Komplexen und die Aktivierung definierter intrazellul{\"a}rer Signalkaskaden zusammenh{\"a}ngen und wie letztlich ein bestimmtes BMP-Signal durch einen „Flaschenhals", repr{\"a}sentiert durch die begrenzte Anzahl an Rezeptorsubtypen, in das Zellinnere {\"u}bermittelt wird. Die Interaktionen zwischen BMP-2 / GDF-5 und den Typ I Rezeptoren BMPR-IA / BMPR-IB sind ein Paradebeispiel f{\"u}r Bindungspromiskuit{\"a}t und -spezifit{\"a}t. W{\"a}hrend BMP-2 beide Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB mit gleicher Bindungsaffinit{\"a}t bindet („promiske Interaktion"), zeigt GDF-5 eine 15-20fach h{\"o}here Bindungsaffinit{\"a}t zu BMPR-IB („spezifische" Interaktion). Dieser Unterschied ist scheinbar gering, aber physiologisch {\"u}beraus relevant. Um Einblick in die Mechanismen der molekularen Erkennung zwischen den Bindungspartnern zu gewinnen, wurden bin{\"a}re und tern{\"a}re Komplexe aus den Liganden BMP-2 oder GDF-5, den extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen der Typ I Rezeptoren BMPR-IA oder BMPR-IB sowie der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne des Typ II Rezeptors ActR-IIB untersucht. Die hier vorliegende Arbeit beschreibt die strukturelle und funktionelle Analyse dieser Ligand-Rezeptor-Komplexe. Um den Einfluss struktureller Flexibilit{\"a}t auf die BMP Typ I Rezeptor Erkennung n{\"a}her zu analysieren, wurde zudem die Struktur von BMPRIA in freiem Zustand mittels NMR-Spektroskopie aufgekl{\"a}rt. Aus Mutagenesedaten und der Kristallstruktur des GDF-5•BMPR-IB-Komplexes lassen sich im Vergleich zu bekannten Kristallstrukturen Merkmale ableiten, mit denen die Ligand-Rezeptor-Bindung und -Erkennung charakterisiert werden kann: (1) Die Hauptbindungsdeterminanten in Komplexen von BMPR-IA und BMPR-IB mit ihren Liganden sind unterschiedlich. W{\"a}hrend in Komplexen mit BMPR-IB ein hydrophobes Motiv die Bindungsaffinit{\"a}t bestimmt, tr{\"a}gt in Komplexen mit BMPR-IA eine polare Interaktion signifikant zur Bindungsenergie bei. Ein Vergleich der Strukturen von freien und gebundenen Liganden und Typ I Rezeptoren zeigt, dass interessanterweise diese Hauptbindemotive erst bei der Ligand-Rezeptor-Interaktion entstehen, sodass ein „induced fit" vorliegt und die Molek{\"u}le entsprechend „aufeinander falten". (2) Die Bindungsspezifit{\"a}t wird durch periphere Schleifen in den Typ I Rezeptoren bestimmt. Wie Untersuchungen von Punktmutationen in BMPR-IA zeigen, die einer krebsartigen Darmerkrankung (Juvenile Polyposis) zugrunde liegen, f{\"u}hrt erst die „richtige" Kombination aus Flexibilit{\"a}t in den Schleifen und Rigidit{\"a}t des Rezeptorgrundger{\"u}sts zu signalaktiven Typ I Rezeptoren mit einer potentiell den Liganden komplement{\"a}ren Oberfl{\"a}che. Die mangelnde sterische Komplementarit{\"a}t von Ligand- und Rezeptoroberfl{\"a}chen f{\"u}hrt zu der niedrigeren Bindungsaffinit{\"a}t von GDF-5 zu BMPR-IA im Vergleich zu BMPR-IB. Interessanterweise zeigen die hier vorgestellten, hochaufgel{\"o}sten Strukturdaten, dass die Orientierungen/Positionen der Typ I Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB in den Bindeepitopen der Liganden BMP-2 und GDF-5 variieren. Unter der Voraussetzung, dass die extrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne, das Transmembransegment und die intrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne der Typ I Rezeptoren ein starres Element bilden, sollte sich die unterschiedliche Orientierung der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen der Typ I Rezeptoren in der Anordnung der Kinasedom{\"a}nen widerspiegeln und sich auf die Signaltransduktion auswirken. M{\"o}glicherweise ist eine bestimmte Anordnung der Kinasedom{\"a}nen der Typ I und Typ II Rezeptoren f{\"u}r eine effiziente Phosphorylierung bzw. Signaltransduktion erforderlich. Der Vergleich mehrerer Ligand-Typ I Rezeptor-Komplexe zeigt, dass die unterschiedliche Orientierung dieser Rezeptoren m{\"o}glicherweise vom Liganden abh{\"a}ngt. Angesichts der Bindungspromiskuit{\"a}t unter BMP-Liganden und -Rezeptoren k{\"o}nnten so spezifische Signale {\"u}bermittelt und spezifische biologische Funktionen reguliert werden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Erkenntnisse tragen wesentlich zur strukturellen Charakterisierung der Ligand-Rezeptor-Erkennung in der BMP-Familie bei. Die Frage, warum trotz strukturell hoch homologer Liganden und Rezeptoren und weitgehend konservierten Bindeepitopen eine teils promiske und teils spezifische Interaktion m{\"o}glich ist, kann nun f{\"u}r die Liganden BMP-2 und GDF-5 sowie den beiden Typ I Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB beantwortet werden.},
  subject      = {Cytokine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mertins2008,
  author    = {Mertins, Sonja},
  title     = {Einfluss des Kohlenstoff-Metabolismus auf die Aktivit{\"a}t des Virulenzfaktors PrfA von Listeria monocytogenes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29556},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Listeria monocytogenes geh{\"o}rt zu den Gram-positiven fakultativ intrazellul{\"a}ren Bakterien, ist aber auch zu einem saprophytischen Leben in freier Natur f{\"a}hig. Zahlreiche, umfassend charakterisierte Virulenzfaktoren sind f{\"u}r die verschiedenen Schritte im Infektionszyklus von L. monocytogenes erforderlich: InlA und InlB induzieren die Aufnahme von L. monocytogenes in nicht-phagozytische Zellen, LLO und PlcA sind f{\"u}r die Freisetzung aus dem prim{\"a}ren Phagosom, ActA f{\"u}r die Zell-zu-Zell-Ausbreitung und LLO zusammen mit PlcA und vor allem PlcB f{\"u}r die Freisetzung der Listerien aus dem sekund{\"a}ren Phagosom erforderlich. Der Hexose-Phosphat-Transporter UhpT ist teilweise f{\"u}r die Vermehrung von L. monocytogenes im Zytosol der infizierten Wirtszelle verantwortlich. Die Gene, die f{\"u}r diese Virulenzfaktoren kodieren, sind gr{\"o}ßtenteils in dem 9,6 kb-großen Virulenzgencluster LIPI-1 zusammengefasst oder liegen verteilt auf dem Chromosom. Alle diese Virulenzgene werden durch den positiven Regulationsfaktor PrfA (PrfA = positive regulatory factor A) in ihrer Transkription kontrolliert. Das prfA-Gen, kodierend f{\"u}r PrfA, ist benfalls Bestandteil des Virulenzgenclusters (LIPI-1). In bisherigen Studien konnte gezeigt werden, dass die Verwertung der Kohlenstoffquellen Glukose, Mannose und Cellobiose zur Hemmung der PrfA-Aktivit{\"a}t in L. monocytogenes f{\"u}hrt. Basierend auf Literaturdaten und eigenen Ergebnissen wurde die Hypothese aufgestellt, dass Komponenten der globalen Kohlenstoff-Katabolitrepression (KKR) oder des PTS (Phosphoenolpyruvat-Phosphotransferase-System)-abh{\"a}ngigen Zuckertransports an der Modulation der PrfA-Aktivit{\"a}t beteiligt sind. Um zu {\"u}berpr{\"u}fen, ob {\"u}ber die KKR die Aktivit{\"a}t von PrfA gesteuert wird und dadurch auch die Regulation der PrfA-abh{\"a}ngigen Virulenzgenexpression, wurden in dieser Arbeit pLSV101-Insertionsmutanten f{\"u}r die Gene ccpA (kodierend f{\"u}r CcpA = catabolite control protein A), hprK (kodierend f{\"u}r die HPr-Kinase/Phosphorylase, die HPr am Ser46 phophoryliert) und ptsH (kodierend f{\"u}r das hitzestabile HPr) charakterisiert. Die Insertionsmutanten ::ccpA und ::hprK zeigten sowohl in BHI (undefiniertes n{\"a}hrstoffreiches Medium) als auch in definiertem Minimalmedium (MM) mit 50 mM Glukose ein verlangsamtes Wachstum und eine verringerte [14C]-Glukose-Aufnahme im Vergleich zum Wildtyp (WT). Die ::ptsH-Insertionsmutante war nur zu einem Wachstum in BHI f{\"a}hig und zeigte erwartungsgem{\"a}ß (fehlendes HPr) kein Wachstum in definiertem MM mit Glukose als einziger Kohlenstoffquelle. Die ::hprK- und (unter bestimmten Wachstumsbedingungen) auch die ::ptsH-Mutante wiesen sowohl auf Transkriptions- als auch auf Translationsebene eine gesteigerte Expression PrfA-abh{\"a}ngiger Virulenzgene auf. Cellobiose-Verwertung f{\"u}hrte auch in der ::hprK-Insertionsmutante zu einer Hemmung der PrfA-Aktivit{\"a}t. Dagegen wurde in der ::ccpA-Insertionsmutante eine geringere Expression aller PrfA-abh{\"a}ngigen Virulenzgene im Vergleich zum WT festgestellt. Die Revertanten RccpA, RhprK und RptsH wiesen im Wachstumsverhalten und in der PrfA-abh{\"a}ngigen Virulenzgenexpression wieder einen wildtypischen Ph{\"a}notyp auf. Trotz der etwas gesteigerten Virulenzgenexpression zeigte die ::ptsH-Mutante eine deutlich verringerte Replikationsrate in J744 Makrophagen gegen{\"u}ber dem WT. Die Transkriptomprofile der ::ccpA- und ::hprK-Insertionsmutanten zeigten im Vergleich zum WT viele hochregulierte Gene. Diese umfassen Gene, die v.a. f{\"u}r den PTS-abh{\"a}ngigen Zuckertransport, ABC-Transporter und Enzyme des C- und N-Metabolismus kodieren und im WT wahrscheinlich unter den gegebenen Wachstumsbedingungen unter KKR-Kontrolle stehen. Die erh{\"o}hte PrfA-abh{\"a}ngige Virulenzgenexpression in der ::hprK-Mutante korreliert mit der Herunterregulation einiger Gene, die in ihrer Transkription durch einen aktiven PTSvermittelten Glukose-Transport kontrolliert werden. Die gesteigerte PrfA-Aktivit{\"a}t und die Abwesenheit von HPr-Ser46~P (neben CcpA eine wichtige Komponente der KKR) in den ::hprK- und ::ptsH-Insertionsmutanten f{\"u}hrten zu der Annahme, dass eine Korrelation zwischen der Menge an HPr-Ser46~P und der PrfA-Aktivit{\"a}t bestehen k{\"o}nnte. Die Untersuchung der PrfA-Aktivit{\"a}t und parallel dazu die Mengenbestimmung von HPr-Ser46~P in MM mit Glukose, Cellobiose und Glyzerin zeigte jedoch, dass weder HPr-Ser46~P noch HPr-His15~P direkte Modulatoren der PrfA-Aktivit{\"a}t sind. Eine direkte Interaktion zwischen HPr-Ser46~P und PrfA konnte mittels Biacor-Analyse ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Auch in vitro Transkriptions-Studien zeigten keinen inhibitorischen Effekt von HPr-Ser46~P auf die Initiation der Transkription bei PrfA-abh{\"a}ngigen Promotoren (S. M{\"u}ller-Altrock, pers{\"o}nliche Mitteilung). Interessanterweise war bei einem aktiven Glukose-Transport, bei Bedingungen also, wo die EIIA-Komponenten aller aktiven Glukose-spezifischen PTS im unphosphoryliertem Zustand vorliegen (EIIA-Komponenten {\"u}bertragen {\"u}ber EIIB das aktive Phosphat auf die {\"u}ber EIIC in die Bakterienzelle transportierte Glukose), die PrfA-Aktivit{\"a}t gering. Erst in der sp{\"a}tlogarithmischen bis station{\"a}ren Wachstumsphasen, wenn Glukose nur noch in geringem Umfang von der Bakterienzelle aufgenommen wird und die Glukose-spezifischen EIIA-Komponenten in phosphorylierter Form vorliegen, steigt die PrfA-Aktivit{\"a}t. Die Verwertung der PTS-unabh{\"a}ngigen Kohlenstoffquelle Glyzerin zeigte gegen{\"u}ber den PTS Zuckern Glukose und Cellobiose schon in der fr{\"u}hen Wachstumsphase eine erh{\"o}hte PrfA-Aktivit{\"a}t. Demnach scheint sich die Expression spezifischer PTS und der Phosphorylierungszustand von EIIA dieser PTS regulatorisch auf die PrfA-Aktivit{\"a}t auszuwirken. Die Glukose-Aufnahme in L. monocytogenes ist noch nicht vollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt (R. Stoll, unver{\"o}ffentlichte Ergebnisse). Doch kann aufgrund des Wachstumsverlustes der ::ptsH-Insertionsmutante in Glukose-haltigem MM davon ausgegangen werden, dass die Glukose-Aufnahme in L. monocytogenes ausschließlich PTS-abh{\"a}ngig erfolgt. Ein Glukose-spezifisches PtsG, das in B. subtilis und anderen Bakterien als wichtiger Glukose-Transporter beschrieben wurde, existiert in L. monocytogenes nicht. Hier konnte nur eine PtsG-spezifische EIIA-Komponente (kodiert von lmo1017) identifiziert werden. Wachstumsuntersuchungen in definiertem MM mit den Kohlenstoffquellen Glukose, Mannose, Cellobiose und Glyzerin ergaben keinen Wachstumsunterschied zwischen der in dieser Komponente defekten \&\#916;eIIAGlc-Mutante und dem WT. Die PrfA-Aktivit{\"a}t dieser Mutante war leicht erh{\"o}ht, was sich in einer etwas gesteigerten ActA- bzw. PrfA-Expression und einer h{\"o}heren LLO-Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem WT auspr{\"a}gte. Es konnte jedoch keine eindeutige Interaktion zwischen dieser gereinigten EIIAGlc-Komponente und dem PrfA-Protein mittels Biacor-Analyse nachgewiesen werden (S. M{\"u}ller-Altrock und G. Seidel, pers{\"o}nliche Mitteilung). Welche EIIA-Komponenten spezifischer PTS an der Modulation der PrfA-Aktivit{\"a}t beteiligt sind, konnte in dieser Arbeit damit nicht abschließend gekl{\"a}rt werden. Der Transport von phosphorylierten Zuckern, wie Glukose-1-, Glukose-6- oder Mannose-6- Phosphat, erfolgt in L. monocytogenes {\"u}ber den Hexose-Phosphat-Transporter UhpT, der von dem strikt PrfA-abh{\"a}ngig uhpT-Gen kodiert wird. Durch die Zugabe von Amberlite XAD-4 zu LB-Medium oder durch vorherigen Anzucht in Glyzerin-haltigem MM, Bedingungen, die sich stimulierend auf die PrfA-Aktivit{\"a}t auswirken, konnte ein effizientes Wachstum von L. monocytogenes in Glukose-6-Phosphat-haltigem Medium erreicht werden. Obwohl die Kohlenstoff-Verbindungen (Glukose, Cellobiose und Glukose-6-Phosphat) in die Glykolyse eingeschleust werden, f{\"u}hrte die Verwertung von Glukose-6-Phosphat zur Aufhebung der KKR. Dies konnte durch vergleichende Gesamtgenom-Transkriptom-Analysen und an der Bestimmung der HPr-Ser46~P Meng gezeigt werden. Die PTS-unabh{\"a}ngige Glukose-6-Phosphat-Aufnahme f{\"u}hrt, {\"a}hnlich wie die von Glyzerin, zu einer erh{\"o}hten Aktivit{\"a}t von PrfA. Neben Glyzerin k{\"o}nnen auch Dihydroxyaceton (Dha) und Pyruvat (letztere allerdings mit niedriger Wachstumseffizienz), nicht aber Glyzerin-3-Phosphat in vitro als C3-Quellen dienen. Da die ::ptsH-Insertionsmutante kein Wachstum in Glyzerin- oder Dha-haltigem Medium zeigte, l{\"a}sst sich vermuten, dass die listeriellen Glyzerin-Kinase(n) (GlpK), {\"a}hnlich wie die von B. subtilis, durch HPr-His15~P aktiviert werden muss und die Dha-Kinase(n) (DhaK) von L. monocytogenes ebenfalls HPr-His15~P als Kofaktor f{\"u}r die Phosphorylierung von Dha verwendet. Der Glyzerin-Metabolismus in L. monocytogenes wurde vor allem {\"u}ber Gesamtgenom-Transkriptom-Analysen und Real-time RT-PCR Untersuchungen n{\"a}her charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass L. monocytogenes mehrere Gene besitzt, die in Glyzerin-haltigem Medium verst{\"a}rkt exprimiert werden und vermutlich am Glyzerin- bzw. Dha-Metabolismus beteiligt sind. L. monocytogenes besitzt zwei Dha-Kinasen (kodiert von lmo0347-48 und lmo2695-96), die beide eine hohe Homologie zur DhaK aus E. coli besitzen. Eine Deletion beider Dha-Kinasen (\&\#916;dhaK = \&\#916;lmo0347-48/lmo2695-96) f{\"u}hrte zu einer starken Wachstumshemmung in Glyzerin-haltigem MM und zur weitgehenden Inaktivierung von PrfA. Die \&\#916;dhaK- und die \&\#916;glpD/dhaK-Mutante wiesen in J744 Makrophagen eine verringerte Replikationsrate im Vergleich zum WT auf, was f{\"u}r eine Verwertung von Glyzerin und/oder Dha durch L. monocytogenes im Zytoplasma von Wirtszellen spricht. Da diese Mutanten aber noch -wenn auch mit verringerter Effizienz - in diesem Zellkompartiment der Makrophagen wachsen k{\"o}nnen, muss L. monocytogenes wohl auch in der Lage sein, weitere Kohlenstoffquellen dieser Wirtszelle verwerten zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lechner2008,
  author    = {Lechner, Melanie},
  title     = {Charakterisierung des Umweltkeims Bordetella petrii. Untersuchungen zur genomischen Variabilit{\"a}t und zum Bvg Regulon},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34391},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die 2001 beschriebene Art B. petrii stellt den ersten Umweltkeim der Gattung Bordetella dar, welcher aus einer anaeroben, dechlorinierenden Anreicherungskultur aus Flusssediment isoliert wurde. Phylogenetisch wird B. petrii an die Basis der Gattung Bordetella eingeordnet und ist in evolution{\"a}rer Hinsicht deshalb interessant, weil er sowohl f{\"u}r orthologe Gene bestimmter Virulenzfaktoren der pathogenen Bordetellen kodiert als auch typische Eigenschaften von Umweltkeimen aufweist und somit eine Art Bindeglied darstellt. Da B. petrii ein orthologes BvgAS-System besitzt (der Hauptregulator der Virulenzgenexpression in den pathogenen Bordetellen), wurde dessen Struktur im Rahmen dieser Arbeit mittels in silico Analysen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine Konservierung nur auf Aminos{\"a}ureebene deutlich zu erkennen ist und der Response Regulator BvgA von B. petrii die st{\"a}rkste Konservierung aufweist. Desweiteren besitzt B. petrii Gene f{\"u}r zwei Histidinkinasen, BvgS1 und BvgS2, sowie ein separates Gen, welches f{\"u}r eine Hpt-Dom{\"a}ne kodiert. Weitere putative Virulenzfaktoren von B. petrii geh{\"o}ren in die Gruppe der Adh{\"a}sionsfaktoren. Diese Faktoren spielen bei den „klassischen" Bordetellen im Infektionszyklus eine wichtige Rolle f{\"u}r die Anheftung z.B. an die Epithelzellen des Respirationstraktes. Um ein m{\"o}gliches pathogenes Potential von B. petrii absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen, wurden vergleichende Zellkulturstudien mit B. bronchiseptica durchgef{\"u}hrt. Dabei konnte gezeigt werden, dass B. petrii um den Faktor 7,5 weniger in Makrophagen aufgenommen wird. Hinweise auf die Funktionalit{\"a}t des BvgAS-Systems in B. petrii wurden durch Proteomstudien mit einer BvgA-Mutante erhalten, und deuten darauf hin, dass das BvgAS-System in B. petrii m{\"o}glicherweise eine Funktion in der Respirationskontrolle haben k{\"o}nnte. Im Rahmen der Genomsequenzierung wurden acht genomische Inseln beschrieben, die in dieser Arbeit hinsichtlich ihrer Struktur und ihrem Excisionsverhalten untersucht wurden. Es konnte gezeigt werden, dass die genomischen Inseln, mit Ausnahme der Insel GI0, in verschiedenen Kombinationen, als ringf{\"o}rmige Intermediate aus dem B. petrii Genom ausgeschnitten werden k{\"o}nnen. Vier der genomischen Inseln (GI1-GI3 und GI6) weisen strukturelle {\"A}hnlichkeiten zu einer Familie syntenischer genomischer Inseln auf, zu denen auch das clc-Element von Pseudomonas sp. Strain B13 z{\"a}hlt. Die gr{\"o}ßte {\"A}hnlichkeit zum clc-Element weist die Insel GI3 von B. petrii auf. Diese beiden Inseln haben ann{\"a}hernd die gleiche Gr{\"o}ße und besitzen Gene zu Abbau von 3-Chlorobenzoat (3-CBA). Die Untersuchung der Stabilit{\"a}t von GI3 ergab, dass nach 125-150 Generationen nur noch 1,5 \% der Bakterien die Insel GI3 enthielten. Desweiteren konnte die {\"U}bertragung der Insel GI3 von B. petrii auf B. bronchiseptica PS2 gezeigt und der Integrationsbereich bestimmt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch ein neuer Stammbaum der Gattung Bordetella erstellt, in welchen eine Reihe k{\"u}rzlich neu beschriebener B. petrii Isolate mit aufgenommen wurden wodurch ein zu den pathogenen Bordetellen abgegrenztes Cluster gebildet wird.},
  subject      = {Mikrobiologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Karkazis2008,
  author    = {Karkazis, Andreas},
  title     = {Vergleich von sozialrechtlichen Gestaltungsm{\"o}glichkeiten der medizinischen Versorgung in der Humangenetik an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg durch das SGB V / 2004},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34679},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {„Die berufspolitische Situation f{\"u}r die Humangenetischen Institute hat sich an den Universit{\"a}ten in den letzten zwei Jahren leider nicht verbessert. Vielen Instituten wurde der Zugang zur Erbringung von Kassenleistungen deutlich erschwert bzw. g{\"a}nzlich entzogen." (Grimm, T.; Zerres, K., 2005, S. 41). Eine Analyse der Rechtsform und Aufbauorganisation sowie der Leistungen des Instituts f{\"u}r Humangenetik an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg kann als Grundlage dienen, um die Auswirkungen einer entzogenen Kassenzulassung besser verstehen zu k{\"o}nnen. Zudem erm{\"o}glicht eine solche Betrachtung die Ableitung von Erfordernissen, die eine optimale Rechtsform und Aufbauorganisation des Instituts f{\"u}r Humangenetik an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg erf{\"u}llen sollte. Zusammenfassend k{\"o}nnen dann die aktuellen und zuk{\"u}nftigen Rahmenbedingungen f{\"u}r die humangenetische Leistungserbringung bei bestehender Rechtsform und Aufbauorganisation beschrieben werden. Es wird deutlich, dass aufgrund eines drohenden Entzuges der Kassenzulassung eine Gef{\"a}hrdung der Erbringung humangenetischer Leistungen an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg besteht. Die Finanzierung der erbrachten Leistungen in der Patientenversorgung wird zu ca. 75\% von den gesetzlichen Krankenkassen getragen. Ein Wegbrechen eines solchen Leistungsumfanges h{\"a}tte kaum kompensierbare Auswirkungen auf Forschung, Lehre, Weiterbildung und die Patientenversorgung an sich. Durch die Reformen des SGB aus dem Jahre 2004 sind verschiedene Alternativen zur bestehenden Rechtsform und Aufbauorganisation m{\"o}glich geworden. Hierbei handelt es sich um Hochschulambulanzen (gem. \S117 SGB V), Integrierte Versorgung (gem. \S140 SGB V) und Medizinische Versorgungszentren (gem. \S95 SGB V). Zudem gibt es die M{\"o}glichkeit einer „Praxis im Institut"-Kooperation. Diese Alternativen werden in der hier vorliegenden Arbeit kurz einzeln charakterisiert, um dann eine Bewertung der m{\"o}glichen Rechtsformen und Aufbauorganisationen gem{\"a}ß am Institut bestehender Erfordernisse zu erm{\"o}glichen. Die vergleichende Betrachtung wird zeigen, dass ein Medizinisches Versorgungszentrum (MVZ) eine gute M{\"o}glichkeit darstellt, die beschriebene Problematik zu l{\"o}sen und die Erfordernisse des Instituts zu erf{\"u}llen. Im Anschluss werden die rechtlichen und organisatorischen Ausgestaltungsm{\"o}glichkeiten eines MVZs zur Erbringung humangenetischer Leistungen beleuchtet. Hierbei wird im Besonderen auf die gesetzlichen Gr{\"u}ndungsvoraussetzungen eingegangen. Die Anforderungen an Gr{\"u}nder, Rechtsform, Leistungserbringer und {\"a}rztliche Leitung werden detailliert beschrieben, und die jeweiligen Gestaltungsm{\"o}glichkeiten im Hinblick auf die am Institut bestehenden Erfordernisse gewertet. Im Anschluss kann der Zulassungsprozess des MVZs an sich betrachtet werden.},
  subject      = {Humangenetik},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schlueter2008,
  author    = {Schl{\"u}ter, Jan},
  title     = {Molekulare Charakterisierung der Proepikardentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30287},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der molekularen Grundlagen der Proepikardentwicklung im Huhn. Das Proepikard (PE) stellt die Vorl{\"a}uferpopulation des Koronargef{\"a}ßsystems dar. Es wurden zwei Schwerpunkte bearbeitet, zum einen die Rolle von einem Mitglied der TGFß-Superfamilie (BMP, bone morphogenetic protein) w{\"a}hrend der Induktionsphase des PE und zweitens die molekularen Mechanismen, welche der links/rechts Asymmetrie der PE Entwicklung zugrunde liegen. Die Expressionsmuster von TBX18, WT1, CFC weisen diese als proepikardiale Marker aus. BMP4 wird ebenfalls im PE exprimiert, wenngleich wesentlich schw{\"a}cher als BMP2 im benachbarten Sinusmyokard. Durch in vitro Experimente mit proepikardialen Prim{\"a}rkulturen wurde festgestellt, dass die Zugabe von rekombinatem BMP2 einen Teil der Zellen zu Kardiomyozyten differenzieren l{\"a}sst. Daher wird angenommen, dass ein Teil der proepikardialen Zellen konzentrationsabh{\"a}ngig auf Wachstumsfaktoren reagieren und in der Lage sind, die epikardiale Linie zu verlassen und ein myokardiales Schicksal anzunehmen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Rolle des NODAL-PITX2-Signalweges in Bezug auf die Unilateralit{\"a}t des Proepikards im H{\"u}hnchen analysiert. Dazu wurden Manipulationen des Hensenschen Knotens im HH Stadium 4 durchgef{\"u}hrt, mit dem Ziel linksseitige Markergene auf der rechten Seite ektopisch zu induzieren. Keine dieser Manipulationen, als auch eine virale {\"U}berexpression von PITX2 in sinuatrialen Progenitoren in vivo, liess eine Ver{\"a}nderung der TBX18-Lateralit{\"a}t erkennen, obwohl die PITX2-Expression randomisiert war. Dagegen f{\"u}hrte die Inhibition des asymmetrischen Ionenfluxes sowie der Apoptose im Primitivstreifen zu einer v{\"o}lligen Randomisierung der TBX18-Expression, sowie unter anderem der Entwicklung bilateraler Proepikardien. Die Induktion bilateraler TBX18-Expressionsdom{\"a}nen war ebenfalls durch ektopisches FGF8 auf der linken Seite des Knotens zu beobachten. Der Verlust der rechtsseitigen FGF Signalgebung im Knoten resultierte in einem Verlust der rechtsseitigen TBX18-Expression im Sinus. Daraus kann geschlossen werden, dass proepikardiale Progenitoren nicht nur durch den asymmetrischen Ionenflux sowie Apoptose im Primitivstreifen in ihrer Lateralit{\"a}t festgelegt werden, sondern auch von rechtsseitigen FGF-Signalen im Knoten und unabh{\"a}ngig vom linkseitigen NODAL-PITX2-Signalweg lateralisiert werden.},
  subject      = {Embryonalentwicklung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Geier2008,
  author    = {Geier, Katja},
  title     = {Durchflusszytometrische Diagnostik bei Verdacht auf Nijmegen Breakage Syndrom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27695},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Nijmegen Breakage Syndrom ist eine seltene autosomal- rezessive Erkrankung, die durch ein typisches Erscheinungsbild mit Mikrozephalie, Wachstumsretardierung, Immundefizienz sowie durch eine erh{\"o}hte Empfindlichkeit gegen{\"u}ber ionisierender Strahlung und eine erh{\"o}hte Pr{\"a}disposition gegen{\"u}ber malignen Tumoren charakterisiert wird. Die Erkrankung wird durch Mutationen im NBS1-Gen verursacht, welches auf Chromosom 8q21 lokalisiert werden konnte. Das NBS1-Gen Produkt, Nibrin, ist Teil des MRE11-RAD50-Nibrin Proteinkomplexes, welcher eine zentrale Rolle bei der Erkennung und der Reparatur von DNA-Doppelstrangbr{\"u}chen spielt. Das Fehlen von Nibrin f{\"u}hrt zu einer fehlerhaften DNA-Reparatur und erkl{\"a}rt die verschiedenen klinischen und zellul{\"a}ren Symptome bei NBS-Patienten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Daten von 40 Patienten ausgewertet, die im Rahmen der Verdachtsdiagnose eines Nijmegen Breakage Syndroms mit der Durchflusszytometrie untersucht wurden. F{\"u}r die Unterscheidung zwischen NBS-positiven und NBS-negativen F{\"a}llen sind folgende Parameter von diagnostischer Relevanz: 1) der Anteil nichtproliferierender Zellen (G0/G1-Phase-Zelle), welcher bei NBS-Patienten meist deutlich h{\"o}her sind als bei gesunden Kontrollen. Sie spiegeln bei erh{\"o}hten Werten die herabgesetzte Mitogenantwort wider. 2) die G2/GF-Ratio als Maß f{\"u}r Strahlensensitivit{\"a}t, welche bei NBS-Patienten charakteristischerweise erh{\"o}ht ist. Die Auswertung der Daten erlaubte es in 22 F{\"a}llen die Verdachtsdiagnose NBS auszuschließen, da diese f{\"u}r beide Parameter Werte im Normalbereich zeigten. In 16 F{\"a}llen ergab sich ein positives Ergebnis mit erh{\"o}htem Anteil nichtproliferierender Zellen und erh{\"o}hter Strahlensensitivit{\"a}t. Unter den positiven F{\"a}llen konnte bei 9 Patienten die Diagnose des Nijmegen Breakage Syndroms mittels Mutationsanalyse best{\"a}tigt werden. Bei 7 Patienten konnte jedoch trotz erh{\"o}hter Strahlensensitivit{\"a}t keine Mutation im NBS1-Gen nachgewiesen werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die Durchflusszytometrie das Vorliegen einer erh{\"o}hten Strahlensensitivit{\"a}t eindeutig nachweisen kann. Eine erh{\"o}hte Strahlensensitivit{\"a}t ist wiederum ein charakteristisches Merkmal des Nijmegen Breakage Syndroms, da es in direkten Zusammenhang mit dem verursachenden Gendefekt steht. Die Durchflusszytometrie kann daher als ein sinnvolles diagnostisches Verfahren von hoher Sensitivit{\"a}t bei Patienten mit der Verdachtsdiagnose NBS angesehen und erfolgreich eingesetzt werden. Allerdings ist die Spezifit{\"a}t des Verfahrens sehr viel geringer. Die Methode der Wahl f{\"u}r die Prim{\"a}rdiagnostik des Nijmegen Breakage Syndroms wird in Zukunft daher die Mutationsanalyse sein.},
  subject      = {Durchflusscytometrie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Teutschbein2008,
  author    = {Teutschbein, Janka},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung von Genen und Proteinen in der Xmrk-induzierten Entwicklung von Melanomen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27516},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Melanome stellen die gef{\"a}hrlichste Form von Hautkrebs mit der h{\"o}chsten Mortalit{\"a}tsrate dar. Der Transformation normaler Melanozyten zu malignen Melanomen liegen komplexe molekulare und biochemische Ver{\"a}nderungen zu Grunde. Im Xiphophorus-Melanom-Modell ist die onkogene Rezeptortyrosinkinase "Xiphophorus melanoma receptor kinase" (Xmrk) der alleinige Ausl{\"o}ser der Melanominitiation und -progression. Die Aufkl{\"a}rung der Xmrk-vermittelten Signaltransduktion kann zum besseren Verst{\"a}ndnis von Ereignissen, die auch bei der humanen Melanomentwicklung eine Rolle spielen, beitragen. In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe der Microarray-Technologie die Regulation der Genexpression durch Xmrk analysiert. Zu den nach Rezeptoraktivierung am st{\"a}rksten herabregulierten Genen geh{\"o}rten "son of sevenless homolog 1" (Sos1) und "ubiquitin-conjugating enzyme E2I" (Ube2i); stark hochreguliert waren "early growth response 1" (Egr1), "cysteine-rich protein 61" (Cyr61), "dual-specificity phosphatase 4" (Dusp4), "fos-like antigen 1" (Fosl1), "epithelial membrane protein" (Emp1), Osteopontin (Opn), "insulin-like growth factor binding protein 3" (Igfbp3) und "tumor-associated antigen L6" (Taal6). Die f{\"u}r die Regulation dieser Gene verantwortlichen Signalwege wurden durch die Anwendung von niedermolekularen Inhibitoren und siRNA identifiziert, wobei f{\"u}r die SRC-Kinase FYN eine zentrale Bedeutung bei der Xmrk-abh{\"a}ngigen Regulation der Genexpression festgestellt wurde. Dar{\"u}ber hinaus wurde die Expression der Gene in humanen Melanomzelllinien im Vergleich zu normalen humanen Melanozyten untersucht. Als besonders vielversprechende Kandidaten stellten sich dabei DUSP4 und TAAL6 heraus, deren Rolle in der humanen Melanominduktion und -progression Gegenstand zuk{\"u}nftiger Studien sein wird. In einem anderen Ansatz zur Aufkl{\"a}rung des Signalnetzwerkes sollten Zielproteine von Xmrk durch Protein-Protein-Interaktionsstudien mit Hilfe des Split-Ubiquitin-Systems ermittelt werden. Aufgrund ung{\"u}nstiger Expressions- oder Faltungseigenschaften von Xmrk in diesem System war es aber nicht m{\"o}glich, den Rezeptor als K{\"o}derprotein einzusetzen. Das f{\"u}r die Xmrk-vermittelte Melanomentstehung zentrale Protein FYN konnte jedoch als K{\"o}der etabliert und seine Wechselwirkung mit der Tyrosinkinase FAK analysiert werden. Es wurde gezeigt, dass der phosphorylierte Tyrosinrest an Position 397 von FAK f{\"u}r die Interaktion einer N-terminal trunkierten FAK-Variante mit FYN notwendig ist und dass diese Phosphorylierung in Hefe gew{\"a}hrleistet zu sein scheint. Die Suche nach neuen Interaktionspartnern von FYN mittels der Split-Ubiquitin-Technologie k{\"o}nnte Einblicke in weitere FYN-abh{\"a}ngige Ereignisse bieten, die zur Aufkl{\"a}rung seiner zentralen Rolle bei der Tumorentstehung dienen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Melanom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{BollazziSosa2008,
  author    = {Bollazzi Sosa, Leonardo Martin},
  title     = {Building behaviour and the control of nest climate in Acromyrmex leaf-cutting ants},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27610},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {This work was aimed at experimentally studying whether climatic variables act as environmental cues for workers' building behaviour in leaf-cutting ants of the genus Acromyrmex, and to what extent building responses account for the maintenance of nest climate in a proper range for the inhabiting colony. Specifically, this work presents independent analysis in different Acromyrmex species with disparate ecology and nesting habits, aimed at understanding to what extent: i) temperature and humidity act as cues for workers' building behaviour, ii) inter- and intraspecific differences in the nesting habits observed in South American Acromyrmex are based on distinct building behaviours and on the variation in regional climate across continent, iii) differences in nest architecture account for the maintenance of nest climate in a proper range for colony members and, iv) climatic variables trigger building responses aimed at controlling short-term changes in nest climate. It is first experimentally shown that soil temperature acts as a cue for workers' digging behaviour. Acromyrmex lundi workers were observed to respond to both soil temperature as well as its changes, and to decide accordingly where to start or whether to stop digging. The soil temperature range preferred by workers to dig, between 20°C and maximally 30.6°C, matches the range at which colony growth is expected to be maximized. Temperature-sensitive digging might therefore lead to the establishment of the fungus chambers in soil layers with a proper range of temperatures for colony growth. Based on that, it was hypothesized that nest depth in Acromyrmex largely depends on the depth at which this temperature range is located across the soil profile, i.e., the higher the temperature in the superficial soil layers, the deeper the nest location, since soil temperature decreases with increasing depth. A bibliographic survey on nesting habits of 21 South American Acromyrmex species confirmed that the warmer the soil temperature at 50 cm depth throughout the South American continent, the higher the number of species presenting subterranean nests, compared with those inhabiting superficial nests. Temperature-sensitive digging in Acromyrmex would therefore explain the geographical distribution of nesting habits observed for this genus in the South American continent, i.e., subterranean in the northern tropical regions, and superficial in the southern temperate ones. In addition, results showed that Acromyrmex colonies from temperate regions indeed achieve thermoregulatory benefits through the determination of nest depth based on thermoregulatory needs. In sympatrically-occurring colonies of the grass-cutting ant A. heyeri, temperature inside superficial thatched nests was higher, and more suitable for colony growth, than that inside subterranean nests. This temperature surplus was even higher in spring, at the time of production of sexual brood, than in winter or summer. It was demonstrated that such temperature surplus was brought about by the low thermal diffusivity of the nest thatch, which prevents diurnal nest overheating by the incoming solar radiation, and avoids losses of the accumulated daily heat into the cold air during night, thus leading to high average nest temperatures. Although highly advantageous for colonies in terms of nest temperature, the determination of nest depth based on thermoregulatory needs may differentially affect nest ventilation and humidity depending on how nest exposition influences the exchange of nest air with the outside air. For instance, colonies with a superficial nesting habit might benefit from improved nest ventilation, but be at risk of desiccation due to their exposition and the consequent humidity losses into the dry outside air. Results demonstrated that in two Acromyrmex species, short-term regulatory building responses triggered and spatially organized by climatic variables occur, and may counteract undesired changes in internal nest humidity. Workers of the thatching grass-cutting ant A. heyeri, for instance, closed a number of nest-thatch openings as a response to desiccation of the outside air, even at a nest temperature that otherwise triggered the response of opening them so as to reduce nest temperature. In the leaf-cutting ant A. ambiguus, the direction of the airflow inside nest tunnels was shown to act as a cue for spatially guiding the building behaviour of plugging nest entrances. However, workers only responded if the humidity content of the circulating air was low, trading therefore nest ventilation for humidity maintenance.},
  subject      = {Verhaltens{\"o}kologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schwarz2008,
  author    = {Schwarz, Roland},
  title     = {Modellierung von Metabolismus, Transkriptom und Zellentwicklung bei Arabidopsis, Listerien und anderen Organismen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27622},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Im gleichen Maße wie informatisches Wissen mehr und mehr in den wissenschaftlichen Alltag aller Lebenswissenschaften Einzug gehalten hat, hat sich der Schwerpunkt bioinformatischer Forschung in st{\"a}rker mathematisch und informatisch-orientierte Themengebiete verschoben. Bioinformatik heute ist mehr als die computergest{\"u}tzte Verarbeitung großer Mengen an biologischen Daten, sondern hat einen entscheidenden Fokus auf der Modellierung komplexer biologischer Systeme. Zur Anwendung kommen hierbei insbesondere Theorien aus dem Bereich der Stochastik und Statistik, des maschinellen Lernens und der theoretischen Informatik. In der vorliegenden Dissertation beschreibe ich in Fallstudien die systematische Modellierung biologischer Systeme aus einem informatisch - mathematischen Standpunkt unter Anwendung von Verfahren aus den genannten Teilbereichen und auf unterschiedlichen Ebenen biologischer Abstraktion. Ausgehend von der Sequenzinformation {\"u}ber Transkriptom, Metabolom und deren regulatorischer Interaktion hin zur Modellierung von Populationseffekten werden hierbei aktuelle biologische Fragestellungen mit mathematisch - informatischen Modellen und einer Vielzahl experimenteller Daten kombiniert. Ein besonderer Augenmerk liegt dabei auf dem Vorgang der Modellierung und des Modellbegriffs als solchem im Rahmen moderner bioinformatischer Forschung. Im Detail umfassen die Projekte (mehrere Publikationen) die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Einbettung und Visualisierung von Multiplen Sequenz- und Sequenz-Strukturalignments, illustriert am Beispiel eines Hemagglutininalignments unterschiedlicher H5N1 Varianten, sowie die Modellierung des Transkriptoms von A. thaliana, bei welchem mit Hilfe einer kernelisierten nicht-parametrischen Metaanalyse neue, an der Infektionsabwehr beteiligten, Gene ausfindig gemacht werden konnten. Desweiteren ist uns mit Hilfe unserer Software YANAsquare eine detaillierte Untersuchung des Metabolismus von L. monocytogenes unter Aktivierung des Transkriptionsfaktors prfA gelungen, dessen Vorhersagen durch experimentelle 13C Isotopologstudien belegt werden konnten. In einem Anschlußprojekt war der Zusammenhang zwischen Regulation des Metabolismus durch Regulation der Genexpression und der Fluxverteilung des metabolischen Steady- State-Netzwerks das Ziel. Die Modellierung eines komplexen organismischen Ph{\"a}notyps, der Zellgr{\"o}ßenentwicklung der Diatomee Pseudo-nitzschia delicatissima, schließt die Untersuchungen ab.},
  subject      = {Bioinformatik},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kraich2008,
  author    = {Kraich, Michael},
  title     = {Strukturelle und funktionelle Untersuchungen der Interaktion zwischen Ligand und Rezeptor im Interleukin-4- und Interleukin-13-System},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27655},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Interleukin-4 (IL-4) und Interleukin-13 (IL-13) sind bedeutende Regulatorproteine des Immunsystems. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf von allergischen Erkrankungen, wie z.B. Asthma. Um ihre Signale in die Zielzelle zu transduzieren, kann von beiden Zytokinen der gleiche Zelloberfl{\"a}chenrezeptor verwendet werden, wodurch sich die {\"u}berlappenden, biologischen Funktionen erkl{\"a}ren lassen. Dieser gemeinsam genutzte Rezeptor ist aus den beiden Untereinheiten IL-4Ralpha; und IL-13Ralpha1 aufgebaut. Da IL-4 und IL-13 auf Aminos{\"a}ureebene nur etwa 25\% Sequenzidentit{\"a}t besitzen und stark unterschiedliche Affinit{\"a}ten zu den beiden Rezeptorketten besitzen, stellt sich die Frage, durch welchen molekularen Erkennungsmechanismus, die Affinit{\"a}t und die Spezifit{\"a}t der Ligand-Rezeptor-Interaktion unabh{\"a}ngig voneinander reguliert werden kann. In dieser Arbeit gelang es, rekombinante Expressions- und Aufreinigungsstrategien f{\"u}r IL-13 und die extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen der Rezeptorketten IL-13Ralpha1 und IL-13Ralpha2 zu entwickeln. Dadurch war es m{\"o}gliche, eine breite Mutations-/Interaktionsanalyse der IL-13Ralpha1-Kette durchzuf{\"u}hren.Es konnte gezeigt werden, dass die N-terminale FnIII-{\"a}hnliche Dom{\"a}ne von IL-13Ralpha1 sowohl an der Bindung von IL-13 als auch an der Interaktion mit IL-4 beteiligt ist. Im funktionellen Bindeepitop der IL-13Ralpha1-Kette wurden die Aminos{\"a}urereste Arg84, Phe253 und Tyr321 als Hauptbindungsdeterminanten f{\"u}r die Interaktion mit IL-13 identifiziert. Durch die Interaktionsstudien der IL-13Ralpha1-Varianten mit IL-4 wurde gezeigt, dass diese Hauptbindungsdeterminanten auch f{\"u}r die niederaffine Bindung von IL-4 von gr{\"o}ßter Bedeutung sind. Die funktionellen Bindeepitope f{\"u}r IL-4 und IL-13 auf der IL-13Ralpha1-Kette sind nahezu identisch und {\"u}berlappen in einem großen Bereich. Aufgrund der Ergebnisse aus der Mutagenesestudie war es m{\"o}glich, ein Strukturmodell der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne der IL-13Ralpha1-Kette zu erstellen. Darin wird eine neuartige Orientierung der N-terminalen FnIII-Dom{\"a}ne und deren Beteiligung an der Ligandeninteraktion dargestellt. Mit Hilfe des Strukturmodells gelang es, neue Aminos{\"a}urerest auf der Oberfl{\"a}che von IL-13 zu identifizieren, die an der Bindung zu IL-13Ralpha1 beteiligt sind, was die Relevanz des Strukturmodells weiter unterstreicht. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde versucht, den molekularen Mechanismus aufzukl{\"a}ren, durch den es den superagonistischen IL-4-Varianten T13D und F82D gelingt, mit dreifach h{\"o}herer Affinit{\"a}t an die IL-4Ralpha-Kette zu binden, als wildtypischer Ligand. Durch strukturelle und funktionelle Untersuchungen wurde gezeigt, dass der Affinit{\"a}tssteigerung ein indirekter Mechanismus zugrunde liegt, bei dem eine Konformations{\"a}nderung und die Fixierung der Arg85-Seitenkette von IL-4 zur Ausbildung von zus{\"a}tzlichen Ligand-Rezeptor-Interaktionen f{\"u}hrt. Das Bindeepitop zwischen IL-4 und der IL-4Ralpha-Kette besitzt eine modulare Architektur aus drei unabh{\"a}ngig voneinander agierenden Interaktionsclustern. Bei der Interaktion von wildtypischem IL-4 mit IL-4Ralpha tragen nur zwei dieser Cluster in signifikanter Weise zur freien Bindeenergie bei. Im Falle der superagonistischen IL-4-Varianten ist jedoch auch das dritte Cluster an der Generierung von zus{\"a}tzlicher, freier Bindeenergie beteiligt, wodurch die Affinit{\"a}t zwischen Ligand und Rezeptor erh{\"o}ht wird. Damit stellt der modulare Aufbau der Interaktionsfl{\"a}che zwischen IL-4 und der IL-4Ralpha-Kette m{\"o}glicherweise einen Mechanismus dar, {\"u}ber den Proteine die Affinit{\"a}t von Wechselwirkungen {\"u}ber einen großen Bereicht variieren k{\"o}nnen, ohne dabei Spezifit{\"a}t einzub{\"u}ssen. Da IL-4 und IL-13 als interessante Zielmolek{\"u}le f{\"u}r die Therapie von allergischen und asthmatischen Erkrankungen erkannt worden sind, k{\"o}nnen die in der vorliegenden Arbeit gewonnenen Informationen {\"u}ber den Bindemechanismus und die Einblicke in den molekularen Charakter der Interaktion zwischen den beiden Zytokinen und ihren spezifischen Rezeptorketten dabei helfen, neuartige und hoch spezifische, inhibitorische Molek{\"u}le zu entwickeln.},
  subject      = {Renaturierung <Biochemie>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Berg2008,
  author    = {Berg, Daniela},
  title     = {Entwicklung von TRAIL-Fusionsproteinen und ihre Wirkung auf Myelomzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27430},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {1. Zusammenfassung L{\"o}sliche humane TRAIL-Varianten (hTRAIL), die nur die "TNF homology domain" (THD) beinhalten, binden sowohl den TRAILR1 aus auch den TRAILR2, stimulieren jedoch nur den TRAILR1. Nach sekund{\"a}rem Quervernetzen des Liganden wird dann aber auch der TRAILR2 effektiv aktiviert. Entsprechende murine TRAIL-Varianten (mTRAIL) dagegen zeigen nur eine schwache Rezeptorbindung und sind selbst nach sekund{\"a}rem Quervernetzen nur wenig aktiv. Interessanterweise kann ein Fusionsprotein aus der THD von mTRAIL und der Trimerisierungsdom{\"a}ne von Tenascin-C (TNC), das wie mTRAIL selbst auch als Trimer vorligt, effizient an TRAIL-Rezeptoren binden und nach sekund{\"a}rem Quervernetzen den TRAILR2 gut stimulieren. Weiterhin kann eine mTRAIL-Variante, die neben der THD auch die Stammregion des Molek{\"u}ls enth{\"a}lt, die die THD von der Transmembrandom{\"a}ne trennt, nach sekund{\"a}rem Quervernetzen Apoptose induzieren, jedoch nicht so effektiv wie das TNC-mTRAILFusionsprotein. Die spezifische Bioaktivit{\"a}t der humanen TRAIL-Varianten wird gleichfalls, wenn auch weniger stark, durch Fusion mit der Tenascin-C-Trimerisierungsdom{\"a}ne gesteigert. Die Fixierung des N-Terminus der THD, die hier durch die TNCDom{\"a}ne sonst jedoch durch die Stamm- oder Transmembrandom{\"a}ne gew{\"a}hrleistet wird, k{\"o}nnte demnach f{\"u}r mTRAIL f{\"u}r eine gute Rezeptorbindung und effektive Apoptoseinduktion n{\"o}tig sein. Dies deutet auf eine bisher nicht erkannte Rolle der Stammregion f{\"u}r die Aktivit{\"a}t dieser Liganden hin und bietet die M{\"o}glichkeit, rekombinante l{\"o}sliche Liganden der TNF-Familie mit erh{\"o}hter Aktivit{\"a}t zu generieren. Die TRAIL-induzierte Apoptose kann f{\"u}r die Behandlung von Tumorzellen n{\"u}tzlich sein. Es wurde jedoch k{\"u}rzlich gezeigt, dass TRAIL neben Apoptose auch proinflammatorische, d. h. potentiell tumorf{\"o}rdernde Signalwege, insbesondere in apoptoseresistenten Zellen induzieren kann. Im Folgenden sollte untersucht werden, inwiefern TRAIL solche Signalwege in Myelomzellen stimuliert. Oligomerisiertes TRAIL kann bei allen analysierten Zelllinien Caspasen aktivieren und Apoptose induzieren. Werden die Zelllinien mit dem pan-Caspaseinhibitor ZVAD behandelt, kann die Caspase- Aktivierung bei allen Zellen blockiert werden, die Apoptoseinduktion jedoch nur bei zwei Zelllinien. Im Gegensatz dazu sch{\"u}tzt ZVAD drei andere Myelomzelllinien nur partiell vor der TRAIL-induzierten Apoptose. Dies zeigt, dass TRAIL in Myelomzellen auch caspaseunabh{\"a}ngigen Zelltod induzieren kann. TRAIL induziert in den Myelomzellen auch proinflammatorische Signalwege wie den NF\&\#1082;B-, den JNK-, den p38- und den p42/44-Signalweg. Die Stimulation des JNK- und des p38-Signalwegs erwies sich hierbei in zelltypspezifischer Weise caspaseabh{\"a}ngig, die Aktivierung des NF\&\#1082;B- und p42/44-Signalwegs immer als caspaseunabh{\"a}ngig. Zusammenfassend geht aus diesen Ergebnissen hervor, dass zur Behandlung des multiplen Myeloms, TRAIL in Kombination mit anti-inflammatorisch wirkenden Mitteln eingesetzt werden sollte, insbesondere um m{\"o}gliche proinflammatorische Nebenwirkungen durch TRAIL zu minimieren.},
  subject      = {TRAIL},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kroiss2008,
  author    = {Kroiß, Matthias},
  title     = {Reinigung und funktionelle Charakterisierung des SMN-Komplexes von Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28840},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Zusammenlageurng spleißosomaler UsnRNPs erfolgt beim Menschen und anderen Vertebraten durch den makromolekularen SMN-Komplex. Dieser besteht aus insgesamt neun Proteinen, genannt SMN und Gemin2-8. In dieser Arbeit wurde die Evolution dieser molekularen Maschine untersucht. Dazu wurden die Genome mehrerer Modellorganismen bioinformatisch nach Orthologen von SMN und seinen Komplexpartnern durchsucht. Es zeigte sich, dass SMN und Gemin2 die Kernkomponenten des Komplexes darstellen. Von diesen ausgehend kamen weitere Komponenten im Laufe der Evolution hinzu und zwar blockweise, wie es ihrer physischen Assoziation im humanen Komplex entspricht. Um diese Befunde einer biochemischen {\"U}berpr{\"u}fung zu unterziehen, wurde ein neues Affinit{\"a}tsepitop, das TagIt-Epitop, entwickelt. Nach stabiler Transfektion von Drosophila Schneider2-Zellen konnte das Fusionsprotein effizient exprimiert und der Drosophila-SMN-Komplex nativ aufgereinigt werden. Die massenspektrometrische Untersuchung des Komplexes zeigte, dass SMN und Gemin2 seine einzigen st{\"o}chiometrischen Komponenten sind. Dies ist in eindrucksvoller {\"U}bereinstimmung mit den bioinformatischen Daten. Der aufgereinigte Komplex lagert in vitro Sm-Proteine mit der entsprechenden UsnRNA zum UsnRNP-core-Komplex zusammen. Diese Ergebnisse ließen sich nach rekombinanter Rekonstitution des SMN/Gemin2-Dimers rekapitulieren. Dabei zeigte sich, dass der SMN-Komplex die unkoordinierte Bindung der Sm-Proteine an „falsche" RNAs verhindert. Folglich gen{\"u}gen SMN und Gemin2 zur Zusammenlagerung des Sm-core-Komplexes, w{\"a}hrend die {\"u}brigen Gemine weitere Funktionen im Kontext der UsnRNP-Biogenese spielen k{\"o}nnten. Aus evolutionsbiologischer Sichtweise ist der SMN-Komplex aus Drosophila ein eindr{\"u}ckliches Beispiel, wie die Vereinfachung eines biochemischen Prozesses zur Kompaktierung des Genoms beitragen kann.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Geissler2008,
  author    = {Geissler, Oliver},
  title     = {Der Informationsfluss bei der Futtersuche von Ameisen : Spezielle Kommunikationsstrategien von Blattschneiderameisen und nektarsammelnden Ameisen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28878},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die komplexen Aktivit{\"a}tsmuster w{\"a}hrend der Futtersuche bei Ameisen sind kein Resultat einer einfachen Selbstorganisation mit starren Regeln sind, sondern diese Regeln werden vielmehr permanent durch den Informationsaustausch zwischen den Arbeiterinnen modifiziert. Die Furagier{\"o}kologie hat vor allem einen Einfluss auf die Rekrutierungsstrategie der Tiere. Blattschneiderameisen furagieren an großen und stabilen Nahrungsressourcen auf diese sie nach dem Auffinden sofort stark rekrutieren. Camponotus rufipes besucht hingegen Futterquellen, die in ihrer Ergiebigkeit schlecht vorhersagbar sind. Daher steigern die Tiere ihre Rekrutierungsintensit{\"a}t erst nachdem sie sich durch mehrmaliges Aufsuchen der Futterquelle von deren Best{\"a}ndigkeit {\"u}berzeugt haben.},
  subject      = {Nahrungserwerb},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gebhardt2008,
  author    = {Gebhardt, Susanne},
  title     = {Expression, biochemische Charakterisierung und biologische Analyse des CONNECTIVE TISSUE GROWTH FACTOR},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29565},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Der Connective tissue growth factor, CTGF, ist ein mit der EZM assoziiertes Protein, das diverse zellul{\"a}re Aktivit{\"a}ten, einschließlich Adh{\"a}sion, Proliferation, Differenzierung und Migration, besitzt. Die umfassenden biologischen Eigenschaften des CTGF in verschiedenen Zelltypen spiegelt seine F{\"a}higkeit, eine Vielfalt an Zelloberfl{\"a}chenmolek{\"u}len (HSPGs, Integrine, …) als auch andere bioaktive Molek{\"u}le (BMP-4, TGF-\&beta;1, ...) zu binden, wieder. Eine ver{\"a}nderte CTGF-Expression ist mit mehreren fibrotischen Erkrankungen assoziiert und CTGF selbst stimuliert die Entstehung und Progression fibrotischer Defekte. Genauere Informationen {\"u}ber den Einfluss des CTGF auf die Genexpression von Zellen waren bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurde zun{\"a}chst humanes CTGF in HEK-Zellen exprimiert und anschließend in mehreren chromatographischen Schritten aufgereinigt. Die biologische Charakterisierung zeigte, dass das rekombinante Protein mit BMP-2 in Oberfl{\"a}chenplasmonresonanzstudien und auf Zellbasis interagiert. Desweiteren konnte auch eine Interaktion mit Balb3T3-Zellen festgestellt werden. Die biologische Aktivit{\"a}t des Proteins wurde durch Proliferationsassays mit einer Endothelzelllinie und prim{\"a}ren Fibroblasten des menschlichen Tenon best{\"a}tigt. Das reine rekombinante Protein wurde f{\"u}r Genexpressionsanalysen an humanen prim{\"a}ren Fibroblasten des Tenon eingesetzt. Ergebnisse dieser Studie der Genexpression von HTF von drei unabh{\"a}ngigen Spendern zeigten, dass CTGF verschiedene biologische und physiologische Prozesse beeinflusst. Bekannte proliferatorische Eigenschaften und der Einfluss auf die EZM konnten best{\"a}tigt werden. Neben den bisher bekannten Funktionen der durch CTGF verursachten Effekte bei der Wundheilung, die {\"u}berwiegend in der zweiten und dritten Phase der Wundheilung im Bereich der Umstrukturierung der EZM zu finden sind, konnten mehrere regulierte Gene nachgewiesen werden, die eine Rolle in der ersten Phase der Wundheilung, der Inflammation, spielen. Die interessantesten bisher im Zusammenhang mit CTGF noch nicht beschriebenen proinflammatorischen Proteine sind die CXC-Chemokine 1, 2, 6 und 8 sowie IL-6, die in den CTGF behandelten Fibroblasten st{\"a}rker exprimiert waren. CTGF scheint somit eine mannigfaltige koordinierte Rolle in der Wundheilung am Auge, einschließlich Inflammation und EZM-Remodeling sowie m{\"o}glicherweise auch in der Angiogenese und H{\"a}mostase, zu spielen und damit seine Rolle als mulitmodularer Faktor zu best{\"a}tigen.},
  subject      = {CTGF},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Endter2008,
  author    = {Endter, J{\"o}rg-Michael},
  title     = {Mechanismen der Elektropermeabilisierung und Elektrofusion eukaryotischer Zellen und Protoplasten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29647},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit konnten grundlegende Erkenntnisse {\"u}ber die Wirkung elektrischer Felder auf Membranen von eukaryotischen Zellen gewonnen werden. Dieses Wissen erm{\"o}glichte eine detaillierte Aufkl{\"a}rung der Mechanismen der Elektropermealisierung und der Elektrofusion. Maßgeblich hierf{\"u}r war die dielektrische Analyse von Pflanzen- bzw. Hefeprotoplasten durch umfassende Messungen auf Basis der Elektrorotationsmethode. Mithilfe dieser Methode wurden die elektrischen Eigenschaften wie die fl{\"a}chenspezifische Membrankapazit{\"a}t und die innere Leitf{\"a}higkeit von Pichia pastoris Protoplasten ermittelt. Die Kenntnis dieser Zelleigenschaften verhalf dazu, einerseits das Sammelfeld im Hinblick auf seine Feldst{\"a}rke und Frequenz einzustellen. Damit wurde ein optimaler Kontakt der Zellmembranen w{\"a}hrend der Fusion erm{\"o}glicht und st{\"o}rende Einfl{\"u}sse, wie beispielsweise die Multizellrotation, minimiert. Anderseits wurde der Durchbruchpuls bez{\"u}glich der Pulsl{\"a}nge und der Feldst{\"a}rke den Anforderungen f{\"u}r die Elektrofusion der relativ kleinen Protoplasten angepasst. In Folge dessen war es m{\"o}glich, ein Protokoll zur Herstellung von Riesenzellen aus Pichia pastoris Protoplasten zu erstellen. Diese Erkenntnisse sind besonders interessant, da der Einsatz von Riesenzellen die Erforschung der aktiven elektrischen Eigenschaften von Zellmembranen durch kombinierte Anwendung intrazellul{\"a}rer Mikroelektroden mit etablierten elektrophysiologischen Techniken erm{\"o}glicht. Als Beispiele seien hier „current-„ und „voltage-clamp", „patch clamp" sowie die Ladungspulsmethode genannt. Die erhebliche Vergr{\"o}ßerung der Membranoberfl{\"a}che bei Riesenzellen f{\"u}hrt zu einer Erh{\"o}hung der Gesamtzahl von Membranproteinen wie beispielsweise Transmembrankan{\"a}le. Daher kann erwartet werden, dass kanalvermittelte Signale deutlich st{\"a}rker ausfallen und ihre Untersuchungen erleichtert werden. Die komplexen Ergebnisse der Elektrorotation von vakuolisierten BY-2 Protoplasten konnten sehr genau mit Hilfe des Dreischalenmodells erkl{\"a}rt werden, welches die Struktur der pflanzlichen Zellen, insbesondere die zwei seriell geschalteten Kapazit{\"a}ten des Plasmalemmas und des Tonoplasten, ber{\"u}cksichtigt. Die Anwendung dieses Modells erlaubte eine getrennte Berechnung der Potentialprofile {\"u}ber das Plasmalemma (Up) und den Tonoplasten (Ut), welche durch einen kurzen Gleichstrompuls induziert wurden. Anhand dieser Potentialprofile war es m{\"o}glich, die Abh{\"a}ngigkeit des Ca2+-Einstromes in das Cytoplasma aus der Vakuole oder dem extrazellul{\"a}ren Raum vom applizierten elektrischen Feld und der externen Leitf{\"a}higkeit zu erkl{\"a}ren. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass die Aufladung des Plasmalemmas und des Tonoplasten und daraus folgend der elektrischen Membrandurchbruch der jeweiligen Membran stark von der externen Leitf{\"a}higkeit abh{\"a}ngen. Die Tatsache, dass elektrische Pulssequenzen von niedriger Intensit{\"a}t einen erhebliche Anstieg der cytosolischen Ca2+-Konzentration bewirken k{\"o}nnen und sich durch Modulation ihrer Amplitude reizspezifische Ca2+-Signaturen simulieren lassen, er{\"o}ffnet eine schonende M{\"o}glichkeit zur Untersuchung von Ver{\"a}nderungen des cytosolischen Ca2+-Spiegels unabh{\"a}ngig von persistierenden exogenen Stimuli. Da Ca2+ in Pflanzen ein wichtiger „second messenger" ist, bieten sich elektrische Felder als neues wirksames Werkzeug zur Kontrolle zellinterne Signalwege f{\"u}r die Grundlagenforschung sowie f{\"u}r Anwendungen in der Biotechnologie, wie beispielsweise Elektrotransfektion und -fusion, an. Als wichtige Konsequenz kann aus den hier gewonnen Erkenntnissen gezogen werden, dass Behandlungen pflanzlicher Zellen mit elektrischen Feldern in niedrig leitende Medien durchgef{\"u}hrt werden, um eine minimale Freisetzung von Ca2+ und anderen Inhaltstoffen aus der Vakuole zu gew{\"a}hrleisten.},
  subject      = {Elektrofusion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmid2008,
  author    = {Schmid, Ursula},
  title     = {Protection against oxidative DNA damage by antioxidants, hormone-receptor blockers and HMG-CoA-reductase inhibitors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28379},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In the course of this study, several endogenous compounds and model substances were used to mimic the conditions in patients suffering from hypertension. As endogenous compounds, angiotensin II and aldosterone were chosen. As model substances, 4-nitroquinoline-1-oxide (NQO), hydrogen peroxide and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) were selected. Benfotiamine as well as \&\#945;-tocopherol proved in the course of the experiments to be able to prevent angiotensin II-induced formation of oxidative DNA strand breaks and micronuclei. This could be due to a prior inhibition of the release of reactive oxygen species and is in contrast to results which were achieved using thiamine. Furthermore, experiments in which cells were pre-incubated with benfotiamine followed by incubation with NQO showed that benfotiamine was not able to prevent the induction of oxidative stress. The hypothesis that benfotiamine has, like \&\#945;-tocopherol, direct antioxidative capacity was fortified by measurements in cell free systems. In brief, a new working mechanism for benfotiamine in addition to the ones already known could be provided. In the second part of the study, angiotensin II was shown to be dose-dependently genotoxic. This effect is mediated via the angiotensin II type 1 receptor (AT1R) which. Further experiments were extended from in vitro settings to the isolated perfused kidney. Here it could be shown that angiotensin II caused vasoconstriction and DNA strand breaks. Co-perfusion of kidneys with angiotensin II and candesartan prevented vasoconstriction and formation of strand breaks. DNA strand break formation due to mechanical stress or hypoxia could be ruled out after additional experiments with the thromboxane mimetic U 46619. Detailed investigation of the DNA damage in vitro revealed that angiotensin II induces single strand breaks, double strand breaks and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-oxodG)-adducts as well as abasic sites. Investigations of the effects of aldosterone-treatment in kidney cells showed an increase of oxidative stress, DNA strand breaks and micronuclei which could be prevented by the steroidal mineralocorticoid receptor antagonist eplerenone. Additional experiments with the non-steroidal mineralocorticoid receptor antagonist (S)-BR-4628 revealed that this substance was also able to prevent oxidative stress and genomic damage and proved to be more potent than eplerenone. In vivo, hyperaldosteronism was imitated in rats by aid of the deoxycorticosteroneacetate (DOCA) salt model. After this treatment, levels of DNA strand breaks and chromosomal aberrations in the kidney could be observed. Furthermore, an increase in the release of ROS could be measured. Treatment of these animals with spironolactone , BR-4628 and enalaprile revealed that all antagonists were effective BR-4628 was the most potent drug. Finally, rosuvastatin was investigated. In HL-60 cells phorbol 12-myristate 13-acetate caused oxidative stress. Rosuvastatin was able to prevent the release of ROS and subsequent oxidative DNA damage when co-incubated with PMA. Furthermore, not only an inhibition of PMA-induced oxidative stress but also inhibition of the unspecific release of ROS induced by hydrogen peroxide was observable. Addition of farnesyl pyrophosphate (FPP), geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP), and mevalonate, intermediates of the cholesterol pathway, caused only a marginal increase of oxidative stress in cells treated simultaneously with PMA and rosuvastatin, thus indicating the effect of rosuvastatin to be HMG-CoA-reductase-independent. Investigation of the gene expression of subunits of NAD(P)H oxidase revealed a down-regulation of p67phox following rosuvastatin-treatment. Furthermore, it could be shown that rosuvastatin treatment alone or in combination with PMA increased total glutathione levels probably due to an induction of the gene expression and enzyme activity of \&\#947;-glutamylcysteine synthetase (\&\#947;-GCS).},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Shishkova2008,
  author    = {Shishkova, Yoana},
  title     = {Investigations of Measles virus regulation on activation and function of antigen presenting cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28283},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Interaction with dendritic cells (DCs) is considered as central to immunosuppression induced by viruses, including measles virus (MV). Commonly, viral infection of DCs abrogates their ability to promote T cell expansion, yet underlying mechanisms at a cellular level are undefined. It appears that MV-WTF infection modulate DCs morphology and dynamic adhesion on extra cellular matrix proteins such as FN or ICAM-1. By morphological criteria, WTF-DCs resembled LPS-DCs, associated with their mature phenotype also adhered less efficiently to the FN or ICAM-1 support. Reduced adhesion could not be explained by a lack of \&\#61538;1-integrin expression or activation. Similarly, MV-DCs strongly resembled LPS-DCs in that levels of focal adhesion kinase phosphorylated at Y397 were high and not further enhanced upon FN ligation. Fascin, a downstream effector of integrin signaling was highly upregulated in LPS-DCs and moderately in WTF-DCs, and differences in its subcellular distribution were not observed between both cell cultures. Apparently, however, fascin associated less efficiently with PKC\&\#61537; in WTF-DCs then in LPS-DCs. In line with findings for murine DCs, high motility of mature human DCs was found to require expression of Rac-GTPases. Human LPS-DCs and more so, DC transfected to express constitutively active Rac1 were the most motile DC-species analysed, confirming that migration of human DC also involved Rac activity. The velocity of WTF-DCs on FN is below that of LPS-DCs, indicating that maturation induced by WTF may be insufficient to completely promote integrin signaling which leads to Rac activation. The organisation of MV-DC/T cell interfaces was consistent with that of functional immune synapses with regard to CD3 clustering, MHC class II surface recruitment and MTOC location. These analyses are based in the selection of stable conjugates. Subsequently, however, neither contacts nor calcium flux can be stabilised and sustained in the majority of MV-DC/T cell conjugates and only promoted abortive T cell activation. Formation of spatially organised IS in T cells requites, prolonged contact durations. Therefore, aberrant distribution patterns of CD3 in these structures, if occurring, are not likely to contribute to the type of contacts predominating for WTF-DC/T cell interactions. It is also likely that transient interactions of less than 2 minutes may if at all, not efficiently support viral transmission to T cells. Transient interactions are typically observed with immature DCs in the absence of antigen, but this is not likely to be relevant in our allogenic system, which includes SA-loaded WTF-DCs. Thus, MV-infected DCs retain activities required for initiating, but not sustaining T cell conjugation and activation. This is partially rescued if surface expression of the MV glycoproteins on DCs is abolished by infection with a recombinant MV encoding VSV G protein instead, indicating that these contribute directly to synapse destabilisation and thereby act as effectors of T cell inhibition.},
  subject      = {Masern},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Loewe2008,
  author    = {L{\"o}we, Tobias},
  title     = {Untersuchung von gene-drive-Strategien als neue Interventionsstrategien zur Eind{\"a}mmung der Malaria},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28750},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit haben wir unter Nutzung bioinformatischer Methoden eine innovative Strategie zur Eind{\"a}mmung der Malaria entwickelt. Die genetische Modifikationsstrategie beinhaltet sowohl Manipulationen aufseiten des gef{\"a}hrlichsten Erregers, Plasmodium falciparum, als auch des Hauptvektors, Anopheles gambiae. In den Genomen beider Spezies wurden eine Reihe neuer konkreter targets identifiziert. Auch bereits beschriebene targets und Ans{\"a}tze wurden in die Strategie einbezogen bzw. weiter ausgestaltet. Bez{\"u}glich der Vektormoskitos wird die Verbreitung eines gegen{\"u}ber Plasmodien resistenten Genotyps angestrebt. Es werden einerseits effiziente nat{\"u}rliche und k{\"u}nstliche Resistenzgene diskutiert und andererseits eine bekannte Strategie zur Fixierung nat{\"u}rlicher Resistenzallele in nat{\"u}rlichen Populationen verbessert. Auf der Seite der Plasmodien erweiterten wir einen bereits von A. Burt (2003) beschriebenen Eradikationsansatz um weitere targets. Aus ethischen und evolutionsbiologischen Erw{\"a}gungen bevorzugen wir jedoch eine alternative Strategie, welche die Etablierung von in ihrer Virulenz gemilderten Parasiten zum Ziel hat. Der attenuierte Genotyp wird unter anderem durch komplexe Pathway-Remodellierungen beschrieben (L{\"o}we, Sauerborn, Schirmer, Dandekar, A refined genome engineering strategy against parasites and vectors, Manuskript beim Journal „Genome Biology" eingereicht). Da sich Mutanten in der Natur gegen Wildtyp-Organismen kaum durchsetzen k{\"o}nnen, werden zwei drive-Systeme beschrieben, welche f{\"u}r die Implementierung der genetischen Manipulationsstrategie entwickelt wurden. Beide Konstrukte wurden zur Patentierung angemeldet (Patentanmeldung U30010 DPMA bzw. Aktenzeichen 102006029354.1). Zus{\"a}tzlich zur deutschen wurde f{\"u}r eines der beiden Konstrukte eine PCT-Anmeldung eingereicht, welche in Zukunft einen internationalen Patentschutz erm{\"o}glichen soll. Es werden Kalkulationen vorgelegt, welche die Verbreitungstendenzen der Konstrukte in nat{\"u}rlichen Populationen vorhersagen. Die Beschreibung der entwickelten Konstrukte beschr{\"a}nkt sich nicht auf das prim{\"a}re Anwendungsgebiet der Arbeit (Malaria), sondern beinhaltet auch andere Anwendungsgebiete, vor allem im Bereich der Medizin und Molekularbiologie.},
  subject      = {Malaria tropica},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Yarali2008,
  author    = {Yarali, Ayse},
  title     = {Aspects of predictive learning in the fruit fly},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28741},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Past experience contributes to behavioural organization mainly via learning: Animals learn otherwise ordinary cues as predictors for biologically significant events. This thesis studies such predictive, associative learning, using the fruit fly Drosophila melanogaster. I ask two main questions, which complement each other: One deals with the processing of those cues that are to be learned as predictors for an important event; the other one deals with the processing of the important event itself, which is to be predicted. Do fruit flies learn about combinations of olfactory and visual cues? I probe larval as well as adult fruit flies for the learning about combinations of olfactory and visual cues, using a so called 'biconditional discrimination' task: During training, one odour is paired with reinforcement only in light, but not in darkness; the other odour in turn is reinforced only in darkness, but not in light. Thus, neither the odours nor the visual conditions alone predict reinforcement, only combinations of both do. I find no evidence that either larval or adult fruit flies were to solve such task, speaking against a cross-talk between olfactory and visual modalities. Previous studies however suggest such cross-talk. To reconcile these results, I suggest classifying different kinds of interaction between sensory modalities, according to their site along the sensory-motor continuum: I consider an interaction 'truly' cross-modal, if it is between the specific features of the stimuli. I consider an interaction 'amodal' if it instead engages the behavioural tendencies or 'values' elicited by each stimulus. Such reasoning brings me to conclude that different behavioural tasks require different kinds of interaction between sensory modalities; whether a given kind of interaction will be found depends on the neuronal infrastructure, which is a function of the species and the developmental stage. Predictive learning of pain-relief in fruit flies Fruit flies build two opposing kinds of memory, based on an experience with electric shock: Those odours that precede shock during training are learned as predictors for punishment and are subsequently avoided; those odours that follow shock during training on the other hand are learned as signals for relief and are subsequently approached. I focus on such relief learning. I start with a detailed parametric analysis of relief learning, testing for reproducibility as well as effects of gender, repetition of training, odour identity, odour concentration and shock intensity. I also characterize how relief memories, once formed, decay. In addition, concerning the psychological mechanisms of relief learning, first, I show that relief learning establishes genuinely associative conditioned approach behaviour and second, I report that it is most likely not mediated by context associations. These results enable the following neurobiological analysis of relief learning; further, they will form in the future the basis for a mathematical model; finally, they will guide the researchers aiming at uncovering relief learning in other experimental systems. Next, I embark upon neurogenetic analysis of relief learning. First, I report that fruit flies mutant for the so called white gene build overall more 'negative' memories about an experience with electric shock. That is, in the white mutants, learning about the painful onset of shock is enhanced, whereas learning about the relieving offset of shock is diminished. As they are coherently affected, these two kinds of learning should be in a balance. The molecular mechanism of the effect of white on this balance remains unresolved. Finally, as a first step towards a neuronal circuit analysis of relief learning, I compare it to reward learning and punishment learning. I find that relief learning is distinct from both in terms of the requirement for biogenic amine signaling: Reward and punishment are respectively signalled by octopamine and dopamine, for relief learning, either of these seem dispensible. Further, I find no evidence for roles for two other biogenic amines, tyramine and serotonin in relief learning. Based on these findings I give directions for further research.},
  subject      = {Lernen},
  language  = {en}
}