@article{ZhangLeeWehneretal.2015,
  author    = {Zhang, Yi and Lee, Chil-Woo and Wehner, Nora and Imdahl, Fabian and Svetlana, Veselova and Weiste, Christoph and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang and Deeken, Rosalia},
  title     = {Regulation of Oncogene Expression in T-DNA-Transformed Host Plant Cells},
  series = {PLoS Pathogens},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS Pathogens},
  number    = {1},
  doi       = {10.1371/journal.ppat.1004620},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125256},
  pages     = {e1004620},
  year      = {2015},
  abstract  = {Virulent Agrobacterium tumefaciens strains integrate their T-DNA into the plant genome where the encoded agrobacterial oncogenes are expressed and cause crown gall disease. Essential for crown gall development are IaaH (indole-3-acetamide hydrolase), IaaM (tryptophan monooxygenase) and Ipt (isopentenyl transferase), which encode enzymes for the biosynthesis of auxin (IaaH, IaaM) and cytokinin (Ipt). Although these oncogenes are well studied as the tumor-inducing principle, nothing is known about the regulation of oncogene expression in plant cells. Our studies show that the intergenic regions (IGRs) between the coding sequences (CDS) of the three oncogenes function as promoters in plant cells. These promoters possess a eukaryotic sequence organization and cis-regulatory elements for the binding of plant transcription factors. WRKY18, WRKY40, WRKY60 and ARF5 were identified as activators of the Ipt promoter whereas IaaH and IaaM is constitutively expressed and no transcription factor further activates their promoters. Consistent with these results, the wrky triple mutant plants in particular, develops smaller crown galls than wild-type and exhibits a reduced Ipt transcription, despite the presence of an intact ARF5 gene. WRKY40 and WRKY60 gene expression is induced by A. tumefaciens within a few hours whereas the ARF5 gene is transcribed later during crown gall development. The WRKY proteins interact with ARF5 in the plant nucleus, but only WRKY40 together with ARF5 synergistically boosts the activation of the Ipt promoter in an auxin-dependent manner. From our data, we propose that A. tumefaciens initially induces WRKY40 gene expression as a pathogen defense response of the host cell. The WRKY protein is recruited to induce Ipt expression, which initiates cytokinin-dependent host cell division. With increasing auxin levels triggered by ubiquitous expression of IaaH and IaaM, ARF5 is activated and interacts with WRKY40 to potentiate Ipt expression and balance cytokinin and auxin levels for further cell proliferation.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Attaran2010,
  author    = {Attaran, Elham},
  title     = {Regulation of pathogen-inducible volatile compounds in Arabidopsis and their role in plant defense},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46715},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Plants are constantly attacked by pathogenic microbes. As a result, they have evolved a plethora of constitutive and inducible defense responses to defend against attempted pathogen infection. Although volatile organic compounds have been implicated in plant defense, direct evidence of their function in plant resistance is still lacking. I have examined the role of VOCs in Arabidopsis defense against the hemibiotrophic bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. maculicola. The obtained results show that the vegetative parts of Arabidopsis produces and emits the volatile phenylpropanoid MeSA and three kinds of terpenoids, (E,E)-4,8,12-trimethyltrideca-1,3,7,11-tetraene (TMTT), alpha-ionon and beta-farnesen, upon avirulent and virulent P. syringae inoculation. Whereas the most abundant volatiles, MeSA and TMTT, are already produced at early stages of infection in the compatible and incompatible interaction, enhanced emission of alpha-ionon and beta-farnesen can only be detected in later stages of the compatible interaction. It was revealed that pathogen-induced synthesis of TMTT in Arabidopsis requires the JA signaling pathway but occurs independently of SA defense signaling. Similarly, the production of MeSA is dependent on JA signaling but not on the SA defense signaling pathway. Furthermore, production of MeSA is dependent on the function of ISOCHORISMATE SYNTHASE1, which produces its precursor SA. Upon inoculation with avirulent P. syringae, endogenously produced JA activates the JA signalling pathway to mediate MeSA and TMTT synthesis. By contrast, in the compatible Arabidopsis-Psm interaction, production of MeSA predominantly depends on the P. syringea the virulence factor coronatine, which activates JA downstream signaling. To learn more about the role of inducible VOCs in plant defense responses, I have identified an Arabidopsis T-DNA insertions line with a defect in the TERPENE SYNTHASE4 (TPS4) gene. Emission profiles from this mutant revealed that the induced production of TMTT but not of alpha-ionone, beta-farnesene or MeSA are abolished, demonstrating that TPS4 specifically regulates the P. syringae-induced synthesis of TMTT in Arabidopsis. The lack of TMTT in tps4 mutants, however, does not affect plant defense responses and resistance induction against P. syringae. This excludes a role of the terpenoid as an effective phytoalexin in Arabidopsis leaves against the bacterial pathogen. Moreover, tps4 mutant plants are still able to mount a SAR response, excluding a signaling function of TMTT during SAR. An important aim of our studies was to address the defensive role of MeSA, the major VOC emitted from P. syringae-inoculated Arabidopsis leaves. MeSA has been recently proposed as a critical long distance signal in the development of SAR. I found that two independent T-DNA insertions lines with defects in expression of the pathogen-inducible SA methyl transferase gene BSMT1 are completely devoid of pathogen-induced production of MeSA. However, bsmt1 mutant plants are capable to increase the level of SA in systemic, non-infected leaves of Arabodopsis and develop SAR like wild-type plants upon local P. syringae-inoculation. Thus, MeSA does not function as a critical SAR signal in Arabidopsis. Further experiments showed that SA accumulation in distant leaves occurs due to de novo synthesis through isochorismate synthase. In addition, we also ruled out a critical defensive role of MeSA at inoculation sites, because bsmt1 mutants are able to build up SA-dependent defense responses and local resistance in a wild-type-like manner. The conversion of SA to MeSA and subsequently emission of MeSA from the plant might help the plant to detoxify an excess of SA. This process is regulated by the JA pathway and might be one means to mediate negative crosstalk between JA and SA signaling. Moreover, the COR-triggered conversion of SA to MeSA and emission of the volatile methyl ester could be a way by which virulent P. syringae is able to attenuate the SA-defense pathway.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lambour2023,
  author    = {Lambour, Benjamin},
  title     = {Regulation of sphingolipid long-chain bases during cell death reactions and abiotic stress in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-32591},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-325916},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Sphingobasen (LCBs) sind die Bausteine der Biosynthese von Sphingolipiden. Sie werden als Strukturelemente der pflanzlichen Zellmembran definiert und spielen eine wichtige Rolle f{\"u}r das Schicksal der Zellen. Komplexe Ceramide machen einen wesentlichen Teil der gesamten Sphingolipide aus, die einen großen Teil der eukaryotischen Membranen bilden. Gleichzeitig sind LCBs bekannte Signalmolek{\"u}le f{\"u}r zellul{\"a}re Prozesse in Eukaryonten und sind an Signal{\"u}bertragungswegen in Pflanzen beteiligt. Es hat sich gezeigt, dass hohe LCB-Konzentrationen mit der Induktion des programmierten Zelltods sowie mit dem durch Pathogene ausgel{\"o}sten Zelltod in Verbindung stehen. Mehrere Studien haben die regulierende Funktion der Sphingobasen beim programmierten Zelltod (PCD) in Pflanzen best{\"a}tigt: (i) Spontaner PCD und ver{\"a}nderte Zelltodreaktionen, die durch mutierte verwandte Gene des Sphingobasen-Stoffwechsels verursacht werden. (ii) Zelltodbedingungen erh{\"o}hen den Gehalt an LCBs. (iii) PCD aufgrund eines gest{\"o}rten Sphingolipid-Stoffwechsels, der durch von nekrotrophen Krankheitserregern produzierte Toxine wie Fumonisin B1 (FB1) hervorgerufen wird. Um den Zelltod zu verhindern und die Zelltodreaktion zu kontrollieren, kann daher die Regulierung des Gehalts an freien LCBs entscheidend sein. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie stellten das Verst{\"a}ndnis der Sphingobasen und Sphingolipidspiegel w{\"a}hrend der PCD in Frage. Wir lieferten eine detaillierte Analyse der Sphingolipidspiegel, die Zusammenh{\"a}nge zwischen bestimmten Sphingolipidarten und dem Zelltod aufzeigte. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glichte uns die Untersuchung der Sphingolipid-Biosynthese ein Verst{\"a}ndnis des Fluxes nach Akkumulation hoher LCB-Konzentrationen. Weitere Analysen von Abbauprodukten oder Sphingolipid-Mutantenlinien w{\"a}ren jedoch erforderlich, um vollst{\"a}ndig zu verstehen, wie die Pflanze mit hohen Mengen an Sphingobasen umgeht.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{CarmonaArana2015,
  author    = {Carmona Arana, Jos{\´e} Antonio},
  title     = {Regulation Tumornekrosefaktor (TNF) Rezeptor assoziierter Signalwege durch das Adapterprotein TRAF1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128735},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {TWEAK ist ein zu der TNF-Superfamilie (Tumor Necrosis Factor) zugeh{\"o}riges Zytokin, welches in Form l{\"o}slicher und membranst{\"a}ndiger Molek{\"u}le vorkommt. Beide Formen des Liganden k{\"o}nnen an den Rezeptor (Fn14) binden. Viele verschiedene intrazellul{\"a}re Signalwege werden durch den Fn14 aktiviert, beispielweise Erk1/2, JNK, Jun und STAT3, vor allem jedoch das NFkB. L{\"o}sliches und membranst{\"a}ndiges TWEAK zeigen eine {\"a}hnliche Aktivierungseffizienz bez{\"u}glich des alternativen NFkB-Signalwegs, wohingegen membranst{\"a}ndiges TWEAK weit besser als l{\"o}sliches TWEAK den klassischen NFkB-Signalweg aktiviert. In der vorliegenden Arbeit wurde zun{\"a}chst die TWEAK-vermittelte Induzierbarkeit von verschiedenen Zielgenen des NFkB-Systems untersucht. L{\"o}sliches TWEAK zeigte einen weit schw{\"a}cheren aktivierenden Effekt auf den klassischen NFkB-Signalweg als TNF, das ein sehr guter Aktivator des klassischen NFkB-Systems ist (Abb. 5, 6). Nichtsdestotrotz war TWEAK imstande eine st{\"a}rkere TRAF1-Induktion als TNF herbeizuf{\"u}hren (Abbildung 7, 8). TRAF1 ist ein durch NFkB-System stark reguliertes Gen. Um posttranskriptionelle TRAF1-Modifikationen als Ursache f{\"u}r die unerwartet gute TRAF1-Induktion durch l{\"o}sliches TWEAK auszuschließen, wurde die TRAF1-Expression nach Proteasom- und Caspasen-Inhibition untersucht (Abbildung 9). Dies ergab keinen Hinweis auf einen Einfluss dieser Prozessen auf der TRAF1-Expression. Mittels des IKK2-spezifischen Inhibitor TPCA-1 wurde die TWEAK-vermittelte TRAF1-Induktion Zelltyp-abh{\"a}ngig gehemmt, wohingegen die TNF-vermittelte Induktion von TRAF1 in allen Zelllinien vollst{\"a}ndig inhibiert wurde (Abbildung 13). Versuche mit dem NEDD8-aktivierenden Enzym (NAE) Inhibitor MLN4924, resultierten in einer totalen Inhibition der TRAF1-Expression in allen TWEAK- und TNF-stimulierten Zellen (Abbildung 14). Diese Befunde sprechen daf{\"u}r, dass bei der TWEAK-vermittelten TRAF1-Expression beide Zweige des NFkB-Signalwegs Zelltyp-abh{\"a}ngig beteiligt sind. Die Oligomerisierung der Liganden der TNF-Familie verst{\"a}rkt oft ihre Aktivit{\"a}t. Oligomerisiertes TWEAK imitiert die biologische Aktivit{\"a}t von membranst{\"a}ndigem TWEAK. L{\"o}sliches TWEAK wurde mit einem anti-Flag Antik{\"o}rper oligomerisiert und die TRAF1-Induktion durch den alternativen NFkB-Signalweg wurde analysiert Oligomerisiertes TWEAK aktivierte Zelltyp-unabh{\"a}ngig den klassischen NFkB-Signalweg st{\"a}rker als l{\"o}sliches TWEAK, wohingegen kein Effekt auf die TRAF1-Induktion oder auf die Aktivierung den alternativen NFkB-Signalweg festgestellt wurde (Abbildung 11, 12). TWEAK ist imstande die TRAF2-vermittelte CD40-Induktion des klassischen NFkB-Signalwegs zu hemmen (Abbildung 16, 17). Um den Beitrag von TWEAK-Induziertem TRAF1 zur CD40-Inhibition zu herauszufinden, wurden TRAF1-stabil transfizierte 786O- und U2OS-Zellen hergestellt (Abbildung 19). Die CD40-Induzierte IkBa-Degradation und IL8/6 Produktion war in den TRAF1-Transfektanten als auch in mit l{\"o}slichem TWEAK vorbehandelte Zellen stark inhibiert (Abbildung 21, 22), wobei die CD40-Expression und CD40/CD40L-Interaktion unver{\"a}ndert blieb (Abbildung 20). Diese Ergebnisse sprechen f{\"u}r einen wichtigen Beitrag des Adaptorprotein TRAF1 in der TWEAK-vermittelte Inhibition der CD40-induzierte Aktivierung des klassischen NFkB-Signalwegs.},
  subject      = {Antigen CD40},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stuhlfelder2004,
  author    = {Stuhlfelder, Christiane},
  title     = {Reinigung, Klonierung und heterologe Expression der Methyljasmonat-Esterase aus Lycopersicon esculentum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8433},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Aus Lycopersicon esculentum Zellsuspensionskulturen konnte ein bisher unbekanntes Enzym isoliert und beschrieben werden, das die Hydrolyse von Methyljasmonat (MeJA) zu Jasmons{\"a}ure (JA) katalysiert. Das Enzym wurde als Methyljasmonat-Esterase (MeJA-Esterase) bezeichnet. Mittels Methyl-[2-14C]JA und [Methyl-3H]MeJA wurden qualitative und quantitative Enzymtestsysteme etabliert, welche die Reinigung und Charakterisierung des Enzyms erlaubten. Methyljasmonat-Esterase Aktivit{\"a}t konnte in 18 taxonomisch unterschiedlichen Zellsuspensionskulturen h{\"o}herer Pflanzen sowie in differenziertem Gewebe (Bl{\"u}te, Wurzel, Stengel und Blatt) von Lycopersicon esculentum cv. Moneymaker nachgewiesen werden. In einem 6-stufigen Reinigungsverfahren wurde das native Enzym mit einer Ausbeute von 2.2 \% bis zur Homogenit{\"a}t 767-fach angereichert. Die native MeJA-Esterase kommt nativ als monomeres 26 kDa großes Protein vor. Unter denaturierenden Bedingungen konnte ein Molekulargewicht von 28 kDa bestimmt werden. Eine Analyse mittels ESI-TOF-Massenspektrometrie ergab ein Molekulargewicht von 28547 Da. Die native MeJA-Esterase hatte ein basisches pH-Optimum von 9.0. Optimale katalytische Aktivit{\"a}t zeigte die MeJA-Esterase bei einer Reaktionstemperatur von 40 \&\#61616;C. Der isoelektrische Punkt lag bei pH 4.7. Eine vollst{\"a}ndige und irreversible Hemmung der MeJA-Esterase konnte durch 5 mM Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF), einem Serinprotease-Inhibitor erzielt werden. Dieses Ergebnis lieferte einen Hinweis darauf, dass die MeJA-Esterase eine katalytische Triade mit einem reaktiven Serin-Rest besitzt. N-Methylmaleimid, Iodacetamid, Bestatin, Pepstatin und Leupeptin konnten die MeJA-Esterase nicht inhibieren. Nach der Reinigung der MeJA-Esterase wurde das Protein partiell mit der Endoproteinase LysC verdaut. Mittels Sequenzierung der Spaltpeptide und N-terminaler Sequenzierung der MeJA-Esterase konnte von vier Peptiden die Sequenz bestimmt werden. Ein Datenbankvergleich (SwissProt und EMBL) dieser Peptide mit bekannten Sequenzen zeigte eine hohe Homologie (bis zu 80 \%) zu verschiedenen Esterasen und \&\#945;-Hydroxynitrillyasen. Die Peptide konnten somit eindeutig als Bestandteile einer Esterase identifiziert werden. Zur Identifizierung des MeJA-Esterase Gens wurden aus den Peptidsequenzen degenerierte Primer abgeleitet und zur weiteren Klonierung verwendet. {\"U}ber eine Reverse Transkription mit anschließender PCR wurde ein internes cDNA-Fragment (513 bp) amplifiziert. Mittels RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) konnten das 5´-und 3´-Ende der MeJA-Esterase cDNA ermittelt werden. Die Nucleotidsequenz umfasste einen offenen Leserahmen von 786 bp. Die davon abgeleitete Aminos{\"a}uresequenz codierte ein offenes Leseraster f{\"u}r ein Protein von 262 Aminos{\"a}uren. Datenbankvergleiche der vollst{\"a}ndigen Aminos{\"a}uresequenz zeigten Homologien von 33 - 47 \% zu Esterasen und \&\#945;-Hydroxynitrillyasen. Die Aminos{\"a}uren der katalytischen Triade, die in den homologen Proteinen hochkonserviert waren, konnten bei der MeJA-Esterase als Serin-83, Asparagins{\"a}ure-211 und Histidin-240 ermittelt werden. Diese drei Aminos{\"a}uren bilden vermutlich das katalytische Zentrum der MeJA-Esterase. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine hochkonservierte Signatur, die allen Lipasen gemeinsam ist in der Aminos{\"a}uresequenz der MeJA-Esterase identifziert werden. Diese Ergebnisse erlauben eine Einordnung der MeJA-Esterase in die Superfamilie der „alpha/beta-Fold"-Hydrolasen. Untersuchungen der Prim{\"a}rstruktur der MeJA-Esterase legten den Schluss nahe, dass es sich um ein cytosolisches Enzym handelt. Eine Southern-Blot Analyse mit genomischer DNA aus L. esculentum wurde zur Absch{\"a}tzung der Kopienzahl der zum Protein der MeJA-Esterase korresporendierenden Gene durchgef{\"u}hrt. Dabei wurden zwei bis sieben DNA-Abschnitte ermittelt, die mit der Volll{\"a}nge-Sonde der MeJA-Esterase hybridisierten. Dieses Ergebnis l{\"a}sst vermuten, dass die MeJA-Esterase zu einer Genfamilie geh{\"o}rt. Unklar bleibt jedoch, ob es sich um mehrere homologe Gene handelt, oder ob eine Hybridisierung der Volll{\"a}nge-Sonde mit Pseudogenen erfolgte. Die heterologe Expression der MeJA-Esterase cDNA wurde erfolgreich durchgef{\"u}hrt. Hierdurch wurde der Beweis erbracht werden, dass die klonierte cDNA tats{\"a}chlich f{\"u}r das Gen der MeJA-Esterase codierte. Nach Klonierung der cDNA in den pQE70-Expressionsvektor und Transformation in kompetente E. coli (M15) konnte im Proteinrohextrakt eine spezifische Enzymaktivit{\"a}t von 1.64 pkat/mg detektiert werden. In einem 4-stufigen Reinigungsverfahren wurde das heterolog exprimierte Enzym mit einer Ausbeute von 0.8 \% bis zur Homogenit{\"a}t 283-fach angereichert. Untersuchungen zur Substratspezifit{\"a}t zeigten, dass native und heterolog exprimierte MeJA-Esterase Methyljasmonat zu Jasmons{\"a}ure hydrolysierten. In beiden F{\"a}llen handelte es sich jedoch um kein hochspezifisches Enzym. F{\"u}r die native MeJA-Esterase konnte ein KM-Wert von 14.7 ± 0.8 µM und f{\"u}r die heterolog exprimierte MeJA-Esterase ein KM-Wert von 24.3 ± 2.3 µM ermittelt werden.},
  subject      = {Tomate},
  language  = {de}
}
@article{PanduranganPajakMolnaretal.2012,
  author    = {Pandurangan, Sudhakar and Pajak, Agnieszka and Molnar, Stephen J. and Cober, Elroy R. and Dhaubhadel, Sangeeta and Hern{\´a}ndez-Sebasti{\`a}, Cinta and Kaiser, Werner M. and Nelson, Randall L. and Huber, Steven C. and Marsolais, Fr{\´e}d{\´e}ric},
  title     = {Relationship between asparagine metabolism and protein concentration in soybean seed},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {63},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {8},
  doi       = {10.1093/jxb/ers039},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126900},
  pages     = {3173-3184},
  year      = {2012},
  abstract  = {The relationship between asparagine metabolism and protein concentration was investigated in soybean seed. Phenotyping of a population of recombinant inbred lines adapted to Illinois confirmed a positive correlation between free asparagine levels in developing seeds and protein concentration at maturity. Analysis of a second population of recombinant inbred lines adapted to Ontario associated the elevated free asparagine trait with two of four quantitative trait loci determining population variation for protein concentration, including a major one on chromosome 20 (linkage group I) which has been reported in multiple populations. In the seed coat, levels of asparagine synthetase were high at 50 mg and progressively declined until 150 mg seed weight, suggesting that nitrogenous assimilates are pre-conditioned at early developmental stages to enable a high concentration of asparagine in the embryo. The levels of asparaginase B1 showed an opposite pattern, being low at 50 mg and progressively increased until 150 mg, coinciding with an active phase of storage reserve accumulation. In a pair of genetically related cultivars, ∼2-fold higher levels of asparaginase B1 protein and activity in seed coat, were associated with high protein concentration, reflecting enhanced flux of nitrogen. Transcript expression analyses attributed this difference to a specific asparaginase gene, ASPGB1a. These results contribute to our understanding of the processes determining protein concentration in soybean seed.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Isasa2024,
  author    = {Isasa, Emilie},
  title     = {Relationship between wood properties, drought-induced embolism and environmental preferences across temperate diffuse-porous broadleaved trees},
  doi       = {10.25972/OPUS-30356},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-303562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {In the scope of climate warming and the increase in frequency and intensity of severe heat waves in Central Europe, identification of temperate tree species that are suited to cope with these environmental changes is gaining increasing importance. A number of tree physiological characteristics are associated with drought-stress resistance and survival following severe heat, but recent studies have shown the importance of plant hydraulic and anatomical traits for predicting drought-induced tree mortality, such as vessel diameter, and their potential to predict species distribution in a changing climate. A compilation of large global datasets is required to determine traits related to drought-induced embolism and test whether embolism resistance can be determined solely by anatomical traits. However, most measurements of plant hydraulic traits are labour-intense and prone to measurement artefacts. A fast, accurate and widely applicable technique is necessary for estimating xylem embolism resistance (e.g., water potential at 50\% loss of conductivity, P50), in order to improve forecasts of future forest changes. These traits and their combination must have evolved following the selective pressure of the environmental conditions in which each species occurs. Describing these environmental-trait relationships can be useful to assess potential responses to environmental change and mitigation strategies for tree species, as future warmer temperatures may be compounded by drier conditions.},
  subject      = {Pflanzen{\"o}kologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Graefe2001,
  author    = {Gr{\"a}fe, Eva Ulrike},
  title     = {Relative systemische Verf{\"u}gbarkeit und Pharmakokinetik von Quercetin und Quercetinglykosiden (Quercetin-4'-0-glucosid und Quercetin-3-0-rutinosid) im Menschen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1333},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Aufgrund seiner potentiell gesundheitsfoerdernden Wirkung wurde das Falvonol Quercetin in den letzten Jahren intensiv untersucht. Daten zur Bioverfuegbarkeit nach oraler Applikation sind jedoch selten und widerspruechlich. Fruehere Untersuchungen deuteten darauf hin, dass die Disposition von Quercetin von der Zuckerkomponente des Glykosids oder der Pflanzenmatrix abhaengen koennte. Um den Einfluss der Zuckerkomponente oder der Matrix auf die Resorption von Quercetin festzustellen, wurden zwei isolierte Quercetinglykoside sowie zwei Pflanzenextrakte in einer vierarmigen, randomisierten cross-over Studie an 12 gesunden Probanden getestet. Jeder Proband erhielt eine Zwiebelzubereitung oder Quercetin-4'-O-glucosid, jeweils entsprechend 100 mg Quercetinaglykon, sowie Quercetin-3-O-rutinosid oder Buchweizenkrauttee entsprechend 200 mg Quercetinaglykon. Die Proben wurden mittels HPLC und Coulometrischer Arraydetektion analysiert. Im Plasma wurden ausschliesslich Quercetinglucuronide detektiert. Freies Quercetin und die Glykoside waren nicht nachweisbar. Die Bioverfuegbarkeit und Pharmakokinetik nach Applikation von Zwiebeln und Quercetin-4'-glucosid zeigte keine signifikanten Unterschiede. Maximale Plasmakonzentrationen von 2.3±1.5 µg·mL-1 and 2.1±1.6 µg·mL-1 (MW±SD) wurden nach 0.7±0.2 h und 0.7±0.3 h erreicht. Nach Einnahme von Buchweizenkraut und Rutin wurden maximale Plasmakonzentrationen (trotz der doppelten Dosis) von nur 0.6±0.7 µg·mL-1 und 0.3±0.3 µg·mL-1 nach 4.3±1.8 h bzw. 7.0±2.9 h erreicht. Die terminale Halbwertszeit lag bei ca. 11 h fuer alle vier Pruefpraeparate. Die Disposition von Quercetin ist daher primaer von der Zuckerkomponente abhaengig. Zu einem geringern Anteil beeinflusst die Pflanzenmatrix im Falle von Buchweizenkrauttee sowohl Geschwindigkeit als auch Ausmass der Resorption. Der Resorptionsort scheint fuer Quercetin-4'-O-glucoside und Quercetin-3-O-rutinoside unterschiedlich zu sein. Die bedeutung spezifischer carrier fuer die Resorption von Quercetinglykosiden sowie von intestinalen ß-Glucosidasen muss in weiteren Untersuchungen geklaert werden.},
  subject      = {Mensch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hartmann2014,
  author    = {Hartmann, Sonja},
  title     = {Relevance of antibodies targeting the beta1-adrenergic receptor for renal function},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106285},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Functionally active (conformational) autoantibodies directed against the β1-adrenergic receptor (β1-AR) are supposed to have a pathogenic relevance in human heart failure, particularly in idiopathic dilated cardiomyopathy (DCM). Prevalence of anti-β1-autoantibodies (anti-β1-aabs) in the healthy population is almost negligible, whereas it amounts to up to 30\% in heart failure patients with idiopathic DCM. As β1-ARs are not restricted to the heart and are also highly expressed in particular segments of the nephron, it is conceivable that such autoantibodies might also affect kidney function to some extent through the activation of renal β1-ARs. In the kidney, β1-ARs are highly abundant in the juxtaglomerular apparatus, the distal convoluted tubules, the collecting duct, and the renal arteries. However, the functional significance of β1-ARs at these particular sites along the nephron is poorly understood, as are the effects of conformational stimulating anti-β1-aabs on renal β1-ARs. From the available literature, it is well known that the β1-adrenergic system is involved in, e.g., the regulation of renin-secretion from juxtaglomerular cells. In addition, the β1-adrenergic system is thought to be involved in the regulation of the urine pH via type B-intercalated cells in the collecting duct. In contrast, the regulation of salt- and fluid-secretion in the medullary collecting duct appears to occur independently from the SNS. As a consequence, the present work aimed to unravel the potential pathophysiological links between renal function, alterations in the cardiovascular system, and circulating agonist-like anti- β1-abs. We analyzed possible renal effects of anti-β1-abs in a human-analogous rat model. After immunization with a GST-fusion protein containing the second extracellular loop (β1-ECII) of the human β1-AR, Lewis-rats develop functionally active, stimulating, conformational anti-β1-ECII-abs. Within the first 6 months, anti-β1-ECII-ab-positive animals develop a hypertensive phenotype, which after 9 months evolves into a DCM phenotype. In n=40 GST/ β1-ECII-immunized Lewis rats and n=40 age-matched, 0.9\% NaCl-injected control animals, we sequentially (i.e. at months 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15, and 18 after start of immunization) analyzed the changes in renal function on a molecular, functional, and structural level. We could show that the presence of stimulating anti-β1-ECII-abs - even though having detrimental effects on the heart - has only a minor impact on kidney function and structure. Within the first 3 months after induction of anti-β1-ECII-abs, the levels and activity of renin were significantly increased in immunized compared to corresponding control animals, which was confirmed by experiments on isolated perfused kidneys, in which anti-β1-ECII-abs were able to directly induce the liberation of renin. However, within several weeks the initial anti-β1-ECII-ab-mediated RAAS activation was counter-regulated by auto-regulatory mechanisms activated in the kidney. Similarly, glomerular filtration rate (GFR) and renal blood flow (RBF) were initially decreased in the presence of the stimulating anti-β1-ECII-abs, but returned to control values within 3 months after immunization of the animals. Although expression of several pro-fibrotic markers was significantly up-regulated in anti-β1-ECII-ab-positive rats, no significant differences were noted on a histomorphological level with regard to the occurrence of renal fibrosis, glomerular damage, tubular damage, and perivascular fibrosis. Only a mild decrease in glomerular filtration function was observed in the kidneys of anti-β1-ECII-ab-positive animals from immunization-month 12 on, apparent by increased levels of urinary protein. Even though anti-β1-ECII-abs were able to induce mild changes in renal function, their effects were not strong enough to critically damage the kidneys in our rat-model. Differences between immunized anti-β1-ECII-ab-positive and corresponding control rats at later time-points (that is, from immunization-month 12 on) are most likely secondary to the progressive heart failure phenotype that immunized animals develop in the course of the experiment. The present study is the first to focus on the effects of stimulating anti-β1-ECII-abs on the kidney, and on the prevalence of these effects for the heart (referred to as cardio-renal crosstalk). Although our results were obtained in a rat model, they might contribute to better understand the situation in anti-β1-AR-aab-positive human patients. Following the results of our experiments, treatment of such patients should focus on direct and specific neutralization/elimination of stimulating anti-β1-ECII-aab or at least comprise therapeutic strategies that counteract the anti-β1-ECII-aab-effects on the heart by standard treatment for heart failure (i.e. ACE inhibitors, AT1-receptor blockers, and β-blockers) according to current guidelines.},
  subject      = {Nierenfunktion},
  language  = {en}
}
@article{ScheibBroserConstantinetal.2018,
  author    = {Scheib, Ulrike and Broser, Matthias and Constantin, Oana M. and Yang, Shang and Gao, Shiqiang and Mukherjee, Shatanik and Stehfest, Katja and Nagel, Georg and Gee, Christine E. and Hegemann, Peter},
  title     = {Rhodopsin-cyclases for photocontrol of cGMP/cAMP and 2.3 {\AA} structure of the adenylyl cyclase domain},
  series = {Nature Communications},
  volume    = {9},
  journal   = {Nature Communications},
  doi       = {10.1038/s41467-018-04428-w},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-228517},
  pages     = {2046, 1-15},
  year      = {2018},
  abstract  = {The cyclic nucleotides cAMP and cGMP are important second messengers that orchestrate fundamental cellular responses. Here, we present the characterization of the rhodopsinguanylyl cyclase from Catenaria anguillulae (CaRhGC), which produces cGMP in response to green light with a light to dark activity ratio > 1000. After light excitation the putative signaling state forms with tau = 31 ms and decays with tau = 570 ms. Mutations (up to 6) within the nucleotide binding site generate rhodopsin-adenylyl cyclases (CaRhACs) of which the double mutated YFP-CaRhAC (E497K/C566D) is the most suitable for rapid cAMP production in neurons. Furthermore, the crystal structure of the ligand-bound AC domain (2.25 angstrom) reveals detailed information about the nucleotide binding mode within this recently discovered class of enzyme rhodopsin. Both YFP-CaRhGC and YFP-CaRhAC are favorable optogenetic tools for non-invasive, cell-selective, and spatio-temporally precise modulation of cAMP/cGMP with light.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Huang2023,
  author    = {Huang, Shouguang},
  title     = {Role of ABA-induced Ca\(^{2+}\) signals, and the Ca\(^{2+}\)-controlled protein kinase CIPK23, in regulation of stomatal movements},
  doi       = {10.25972/OPUS-20473},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Stomata are pores in the leaf surface, formed by pairs of guard cells. The guard cells modulate the aperture of stomata, to balance uptake of CO2 and loss of water vapor to the atmosphere. During drought, the phytohormone abscisic acid (ABA) provokes stomatal closure, via a signaling chain with both Ca2+-dependent and Ca2+-independent branches. Both branches are likely to activate SLAC1-type (Slow Anion Channel Associated 1) anion channels that are essential for initiating the closure of stomata. However, the importance of the Ca2+-dependent signaling branch is still debated, as the core ABA signaling pathway only possesses Ca2+-independent components. Therefore, the aim of this thesis was to address the role of the Ca2+-dependent branch in the ABA signaling pathway of guard cells. In the first part of the thesis, the relation between ABA-induced Ca2+ signals and stomatal closure was studied, with guard cells that express the genetically encoded Ca2+-indicator R-GECO1-mTurquoise. Ejection of ABA into the guard cell wall rapidly induced stomatal closure, however, only in ¾ of the guard cells ABA evoked a cytosolic Ca2+ signal. A small subset of stomata (¼ of the experiments) closed without Ca2+ signals, showing that the Ca2+ signals are not essential for ABA-induced stomatal closure. However, stomata in which ABA evoked Ca2+ signals closed faster as those in which no Ca2+ signals were detected. Apparently, ABA-induced Ca2+ signals enhance the velocity of stomatal closure. In addition to ABA, hyperpolarizing voltage pulses could also trigger Ca2+ signals in wild type guard cells, which in turn activated S-type anion channels. However, these voltage pulses failed to elicit S-type anion currents in the slac1/slah3 guard cells, suggesting that SLAC1 and SLAH3 contribute to Ca2+-activated conductance. Taken together, our data indicate that ABA-induced Ca2+ signals enhance the activity of S-type anion channels, which accelerates stomatal closure. The second part of the thesis deals with the signaling pathway downstream of the Ca2+ signals. Two types of Ca2+-dependent protein kinase modules (CPKs and CBL/CIPKs) have been implicated in guard cells. We focused on the protein kinase CIPK23 (CBL-Interacting Protein Kinase 23), which is activated by the Ca2+-dependent protein CBL1 or 9 (Calcineurin B-Like protein 1 or 9) via interacting with the NAF domain of CIPK23. The CBL1/9-CIPK23 complex has been shown to affect stomatal movements, but the underlying molecular mechanisms remain largely unknown. We addressed this topic by using an estrogen-induced expression system, which specifically enhances the expression of wild type CIPK23, a phosphomimic CIPK23T190D and a kinase dead CIPK23K60N in guard cells. Our data show that guard cells expressing CIPK23T190D promoted stomatal opening, while CIPK23K60N enhanced ABA-induced stomatal closure, suggesting that CIPK23 is a negative regulator of stomatal closure. Electrophysiological measurements revealed that the inward K+ channel currents were similar in guard cells that expressed CIPK23, CIPK23T190D or CIPK23K60N, indicating that CIPK23-mediated inward K+ channel AKT1 does not contribute to stomatal movements. Expression of CIPK23K60N, or loss of CIPK23 in guard cells enhanced S-type anion activity, while the active CIPK23T190D inhibited the activity of these anion channels. These results are in line with the detected changes in stomatal movements and thus indicate that CIPK23 regulates stomatal movements by inhibiting S-type anion channels. CIPK23 thus serves as a brake to control anion channel activity. Overall, our findings demonstrate that CIPK23-mediated stomatal movements do not depend on CIPK23-AKT1 module, instead, it is achieved by regulating S-type anion channels SLAC1 and SLAH3. In sum, the data presented in this thesis give new insights into the Ca2+-dependent branch of ABA signaling, which may help to put forward new strategies to breed plants with enhanced drought stress tolerance, and in turn boost agricultural productivity in the future.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Naseem2009,
  author    = {Naseem, Muhammad},
  title     = {Role of cytokinins in plant immunity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37555},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Phytohormone spielen eine zentrale Rolle in der Regelung normalen Wachstums, der Entwicklung und der Mitwirkung an Abwehrmechanismen in Pflanzen. Allgemein betrachtet k{\"o}nnen Phytohormone in zwei Klassen unterteilt werden - in solche, die in Beziehung zu Stressreaktionen stehen und in jene, die das Wachstum beg{\"u}nstigen. Salizyls{\"a}ure, und Jasmons{\"a}ure sind in erster Linie an der Stressresonanz, Ethylen, Auxine, Cytokinine (CKs) und Gibberilline an Entwicklungsprozessen beteiligt. In den letzten Jahrzehnten wurde den Phytohormonen aus diesem Betrachtungswinkel starke Aufmerksamkeit gewidmet und heute stehen ihre wechselseitigen Beeinflussungen im Fokus. Die Tatsache, dass Pflanzenpathogene ein hormonelles Ungleichgewicht an der Wirtspflanzen-Pathogen Schnittstelle bedingen und es begleitend zu physiologischen Ver{\"a}nderungen kommt, wird dabei als Werkzeug f{\"u}r Erforschungen in Pflanzengeweben genutzt. Abgesehen von der bekannten Bedeutung, die Cytokinine f{\"u}r Wachstum und Entwicklung haben, sind sie bisher am meisten vernachl{\"a}ssigt worden und eher als Konsequenz denn als Grund von Pathogeninfektionen angesehen worden. Die Ergebnisse dieser Arbeit basieren auf der Hyphothese, dass erh{\"o}hte Gehalte an CKs die Pflanzen mit einer Resistenz gegen hemibiotrophe Pathogene ausstatten. In diesem Zusammenhang wurden transgenetische Pflanzen untersucht, in welchen das bakterielle Gen IPT {\"u}berexpremiert wurde. Kontrolliert wurde die Expression durch einen pathogen-induzierbaren, einen tetracyclin-induzierbaren oder durch einen wachstumsabh{\"a}ngigen Promotor. F{\"u}r die weitere Validierung der an den transgenetischen Pflanzen gewonnenen Ergebnisse wurden unterschiedliche Cytokinin von abgeschnittenen Tabakbl{\"a}tter aufgenommen. Alle transgenetischen Ans{\"a}tze und exogen applizierten Cytokiningaben zeigten {\"a}hnliche verringerte Krankheitsanzeichen. Diese Art der Resistenz wurde im Weiteren mit verschiedenen zellul{\"a}ren, biochemischen, mikrobiellen Techniken sowie durch Signalwirkungstests fundiert. Die Gehalte von SA und JA blieben unver{\"a}ndert, w{\"a}hrend die Expression des Gens PR1 in Proben mit erh{\"o}htem Cytokiningehalt stark hoch reguliert wurde. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine verringerte Akkumulation von ROS in IPT exprimierenden Bl{\"a}ttern gegen{\"u}ber der entsprechende Kontrolle beobachtet wurden. Zus{\"a}tzlich konnte weder ein direkter Effekt im Wachstum von P. syringae pv. tabaci noch die Pr{\"a}senz von antimikrobiellen Peptiden in Cytokinin-angereicherten Extrakten festgestellt werden. Interessanterweise ist die verst{\"a}rkte Akkumulation von Phytoalexinen bei erh{\"o}htem CKs-Status der Pflanze als ein m{\"o}gliches Anzeichen f{\"u}r die Gef{\"a}hrdung durch die Ausbreitung von Pathogenen belegt. Im Gegensatz dazu konnten wir keine Wachstumsverlangsamung f{\"u}r Sclerotinia sclerotiorum in Bl{\"a}ttern mit erh{\"o}hten CKs-Gehalten feststellen. Neben der Wirt-Pathogen Interaktion im Hinblick auf erh{\"o}hte CK-Gehalte wurden die Auswirkungen eines modulierten Kohlenstoffhaushalts auf das Wachstum von Pathogenen untersucht. Daf{\"u}r wurden zuvor generierte transgenetische Tabakpflanzen, basierend auf ein regulierbarem Invertase Enzym verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass induzierte und nicht-induzierte Expression von CIN1 unter der Kontrolle des Tet-Promotors das Wachstum von P. syringae pv. tabaci nicht beeinflusst. Dar{\"u}ber hinaus zeigten Linien, welche den Invertaseinhibitor NtCIF unter Kontrolle desselben Tet-Promotors exprimieren, keine differenzielle Ver{\"a}nderung des Wachstums von P. syringae pv. tabaci bei induziertem und nicht-induziertem Status der Pflanze. {\"A}hnlich waren die Resultate in der transgenetischen Tomaten-Linie Lin6::NtCIF f{\"u}r P.syringae pv. tomato DC 3000. Interessanterweise zeigten die Bl{\"a}tter von Lin6::NtCIF Tomatenpflanzen starke Symptome nach Behandlung mit Botrytis cinerea verglichen zum Wildtyp. Eine m{\"o}gliche Verbindung zwischen Cytokininen und Zuckermetabolismus im Bezug auf die Wirt-Pathogen Beziehung wurde ebenfalls untersucht. Die Expression des IPT-Gens unter der Kontrolle des pathogeninduzierbaren Promotors (4xJERE::IPT) im transgenetischen Hintergrund von Tet::CIN1 ergab lokale Unterschiede in der Entwicklung der Symptom von P. syringae pv. tabaci. Bei exogen appliziertem Kinetin an abgeschnittenen Tabakbl{\"a}ttern von Tet::CIN1 verz{\"o}gerte sich ebenfalls das Wachstum von P. syringae pv. Tabaci im Vergleich zu Tet-induzierten Bl{\"a}ttern. Diese Ergebnisse f{\"u}hren zu der Schlussfolgerung, dass die extrazellul{\"a}re Invertase keine essentielle Rolle in der Cytokinin-vermittelten Resistenz gegen hemibiotrophe Pathogene spielt.},
  subject      = {Pflanzenhormon},
  language  = {en}
}
@article{JoensuuAltimirHakolaetal.2016,
  author    = {Joensuu, Johanna and Altimir, Nuria and Hakola, Hannele and Rost{\´a}s, Michael and Raivonen, Maarit and Vestenius, Mika and Aaltonen, Hermanni and Riederer, Markus and B{\"a}ck, Jaana},
  title     = {Role of needle surface waxes in dynamic exchange of mono- and sesquiterpenes},
  series = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  volume    = {16},
  journal   = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  number    = {12},
  doi       = {10.5194/acp-2015-1024},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171324},
  pages     = {7813-7823},
  year      = {2016},
  abstract  = {Biogenic volatile organic compounds (BVOCs) produced by plants have a major role in atmospheric chemistry. The different physicochemical properties of BVOCs affect their transport within and out of the plant as well as their reactions along the way. Some of these compounds may accumulate in or on the waxy surface layer of conifer needles and participate in chemical reactions on or near the foliage surface. The aim of this work was to determine whether terpenes, a key category of BVOCs produced by trees, can be found on the epicuticles of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and, if so, how they compare with the terpenes found in shoot emissions of the same tree. We measured shoot-level emissions of pine seedlings at a remote outdoor location in central Finland and subsequently analysed the needle surface waxes for the same compounds. Both emissions and wax extracts were clearly dominated by monoterpenes, but the proportion of sesquiterpenes was higher in the wax extracts. There were also differences in the terpene spectra of the emissions and the wax extracts. The results, therefore, support the existence of BVOC associated to the epicuticular waxes. We briefly discuss the different pathways for terpenes to reach the needle surfaces and the implications for air chemistry.},
  language  = {en}
}
@article{JoensuuAltimirHakolaetal.2016,
  author    = {Joensuu, Johanna and Altimir, Nuria and Hakola, Hannele and Rost{\´a}s, Michael and Raivonen, Maarit and Vestenius, Mika and Aaltonen, Hermanni and Riederer, Markus and B{\"a}ck, Jaana},
  title     = {Role of needle surface waxes in dynamic exchange of mono- and sesquiterpenes},
  series = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  volume    = {16},
  journal   = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  doi       = {10.5194/acp-16-7813-2016},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-198547},
  pages     = {7813-7823},
  year      = {2016},
  abstract  = {Biogenic volatile organic compounds (BVOCs) produced by plants have a major role in atmospheric chemistry. The different physicochemical properties of BVOCs affect their transport within and out of the plant as well as their reactions along the way. Some of these compounds may accumulate in or on the waxy surface layer of conifer needles and participate in chemical reactions on or near the foliage surface. The aim of this work was to determine whether terpenes, a key category of BVOCs produced by trees, can be found on the epicuticles of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and, if so, how they compare with the terpenes found in shoot emissions of the same tree. We measured shoot-level emissions of pine seedlings at a remote outdoor location in central Finland and subsequently analysed the needle surface waxes for the same compounds. Both emissions and wax extracts were clearly dominated by monoterpenes, but the proportion of sesquiterpenes was higher in the wax extracts. There were also differences in the terpene spectra of the emissions and the wax extracts. The results, therefore, support the existence of BVOC associated to the epicuticular waxes. We briefly discuss the different pathways for terpenes to reach the needle surfaces and the implications for air chemistry.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Marten2008,
  author    = {Marten, Holger},
  title     = {Rolle und Regulation von Anionenkan{\"a}len w{\"a}hrend der Stomabewegung als Reaktion auf Licht, CO2 und Wasserstress},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29349},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Stomata in der Epidermis von Pflanzen sind Poren, die den Gasaustausch mit der Atmosph{\"a}re regulieren. Die {\"O}ffnungsweite der Stomata kann ver{\"a}ndert werden, was eine Optimierung der CO2 Aufnahme f{\"u}r die Photosynthese erm{\"o}glicht und gleichzeitig den Wasserverlust durch Transpiration minimiert. Um diese Funktion zu erf{\"u}llen, k{\"o}nnen Stomata verschiedene Stimuli wie Wasserstress (durch Abscisins{\"a}ure), Licht und CO2 wahrnehmen. Die oben genannten Reize f{\"u}hren dann zu einer Aufnahme oder Abgabe von osmotisch aktiven Substanzen in zwei Schließzellen, welche die Stoma{\"o}ffnung kontrollieren. Die Rezeptoren zur Wahrnehmung dieser Stimuli, die intrazellul{\"a}ren Signalwege und die beteiligten Ionentransportproteine in den Schließzellen sind nur l{\"u}ckenhaft bekannt. In dieser Arbeit lag ein Hauptaugenmerk auf der Rolle von Anionenkan{\"a}len der Plasmamembran bei Stomabewegungen, sowie auf den Signalwegen welche diese Kan{\"a}le steuern. Die Aktivit{\"a}t der Anionenkan{\"a}le wurde mit der DEVC (Double Electrode Voltage Clamp) Einstich-Methode in Schließzellen in der intakten Pflanze gemessen, kombiniert mit Calcium Imaging durch den Ca2+ Indikator Farbstoff FURA2. Stomaschlussreaktionen werden durch Abscisins{\"a}ure (ABA), CO2 und Dunkelheit induziert und bei allen drei Stimuli konnten wir in Nicotiana tabacum eine Aktivierung von Anionenkan{\"a}len beobachten. Das f{\"u}hrt zu Anionenefflux aus den Schließzellen und einer Depolarisation der Plasmamembran, was wiederum Kalium-Efflux-Kan{\"a}le spannungsabh{\"a}ngig aktiviert. Der resultierende Verlust osmotisch aktiver Teilchen f{\"u}hrt dann zu Turgorabnahme der Schließzellen und Stomaschluss. Das zeitliche Muster der Anionenkanalaktivit{\"a}t bei dem Stomaschluss, ausgel{\"o}st durch CO2, Dunkelheit und ABA war bei allen Reizen {\"a}hnlich. Es zeigte sich eine charakteristische transiente starke und darauf folgende schw{\"a}chere Anionenkanalaktivit{\"a}t. Dieses konservierte Muster l{\"a}sst {\"U}berschneidungen bei der Signaltransduktion der verschiedenen Stimuli vermuten. Die gesteigerte Aktivit{\"a}t der Anionenkan{\"a}le w{\"a}hrend der Reaktion auf ABA und Dunkelheit wurde in ungef{\"a}hr der H{\"a}lfte der Antworten von einem Anstieg der zytosolischen Ca2+ Konzentration begleitet. Bei beiden Stimuli scheinen somit Ca2+ abh{\"a}ngig und unabh{\"a}ngig Signale intrazellul{\"a}r weitergeleitet zu werden. Allerdings war der Effekt der Ca2+ Signale auf die Aktivit{\"a}t der Anionenkan{\"a}le bei den beiden Stimuli unterschiedlich. Eine zytosolisch erh{\"o}hte Ca2+ Konzentration konnte bei Antworten auf ABA nicht mit einer erh{\"o}hten Anionenkanalaktivit{\"a}t in Verbindung gebracht werden, bei Dunkelheit hingegen wurde die Aktivit{\"a}t der Anionenkan{\"a}le in Anwesenheit von Ca2+ gesteigert. Die wichtige Rolle von Anionenkan{\"a}len beim Stomaschluss l{\"a}sst vermuten, dass ihre Deaktivierung eine Vorraussetzung f{\"u}r eine Stoma{\"o}ffnung ist. Blaulicht f{\"u}hrt bei niedrigen Photonen-Fluss Raten zu Stoma{\"o}ffnung und sollte daher Anionenkan{\"a}le inhibieren. {\"U}bereinstimmend damit konnten wir tats{\"a}chlich zeigen, dass Blaulicht in Schließzellen von Vicia faba und Arabidopsis thaliana Anionenkan{\"a}le deaktiviert. Diese Deaktivierung ist von den Phototropin-Blaulichtrezeptoren abh{\"a}ngig, da die Deaktivierung der Anionenkan{\"a}le in Arabidopsis thaliana phot1/phot2 Doppelmutanten nicht beobachtet werden konnte. Neben einer Blaulicht spezifischen Antwort {\"o}ffnen Stomata auch in Antwort auf photosynthetisch aktive Strahlung (PAR). Die PAR Wahrnehmung scheint zu einem wesentlichen Teil {\"u}ber Ver{\"a}nderungen der interzellul{\"a}ren CO2 Konzentration, ausgel{\"o}st durch die Photosyntheseaktivit{\"a}t des Mesophylls, stattzufinden (Roelfsema et al., 2002). In {\"U}bereinstimmung mit dieser Hypothese konnten wir in Schließzellen in Albino Blattarealen von Chlorophytum comosum und gebleichten Vicia faba keine Reaktion auf PAR beobachten, obwohl Schließzellen von Chlorophytum comosum in Albino Bereichen funktionierende Chloroplasten besitzen. Die Rolle von CO2 bei der PAR Antwort haben wir des Weiteren in NtMPK4 antisense Pflanzen untersucht. Stomata von NtMPK4 antisense Pflanzen haben nicht auf {\"A}nderungen in der atmosph{\"a}rischen CO2 Konzentration reagiert und zeigten eine stark reduzierte Antwort auf PAR. Diese Ergebnisse best{\"a}tigen die wichtige Rolle der intrazellul{\"a}ren CO2 Konzentration bei der PAR Antwort, sie zeigen aber auch, dass es anscheinend zus{\"a}tzlich zu CO2 noch ein weiteres PAR abh{\"a}ngiges Signal f{\"u}r Stoma{\"o}ffnung gibt.},
  subject      = {Elektrophysiologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Riedel2004,
  author    = {Riedel, Michael},
  title     = {Rutschige Oberfl{\"a}chen von karnivoren Kannenpflanzen (Nepenthaceae) : Physikalisch-chemische Eigenschaften und mikroskopische Struktur epikutikul{\"a}rer Wachskristalle von Nepenthes alata, N. albomarginata und N. intermedia},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9467},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Pflanzen der Gattung Nepenthes decken einen erheblichen Anteil ihres N{\"a}hrstoffbedarfs durch den Fang und die Verdauung tierischer Beute, insbesondere von Insekten. Als Fangorgane dienen kannenf{\"o}rmig umgewandelte Blattspreiten. Die Kanneninnenseiten sind in einer breiten Zone dicht mit epikutikul{\"a}ren Wachskristallen besetzt. Die Oberfl{\"a}chen dieser so genannten Gleitzone sind extrem rutschig f{\"u}r die meisten Insekten und spielen eine zentrale Rolle beim Fang und der Zur{\"u}ckhaltung der Beute in der Kanne. Fr{\"u}here Untersuchungen beschrieben die Kristalle dabei als extrem fragil, wodurch diese unter der mechanischen Belastung eines Insekts leicht abrechen und somit der Kontakt zur Pflanzenoberfl{\"a}che verloren geht. Um diese Hypothese zu {\"u}berpr{\"u}fen und den Mechanismus der Rutschigkeit verstehen zu k{\"o}nnen, hatte die vorliegende Arbeit zum Ziel, sowohl die strukturellen als auch die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Wachskristalle in den Kannen von drei Nepenthes-Arten vergleichend zu charakterisieren. Diese Eigenschaften k{\"o}nnen jedoch nur dann bewertet werden, wenn die chemische Zusammensetzung der Wachskristalle verl{\"a}sslich bestimmt werden kann. Um die gaschromatographische Trennung und massenspektrometrische Analyse der Komponenten zu erleichtern, werden hydroxyl-haltige Verbindungen h{\"a}ufig durch eine Derivatisierung mit N,O-Bis(trimethylsilyl)trifluoracetamid (BSTFA) in die entsprechenden Trimethylsilyl-Ether bzw. -Ester {\"u}berf{\"u}hrt. Dabei k{\"o}nnen jedoch auch unerw{\"u}nschten Nebenreaktionen carbonyl-haltiger Verbindungen auftreten, die eine quantitative Analyse der urspr{\"u}nglichen Komponenten erschweren. Im ersten Teil dieser Arbeit ergab die {\"U}berpr{\"u}fung der Derivatisierungsreaktion, dass aliphatische Aldehyde mit BSTFA zu cis-trans isomeren Alkenyl-Trimethylsilyl-Ethern und Alkenyl-Acetamid-Addukten reagierten. Weiterhin bildeten sich aus Aldehyden und prim{\"a}ren Alkoholen unter den gegebenen Bedingungen, cis-trans isomere Alkenyl-Alkyl-Ether. Es konnte gezeigt werden, dass eine verl{\"a}ssliche und quantitative Bestimmung der urspr{\"u}nglich vorhandenen Aldehyd- und Alkoholmengen nur unter einer Quantifizierung der in den resultierenden Nebenprodukten gebundenen Mengen m{\"o}glich war. Im zweiten Teil dieser Arbeit zeigten rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen an den Gleitzonenoberfl{\"a}chen von drei Nepenthes-Arten, dass die epikutikul{\"a}ren Wachskristalle ein Netzwerk aus glattrandigen Pl{\"a}ttchen bilden und senkrecht aus den Oberfl{\"a}chen herausstehen. Es wurden Methoden etabliert, die eine mechanische Pr{\"a}paration der Wachs-kristalle von den Gleitzonenoberfl{\"a}chen erlaubten. Dabei zeigten die Kristalle eine hohe strukturelle Integrit{\"a}t. Die Beprobungsstrategien erwiesen sich als selektiv f{\"u}r die epikutiku-l{\"a}ren Wachse und somit f{\"u}r die Schnittstelle der Pflanze-Insekten-Wechselwirkung. Die anschließenden chemischen Analysen zeigten deutliche Gradienten zwischen den Zusammen-setzungen der epikutikul{\"a}ren und intrakutikul{\"a}ren Wachskompartimente. Die epikutikul{\"a}ren Kristalle bestanden aus Mischungen aliphatischer Komponenten und waren von sehr lang-kettigen Aldehyden dominiert. Triacontanal war in allen F{\"a}llen die Hauptkomponente und weitgehend f{\"u}r die Kristallbildung verantwortlich. Diese Ergebnisse quantifizierten erstmalig direkt die Zusammensetzung epikutikul{\"a}rer Wachskristalle und best{\"a}tigten die f{\"u}r deren Bildung urspr{\"u}ngliche Hypothese einer spontanen Phasentrennung eines hochkonzentrierten Bestandteils. Die schlechte L{\"o}slichkeit der Kristalle von verschiedenen Nepenthes-Arten in Chloroform wies zudem darauf hin, dass sie polymere Formen der Aldehyde beinhalteten. Diese Vermutung konnte im dritten Teil dieser Arbeit durch ATR-FTIR-spektroskopische Untersuchungen best{\"a}tigt werden. Die Kombination dieser Analysetechnik mit einer der mechanischen Beprobungsstrategien zeigte, dass weder isolierte Kristalle, noch Kristalle auf nativen Oberfl{\"a}chen, monomere Aldehyde beinhalteten. Diese konnten jedoch durch Tempe-raturerh{\"o}hung oder L{\"o}sen in Chloroform unter erh{\"o}hter Temperatur freigesetzt werden. Auf Grund charakteristischer Absorptionseigenschaften, der molekularen Anordnung sowie dem Phasenverhalten der beteiligten Komponenten konnte geschlossen werden, dass die Aldehyde in nativen Kristallen in Form von Polyacetalen vorliegen. Dies l{\"a}sst vermuten, dass die epikutikul{\"a}ren Wachskristalle dadurch nicht nur thermisch und chemisch, sondern auch mechanisch verst{\"a}rkt werden. Werden alle Daten zusammengefasst, k{\"o}nnen die strukturellen sowie physikalisch-chemischen Eigenschaften der epikutikul{\"a}ren Wachskristalle auf den Gleitzonenoberfl{\"a}chen verschiedener Nepenthes-Arten im Kontext ihrer {\"o}kologischen Funktion neu beurteilt werden. Auf diesen Ergebnissen basierend kann die Hypothese aufgestellt werden, dass die Kristalle im Kr{\"a}ftebereich, den ein Haftorgan eines Insektes auf sie aus{\"u}bt, mechanisch stabil sind und somit andere Mechanismen die Rutschigkeit verursachen.},
  subject      = {Kannenpflanze},
  language  = {de}
}
@article{RasouliKianiPouyaShabalaetal.2021,
  author    = {Rasouli, Fatemeh and Kiani-Pouya, Ali and Shabala, Lana and Li, Leiting and Tahir, Ayesha and Yu, Min and Hedrich, Rainer and Chen, Zhonghua and Wilson, Richard and Zhang, Heng and Shabala, Sergey},
  title     = {Salinity effects on guard cell proteome in Chenopodium quinoa},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {22},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {1},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms22010428},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-285625},
  year      = {2021},
  abstract  = {Epidermal fragments enriched in guard cells (GCs) were isolated from the halophyte quinoa (Chenopodium quinoa Wild.) species, and the response at the proteome level was studied after salinity treatment of 300 mM NaCl for 3 weeks. In total, 2147 proteins were identified, of which 36\% were differentially expressed in response to salinity stress in GCs. Up and downregulated proteins included signaling molecules, enzyme modulators, transcription factors and oxidoreductases. The most abundant proteins induced by salt treatment were desiccation-responsive protein 29B (50-fold), osmotin-like protein OSML13 (13-fold), polycystin-1, lipoxygenase, alpha-toxin, and triacylglycerol lipase (PLAT) domain-containing protein 3-like (eight-fold), and dehydrin early responsive to dehydration (ERD14) (eight-fold). Ten proteins related to the gene ontology term "response to ABA" were upregulated in quinoa GC; this included aspartic protease, phospholipase D and plastid-lipid-associated protein. Additionally, seven proteins in the sucrose-starch pathway were upregulated in the GC in response to salinity stress, and accumulation of tryptophan synthase and L-methionine synthase (enzymes involved in the amino acid biosynthesis) was observed. Exogenous application of sucrose and tryptophan, L-methionine resulted in reduction in stomatal aperture and conductance, which could be advantageous for plants under salt stress. Eight aspartic proteinase proteins were highly upregulated in GCs of quinoa, and exogenous application of pepstatin A (an inhibitor of aspartic proteinase) was accompanied by higher oxidative stress and extremely low stomatal aperture and conductance, suggesting a possible role of aspartic proteinase in mitigating oxidative stress induced by saline conditions.},
  language  = {en}
}
@article{WalperWeisteMuelleretal.2016,
  author    = {Walper, Elisabeth and Weiste, Christoph and Mueller, Martin J. and Hamberg, Mats and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang},
  title     = {Screen Identifying Arabidopsis Transcription Factors Involved in the Response to 9-Lipoxygenase-Derived Oxylipins},
  series = {PLoS One},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {4},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0153216},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146857},
  pages     = {e0153216},
  year      = {2016},
  abstract  = {13-Lipoxygenase-derived oxylipins, such as jasmonates act as potent signaling molecules in plants. Although experimental evidence supports the impact of oxylipins generated by the 9-Lipoxygenase (9-LOX) pathway in root development and pathogen defense, their signaling function in plants remains largely elusive. Based on the root growth inhibiting properties of the 9-LOX-oxylipin 9-HOT (9-hydroxy-10,12,15-octadecatrienoic acid), we established a screening approach aiming at identifying transcription factors (TFs) involved in signaling and/or metabolism of this oxylipin. Making use of the AtTORF-Ex (Arabidopsis thaliana Transcription Factor Open Reading Frame Expression) collection of plant lines overexpressing TF genes, we screened for those TFs which restore root growth on 9-HOT. Out of 6,000 lines, eight TFs were recovered at least three times and were therefore selected for detailed analysis. Overexpression of the basic leucine Zipper (bZIP) TF TGA5 and its target, the monoxygenase CYP81D11 reduced the effect of added 9-HOT, presumably due to activation of a detoxification pathway. The highly related ETHYLENE RESPONSE FACTORs ERF106 and ERF107 induce a broad detoxification response towards 9-LOX-oxylipins and xenobiotic compounds. From a set of 18 related group S-bZIP factors isolated in the screen, bZIP11 is known to participate in auxin-mediated root growth and may connect oxylipins to root meristem function. The TF candidates isolated in this screen provide starting points for further attempts to dissect putative signaling pathways involving 9-LOX-derived oxylipins.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ali2007,
  author    = {Ali, Walid Wahid},
  title     = {Screening of plant suspension cultures for antimicrobial activities and characterization of antimicrobial proteins from Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24358},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die zunehmende Resistenz humanpathogener Mikroorganismen gegen bekannte Antibiotika bedingt die Notwendigkeit, nach neuen Quellen f{\"u}r die Produktion antimikrobieller Stoffe zu suchen. Als eine solche Quelle gelten besonders Pflanzen, da viele antimikrobielle Stoffe bei der Abwehr gegen invasierende Mikroorganismen bilden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Charakterisierung von pflanzlichen Zellkulturen im Hinblick auf ihre F{\"a}higkeit, anitimkrobielle Aktivit{\"a}t gegen humanpathogene Mikroorganismen zu entwickeln. Dabei sollen aktive Proteine aufgereinigt und die kodierenden Gene isoliert werden. Dazu wurden zehn verschiede pflanzliche Suspensionskulturen in Anwesenheit von neun Elicitoren auf ihre antimikrobielle Aktivit{\"a}t gegen f{\"u}nf humanpathogene Mikroorganismen getestet. Dabei erwiesen sich die heterotrophen Kulturen im Vergleich zu den autotrophen als aktiver. Die h{\"o}chste antimikrobielle Aktivit{\"a}t wurde bei der intrazellul{\"a}ren Fraktion der mixotrophen Kultur von Arabidopsis thaliana nach Elicitierung mit Salicyls{\"a}ure nachgewiesen. Da in einem Pr{\"a}zipitat mit Ammoniumsulfat Aktivit{\"a}t gegen Candida maltosa nachgewiesen wurde, konnte angenommen werden, dass es sich bei der aktiven Komponente um ein Protein handelt. Durch Hochgeschwindigkeitszentrifugation wurde eine partielle Aufreinigung dieser aktiven Komponente erreicht. Die proteinoide Natur wurde durch Bioautographie best{\"a}tigt und das Molekulargewicht auf ca. 26kDa gesch{\"a}tzt. Mittels Gelfiltration und Massenspektrometrie wurde das Protein aufgereinigt. Die Mikrosequenzierung ergab ein Protein mit bisher unbekannter Funktion, das eine pflanzliche Stressdom{\"a}ne (PLAT) enth{\"a}lt. Das Protein wurde daraufhin als AtPDP1 (Arabidopsis thaliana Plat-Domain Protein 1) bezeichnet. Das Gen und ein zweites mit hochgradiger Homologie (AtPDP2) wurden in E. coli kloniert. Der Digital Northern zeigt an, das beide Gene durch verschiedene Pathogene induziert werden, sowie von Chemikalien, die pflanzliche Abwehr hervorrufen und weiterhin von Phytohormonen. Der Versuch, AtPDP1 unter die Kontrolle eines Promors einer Proteinase zu stellen, der Induzierbarkeit durch Elicitoren vermittelt, blieb erfolglos. Weiterhin wurden 13 Thaumatingene aus Arabidopsis thaliana in E. coli kloniert, da ihre antimikrobielle Aktivit{\"a}t bekannt ist, und ihre Expression durch verschiedene Stimuli induziert wird. Von diesen Genen zeigt der Digital Northern bei allen Stimuli eine maximale Expression f{\"u}r At1g75800, w{\"a}hrend At1g75050 minimal induziert ist. Diese Gene stehen f{\"u}r zuk{\"u}nftige Studien zur Verf{\"u}gung.},
  subject      = {-},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Niemann2013,
  author    = {Niemann, Sylvia},
  title     = {Seed Coat Permeability of Active Ingredients},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-79585},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The seed coat is the barrier controlling exchange of solutes between the plant embryo and its environment. This exchange is of importance for example in the uptake of germination inhibitors or in the uptake of agrochemicals applied as seed treatment. A thorough understanding of the basic mechanisms underlying solute permeation across the seed coat would help to improve the effectiveness of seed treatment formulations. In seed treatment formulations, additives can be used to enhance or decrease mobility or uptake of the active ingredient (AI). In the present study the seed coat barrier properties and the seed coat permeation process was examined with the model species Pisum sativum and with a set of model solutes. The lipophilic fraction of the seed coat was analysed by gas chromatography and mass spectrometry and it was found that the total lipophilic compartment of the seed coat represents 0.61 \% of the weight of a swollen seed coat. The seed is covered by a lipophilic cuticle. The seed coat coverage with cuticular waxes is ten to 18-fold lower than wax coverage of pea leaves, though. In order to examine sorption of solutes in the small lipophilic compartment of the seed coat, seed coat/water partition coefficients were determined. These cover a much smaller range than the corresponding n-octanol/water partition coefficients. The lipophilic sorption compartment as calculated from the seed coat/water partition coefficient data is smaller than the analysed total lipophilic compartment of the seed coat since not all of the lipid components can act as sorption compartment. During seed swelling, the pea seed nearly doubles its weight. The uptake of water is driven by the very low water potential of the dry seed and controlled by the seed coat hydraulic conductivity both of which increase during seed swelling. Depending on the available form of water, water uptake can take place by diffusion from air humidity or by mass flow from liquid water. Water uptake by a seed in moist sand takes place by a combination of both uptake mechanisms. The basic transport mechanism underlying solute permeation of seed coats was analysed by steady-state experiments with a newly devised experimental setup. The permeance P for permeation of the set of model compounds across isolated seed coat halves ranged from 3.34 x 10-8 m s-1 for abamectin to 18.9 x 10-8 m s-1 for caffeine. It was found that solute permeation across the seed coat takes aqueous pathways. This was concluded from the facts that molar volume instead of lipophilicity of the solutes determine permeation and that the temperature effect on permeation is very small. This is in contrast to typical leaf and fruit cuticular uptake where lipophilic pathways dominate. Solute uptake across the seed coat can take place by two different mechanisms both of which take aqueous pathways. Uptake can be by diffusion and in the presence of a bulk flow of water driven by a water potential difference also by solvent drag. The presence of the solvent drag uptake mechanism shows that the aqueous pathways form an aqueous continuum across the seed coat. These findings indicate that the seed coat covering cuticle does not form a continuous barrier enclosing the seed. In order to examine solute uptake across the seed coat under conditions close to a situation taking place in the field, the process of uptake of a seed treatment AI in the field was simulated. In the situation of a treated seed in the field, the seed treatment residue dissolves and then the AI can move either into the surrounding soil or across the seed coat into the seed. Uptake across the seed coat can take place either by diffusion or during seed swelling by the solvent drag mechanism. Since the seed treatment residue depletes over time, non-steady-state uptake takes place. To simulate these processes, laboratory scale seed treatment methods were established to produce treated seeds and isolated treated seed coat halves. Experimental setups for non-steady-state uptake experiments were established with whole treated seeds and with isolated treated seed coat halves as simplified screening tool. By modelling of the AI uptake as a first-order process the rate constant k and the final relative uptake amount Mt→∞ M0-1 were obtained. With k and Mt→∞ M0-1 a quantification and comparison of the uptake curves was possible. Both in the experiments with whole treated seeds and with isolated treated seed coats, uptake of metalaxyl-M was much faster than uptake of sedaxane. In the uptake of a seed treatment AI, not only the solute's molar volume but also its water solubility determine uptake. The solute's water solubility is important for dissolution of the AI from the seed treatment residue and thus determines availability of the AI for uptake. Water solubility also controls the possible concentration in solution and thus the driving force for diffusive uptake. Furthermore, the AI amount taken up by solvent drag is determined by concentration in the inflowing water and thus by water solubility. In the experiments with whole treated seeds the additive effects on uptake were smaller than in the experiments with isolated treated seed coats or not significant. Adigor functions as an emulsifier and can lead to a slight increase of AI mobilisation from the seed treatment residue. NeoCryl A-2099 can cause a slowed down release of the AI from the seed treatment residue. The effects of both additives were smaller than the effect caused by different AI physico-chemical properties. Therefore, the most important factor determining uptake of a seed treatment AI are the AI's physico-chemical properties, especially its water solubility.},
  subject      = {Samenschale},
  language  = {en}
}
@article{JahnMarkertRyuetal.2016,
  author    = {Jahn, Martin T. and Markert, Sebastian M. and Ryu, Taewoo and Ravasi, Timothy and Stigloher, Christian and Hentschel, Ute and Moitinho-Silva, Lucas},
  title     = {Shedding light on cell compartmentation in the candidate phylum Poribacteria by high resolution visualisation and transcriptional profiling},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {6},
  journal   = {Scientific Reports},
  number    = {35860},
  doi       = {10.1038/srep35860},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-167513},
  year      = {2016},
  abstract  = {Assigning functions to uncultivated environmental microorganisms continues to be a challenging endeavour. Here, we present a new microscopy protocol for fluorescence in situ hybridisation-correlative light and electron microscopy (FISH-CLEM) that enabled, to our knowledge for the first time, the identification of single cells within their complex microenvironment at electron microscopy resolution. Members of the candidate phylum Poribacteria, common and uncultivated symbionts of marine sponges, were used towards this goal. Cellular 3D reconstructions revealed bipolar, spherical granules of low electron density, which likely represent carbon reserves. Poribacterial activity profiles were retrieved from prokaryotic enriched sponge metatranscriptomes using simulation-based optimised mapping. We observed high transcriptional activity for proteins related to bacterial microcompartments (BMC) and we resolved their subcellular localisation by combining FISH-CLEM with immunohistochemistry (IHC) on ultra-thin sponge tissue sections. In terms of functional relevance, we propose that the BMC-A region may be involved in 1,2-propanediol degradation. The FISH-IHC-CLEM approach was proven an effective toolkit to combine -omics approaches with functional studies and it should be widely applicable in environmental microbiology.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hofmann2003,
  author    = {Hofmann, Markus},
  title     = {Signal transduction during defense response and source-sink transition in tomato},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5421},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Plants have evolved an elaborate system to cope with a variety of biotic and abiotic stresses. Typically, under stress conditions an appropriate defense response is invoked which is accompanied by changes in the metabolic status of the plant. Photosynthesis is downregulated and sucrose is imported into the tissue, which provides a faster and more constant flux of energy and carbon skeletons to perform the defense response. Interestingly, these processes are co-ordinately regulated and the signal transduction chains underlying these cellular programs appear to share at least some common elements. Both the induction of sink metabolism and defense response is dependent on signal transduction pathways involving protein phosphorylation. Furthermore, regulation of extracellular invertase (INV) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) which are markers for sink metabolism and defense response is preceded by the transient activation of MAP kinases. In depth analysis of MAP kinase activation by partial purification led to the discovery that, depending on the stimulus, different subsets of MAP kinases are activated. This differential MAPK activation is likely to possess a signal encoding function. In addition, the partial purification of MAP kinases was found to be suitable to address specific cellular functions to individual MAP kinase isoenzymes. By this way, LpWIPK was identified as the major MAP kinase activity induced after stimulation of tomato cells with different elicitors. LpWIPK is thus considered as a key regulator of defense response together with sink induction in tomato. A study using nonmetabolisable sucrose analogs revealed that the regulation of photosynthesis is not directly coupled to this signal transduction pathway since it is independent of MAP kinase activation. Nonetheless, downregulation is induced by the same stimuli that induce the defense response and sink metabolism and it will therefore be interesting to uncover the branch points of this signalling network in the future. MAP kinases are not only central components regulating the response to biotic stresses. In addition to e.g. pathogens, MAP kinases are as well involved in signal transduction events invoked by abiotic stresses like cold and drought. In a recent study, we could show that a MAP kinase is activated by heat stress, under conditions a plant will encounter in nature. This previously unknown MAP kinase is able to specifically recognise the heat stress transcription factor HsfA3 as a substrate, which supports a role of this MAP kinase in the regulation of the heat stress response. Moreover, the observation that HsfA3 is phosphorylated by the heat activated MAP kinase in vitro provides a promising basis to identify HsfA3 as the first physiological substrate of a plant MAP kinase. Intracellular protons have been implicated in the signal transduction of defense related signals. In a study using Chenopodium rubrum cells, we could show that cytosolic changes in pH values do not precede the regulation of the marker genes INV and PAL. Depending on the stimulus applied, cytosolic acidification or alkalinisation can be observed, which excludes a role for protons as signals in this pathway. Together with the concomitant changes of the pH value of the extracellular space, these variations can thus be considered as terminal part of the defense response itself rather than as a second messenger. WRKY transcription factors have only recently been identified as indirect targets of a central plant MAP kinase cascade. In addition, the identification of cognate binding sites in the promoters of INV and PAL supports a role for these proteins in the co-ordinate regulation of defense response and sink induction. A novel elicitor responsive WRKY transcription factor, LpWRKY1, was cloned from tomato and characterised with respect to its posttranslational modification. This immediate early transcription factor is transiently induced upon pathogen attack and the induction is dependent on phosphorylation. Furthermore, it was shown for the first time with respect to WRKY transcription factors, that LpWRKY1 is phosphorylated in vivo. Analysis of the role of this phosphorylation by in gel assays using recombinant WRKY protein as the substrate revealed two protein kinases that are transiently activated during the defense response to phosphorylate LpWRKY1. This data demonstrates that WRKY proteins require phosphorylation to modulate their DNA binding or transactivating activity.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kamke2013,
  author    = {Kamke, Janine},
  title     = {Single-cell genomics of the candidate phylum Poribacteria},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85042},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Marine sponges are the most ancient metazoans and of large ecological importance as drivers of water and nutrient flows in benthic habitats. Furthermore marine sponges are well known for their association with highly abundant and diverse microbial consortia. Microorganisms inhabit the extracellular matrix of marine sponges where they can make up to 35\% of the sponge's biomass. Many microbial symbionts of marine sponges are highly host specific and cannot, or only in very rare abundances, be found outside of their host environment. Of special interest is the candidate phylum Poribacteria that was first discovered in marine sponges and still remains almost exclusive to their hosts. Phylogenetically Poribacteria were placed into the Planctomycetes, Verrucomicrobia, Chlamydiae superphylum and similarly to many members of this superphylum cell compartmentation has been proposed to occur in members of the Poribacteria. The status as a candidate phylum implies that no member of Poribacteria has been obtained in culture yet. This restricts the investigations of Poribacteria and their interactions with marine sponges to culture independent methods and makes functional characterisation a difficult task. In this PhD thesis I used the novel method of single-cell genomics to investigate the genomic potential of the candidate phylum Poribacteria. Single-cell genomics enables whole genome sequencing of uncultivated microorganisms by singularising cells from the environment, subsequent cell lysis and multiple displacement amplification of the total genomic DNA. This process yields sufficient amounts of DNA for whole genome sequencing and genome analysis. This technique and its relevance for symbiosis studies are discussed in this PhD thesis. Through the application of single-cell genomics it was possible to increase the number of single-amplified genomes of the candidate phylum Poribacteria from initially one to a total of six. Analyses of these datasets made it possible to enhance our understanding of the metabolism, taxonomy, and phylum diversity of Poribacteria and thus made these one of the best-characterised sponge symbionts today. The poribacterial genomes represented three phylotypes within the candidate phylum of which one appeared dominant. Phylogenetic and phylogenomic analyses revealed a novel phylogenetic positioning of Poribacteria distinctly outside of the Planctomycete, Verrucomicorbia, Chlamydiae superphylum. The occurrence of cell compartmentation in Poribacteria was also revisited based on the obtained genome sequences and revealed evidence for bacterial microcompartments instead of the previously suggested nucleotide-like structures. An extensive genomic repertoire of glycoside hydrolases, glycotransferases, and other carbohydrate active enzymes was found to be the central shared feature between all poribacterial genomes and showed that Poribacteria are among those marine bacteria with the largest genomic repertoire for carbohydrate degradation. Detailed analysis of the carbohydrate metabolism revealed that Poribacteria have the genomic potential for degradation of a variety of polymers, di- and monosaccharaides that allow these symbionts to feed various nutrient sources accessible through the filter-feeding activities of the sponge host. Furthermore the poribacterial glycobiome appeared to enable degradation of glycosaminoglycan chains, one of the main building blocks of extracellular matrix of marine sponges. Different lifestyles resulting from the poribacterial carbohydrate degradation potential are discussed including the influence of nutrient cycling in sponges, nutrient recycling and scavenging. The findings of this thesis emphasise the long overlooked importance of heterotrophic symbionts such as Poribacteria for the interactions with marine sponges and represent a solid basis for future studies of the influence heterotrophic symbionts have on their sponge hosts.},
  subject      = {Bakterien},
  language  = {en}
}
@article{SiverinoFahmyGarciaMumcuogluetal.2022,
  author    = {Siverino, Claudia and Fahmy-Garcia, Shorouk and Mumcuoglu, Didem and Oberwinkler, Heike and Muehlemann, Markus and Mueller, Thomas and Farrell, Eric and van Osch, Gerjo J. V. M. and Nickel, Joachim},
  title     = {Site-directed immobilization of an engineered bone morphogenetic protein 2 (BMP2) variant to collagen-based microspheres induces bone formation in vivo},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {23},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {7},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms23073928},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-284572},
  year      = {2022},
  abstract  = {For the treatment of large bone defects, the commonly used technique of autologous bone grafting presents several drawbacks and limitations. With the discovery of the bone-inducing capabilities of bone morphogenetic protein 2 (BMP2), several delivery techniques were developed and translated to clinical applications. Implantation of scaffolds containing adsorbed BMP2 showed promising results. However, off-label use of this protein-scaffold combination caused severe complications due to an uncontrolled release of the growth factor, which has to be applied in supraphysiological doses in order to induce bone formation. Here, we propose an alternative strategy that focuses on the covalent immobilization of an engineered BMP2 variant to biocompatible scaffolds. The new BMP2 variant harbors an artificial amino acid with a specific functional group, allowing a site-directed covalent scaffold functionalization. The introduced artificial amino acid does not alter BMP2′s bioactivity in vitro. When applied in vivo, the covalently coupled BMP2 variant induces the formation of bone tissue characterized by a structurally different morphology compared to that induced by the same scaffold containing ab-/adsorbed wild-type BMP2. Our results clearly show that this innovative technique comprises translational potential for the development of novel osteoinductive materials, improving safety for patients and reducing costs.},
  language  = {en}
}
@article{CardaniSardiLaFerlaetal.2014,
  author    = {Cardani, Diego and Sardi, Claudia and La Ferla, Barbara and D'Orazio, Guiseppe and Sommariva, Michele and Marcucci, Fabrizio and Olivero, Daniela and Tagliabue, Elda and Koepsell, Hermann and Nicotra, Francesco and Balsari, Andrea and Rumio, Christiano},
  title     = {Sodium glucose cotransporter 1 ligand BLF501 as a novel tool for management of gastrointestinal mucositis},
  series = {Molecular Cancer},
  volume    = {13},
  journal   = {Molecular Cancer},
  number    = {23},
  issn      = {1476-4598},
  doi       = {10.1186/1476-4598-13-23},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117352},
  year      = {2014},
  abstract  = {Background: Recent studies demonstrated that engagement of sodium glucose transporter 1 (SGLT-1) by orally administered D-glucose protects the intestinal mucosa from lipopolysaccharide (LPS)-induced injury. We tested whether SGLT-1 engagement might protect the intestinal mucosa from doxorubicin (DXR)- and 5-fluorouracil (5-FU)-induced injury in animal models mimicking acute or chronic mucositis. Methods: Mice were treated intraperitoneally with DXR, alone or in combination with 5-FU, and orally with BLF501, a glucose-derived synthetic compound with high affinity for SGLT-1. Intestinal mucosal epithelium integrity was assessed by histological analysis, cellular proliferation assays, real-time PCR gene expression assays and Western blot assays. Student's t-test (paired two-tailed) and X-2 analyses were used for comparisons between groups. Differences were considered significant at p < 0.05. Results: BLF501 administration in mice treated with DXR and/or 5-FU decreased the injuries to the mucosa in terms of epithelial integrity and cellular proliferative ability. Co-treatment with BLF501 led to a normal expression and distribution of both zonula occludens-1 (ZO-1) and beta-catenin, which were underexpressed after treatment with either chemotherapeutic agent alone. BLF501 administration also restored normal expression of caspase-3 and ezrin/radixin/moesin (ERM), which were overexpressed after treatment with DXR and 5-FU. In SGLT1-/- mice, BLF501 had no detectable effects. BLF501 administration in wild-type mice with growing A431 tumors did not modify antitumor activity of DXR. Conclusions: BLF501-induced protection of the intestinal mucosa is a promising novel therapeutic approach to reducing the severity of chemotherapy-induced mucositis.},
  language  = {en}
}
@article{VanSteenbergenBalteauGinionetal.2017,
  author    = {Van Steenbergen, Anne and Balteau, Magali and Ginion, Audrey and Fert{\´e}, Laura and Battault, Sylvain and de Meester de Ravenstein, Christophe and Balligand, Jean-Luc and Daskalopoulos, Evangelos-Panagiotis and Gilon, Patrick and Despa, Florin and Despa, Sanda and Vanoverschelde, Jean-Louis and Horman, Sandrine and Koepsell, Hermann and Berry, Gerard and Hue, Louis and Bertrand, Luc and Beauloye, Christophe},
  title     = {Sodium-myoinositol cotransporter-1, SMIT1, mediates the production of reactive oxygen species induced by hyperglycemia in the heart},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {7},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep41166},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-180891},
  pages     = {14},
  year      = {2017},
  abstract  = {Hyperglycemia (HG) stimulates the production of reactive oxygen species in the heart through activation of NADPH oxidase 2 (NOX2). This production is independent of glucose metabolism but requires sodium/glucose cotransporters (SGLT). Seven SGLT isoforms (SGLT1 to 6 and sodium-myoinositol cotransporter-1, SMIT1) are known, although their expression and function in the heart remain elusive. We investigated these 7 isoforms and found that only SGLT1 and SMIT1 were expressed in mouse, rat and human hearts. In cardiomyocytes, galactose (transported through SGLT1) did not activate NOX2. Accordingly, SGLT1 deficiency did not prevent HG-induced NOX2 activation, ruling it out in the cellular response to HG. In contrast, myo-inositol (transported through SMIT1) reproduced the toxic effects of HG. SMIT1 overexpression exacerbated glucotoxicity and sensitized cardiomyocytes to HG, whereas its deletion prevented HG-induced NOX2 activation. In conclusion, our results show that heart SMIT1 senses HG and triggers NOX2 activation. This could participate in the redox signaling in hyperglycemic heart and contribute to the pathophysiology of diabetic cardiomyopathy.},
  language  = {en}
}
@article{WeithmannLinkBanzragchetal.2022,
  author    = {Weithmann, Greta and Link, Roman M. and Banzragch, Bat-Enerel and W{\"u}rzberg, Laura and Leuschner, Christoph and Schuldt, Bernhard},
  title     = {Soil water availability and branch age explain variability in xylem safety of European beech in Central Europe},
  series = {Oecologia},
  volume    = {198},
  journal   = {Oecologia},
  number    = {3},
  doi       = {10.1007/s00442-022-05124-9},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-324228},
  pages     = {629-644},
  year      = {2022},
  abstract  = {Xylem embolism resistance has been identified as a key trait with a causal relation to drought-induced tree mortality, but not much is known about its intra-specific trait variability (ITV) in dependence on environmental variation. We measured xylem safety and efficiency in 300 European beech (Fagus sylvatica L.) trees across 30 sites in Central Europe, covering a precipitation reduction from 886 to 522 mm year-1. A broad range of variables that might affect embolism resistance in mature trees, including climatic and soil water availability, competition, and branch age, were examined. The average P50 value varied by up to 1 MPa between sites. Neither climatic aridity nor structural variables had a significant influence on P50. However, P50 was less negative for trees with a higher soil water storage capacity, and positively related to branch age, while specific conductivity (Ks) was not significantly associated with either of these variables. The greatest part of the ITV for xylem safety and efficiency was attributed to random variability within populations. We conclude that the influence of site water availability on P50 and Ks is low in European beech, and that the high degree of within-population variability for P50, partly due to variation in branch age, hampers the identification of a clear environmental signal.},
  subject      = {Bodenwasser},
  language  = {en}
}
@article{NickelMueller2019,
  author    = {Nickel, Joachim and Mueller, Thomas D.},
  title     = {Specification of BMP signaling},
  series = {Cells},
  volume    = {8},
  journal   = {Cells},
  number    = {12},
  issn      = {2073-4409},
  doi       = {10.3390/cells8121579},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-193869},
  pages     = {1579},
  year      = {2019},
  abstract  = {Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) together with the Growth and Differentiation Factors (GDFs) form the largest subgroup of the Transforming Growth Factor (TGF)β family and represent secreted growth factors, which play an essential role in many aspects of cell communication in higher organisms. As morphogens they exert crucial functions during embryonal development, but are also involved in tissue homeostasis and regeneration in the adult organism. Their involvement in maintenance and repair processes of various tissues and organs made these growth factors highly interesting targets for novel pharmaceutical applications in regenerative medicine. A hallmark of the TGFβ protein family is that all of the more than 30 growth factors identified to date signal by binding and hetero-oligomerization of a very limited set of transmembrane serine-threonine kinase receptors, which can be classified into two subgroups termed type I and type II. Only seven type I and five type II receptors exist for all 30plus TGFβ members suggesting a pronounced ligand-receptor promiscuity. Indeed, many TGFβ ligands can bind the same type I or type II receptor and a particular receptor of either subtype can usually interact with and bind various TGFβ ligands. The possible consequence of this ligand-receptor promiscuity is further aggravated by the finding that canonical TGFβ signaling of all family members seemingly results in the activation of just two distinct signaling pathways, that is either SMAD2/3 or SMAD1/5/8 activation. While this would implicate that different ligands can assemble seemingly identical receptor complexes that activate just either one of two distinct pathways, in vitro and in vivo analyses show that the different TGFβ members exert quite distinct biological functions with high specificity. This discrepancy indicates that our current view of TGFβ signaling initiation just by hetero-oligomerization of two receptor subtypes and transduction via two main pathways in an on-off switch manner is too simplified. Hence, the signals generated by the various TGFβ members are either quantitatively interpreted using the subtle differences in their receptor-binding properties leading to ligand-specific modulation of the downstream signaling cascade or additional components participating in the signaling activation complex allow diversification of the encoded signal in a ligand-dependent manner at all cellular levels. In this review we focus on signal specification of TGFβ members, particularly of BMPs and GDFs addressing the role of binding affinities, specificities, and kinetics of individual ligand-receptor interactions for the assembly of specific receptor complexes with potentially distinct signaling properties.},
  language  = {en}
}
@article{LambourGlenzForneretal.2022,
  author    = {Lambour, Benjamin and Glenz, Ren{\´e} and Forner, Carmen and Krischke, Markus and Mueller, Martin J. and Fekete, Agnes and Waller, Frank},
  title     = {Sphingolipid long-chain base phosphate degradation can be a rate-limiting step in long-chain base homeostasis},
  series = {Frontiers in Plant Science},
  volume    = {13},
  journal   = {Frontiers in Plant Science},
  issn      = {1664-462X},
  doi       = {10.3389/fpls.2022.911073},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-277679},
  year      = {2022},
  abstract  = {Sphingolipid long-chain bases (LCBs) are building blocks for membrane-localized sphingolipids, and are involved in signal transduction pathways in plants. Elevated LCB levels are associated with the induction of programmed cell death and pathogen-derived toxin-induced cell death. Therefore, levels of free LCBs can determine survival of plant cells. To elucidate the contribution of metabolic pathways regulating high LCB levels, we applied the deuterium-labeled LCB D-erythro-sphinganine-d7 (D7-d18:0), the first LCB in sphingolipid biosynthesis, to Arabidopsis leaves and quantified labeled LCBs, LCB phosphates (LCB-Ps), and 14 abundant ceramide (Cer) species over time. We show that LCB D7-d18:0 is rapidly converted into the LCBs d18:0P, t18:0, and t18:0P. Deuterium-labeled ceramides were less abundant, but increased over time, with the highest levels detected for Cer(d18:0/16:0), Cer(d18:0/24:0), Cer(t18:0/16:0), and Cer(t18:0/22:0). A more than 50-fold increase of LCB-P levels after leaf incubation in LCB D7-d18:0 indicated that degradation of LCBs via LCB-Ps is important, and we hypothesized that LCB-P degradation could be a rate-limiting step to reduce high levels of LCBs. To functionally test this hypothesis, we constructed a transgenic line with dihydrosphingosine-1-phosphate lyase 1 (DPL1) under control of an inducible promotor. Higher expression of DPL1 significantly reduced elevated LCB-P and LCB levels induced by Fumonisin B1, and rendered plants more resistant against this fungal toxin. Taken together, we provide quantitative data on the contribution of major enzymatic pathways to reduce high LCB levels, which can trigger cell death. Specifically, we provide functional evidence that DPL1 can be a rate-limiting step in regulating high LCB levels.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Peer2010,
  author    = {Peer, Markus},
  title     = {Sphingolipide - Analytik, Biosynthese und Funktion in der Arabidopsis thaliana Pathogenantwort},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55034},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Sphingolipide (SPL) sind wichtige und ubiquitar verbreitete Bestandteile von Biomembranen. Aufgrund der enormen Vielfalt, der komplexen Struktur und diverser physiko-chemischer Eigenschaften der Sphingolipide gestaltet sich die qualitative und quantitative Untersuchung der Sphingolipide allerdings schwierig. In dieser Arbeit konnten, basierend auf publizierten Methoden, analytische Verfahren entwickelt werden, mit deren Hilfe sich die Gehalte spezifischer Sphingolipide in A. thaliana quantitativ nachweisen lassen. Unter Einsatz eines targeted metabolite profiling-Ansatzes wurde die Rolle spezifischer Sphingolipide in der Pflanzen-Pathogen Interaktion charakterisiert. Infiltration von avirulenten P. syringae pv. tomato (Pst) in Bl{\"a}tter von A. thaliana f{\"u}hrte zu schnell und transient erh{\"o}hten Gehalten der freien Sphingobase Phytosphingosin (t18:0). Im Gegensatz zu avirulenten Pst kam es nach Infiltration von virulenten Pst zu einer schnellen R{\"u}ckkehr auf Basalniveau und nicht zu einer hypersensitiven Antwort (HR), was auf eine positiv regulatorische Rolle von t18:0 in Abwehrreaktionen von Pflanzen hinwies, z.B. bei der HR. Damit konnte in der vorliegenden Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Spiegel freier Sphingobasen der Pflanze, insbesondere von t18:0, in Antwort auf bakterielle Pathogene reguliert werden. Diese spezifische Regulation korreliert, in Abh{\"a}ngigkeit von der Pathogeninfektion, mit dem Verlauf der HR. Im Unterschied zu avirulenten St{\"a}mmen sind virulente Pst in der Lage, Abwehrreaktionen des Wirtsorganismus zu unterdr{\"u}cken. Daher tritt keine HR auf, welche die Ausbreitung des Pathogens stoppen k{\"o}nnte. Die unterschiedliche Beeinflussung der t18:0 Gehalte virulenter und avirulenter St{\"a}mme zeigte sich auch in Experimenten mit einem anderen P. syringae Stamm. Freie Sphingobasen zeigten in dieser Arbeit typische Merkmale von Signalmolekulen: geringe basale Spiegel, schnelle und transiente Gehaltsanderungen, pr{\"a}zise Regulation sowie spezifische Wirkeffekte. Sphingolipide stellen somit, neben den etwa durch PAMPs ausgel{\"o}sten und durch Phytohormone vermittelten, weitere Signalwege in der Pflanzen Pathogen Interaktion dar. Die Infiltration von Pst in Bl{\"a}tter der A. thaliana Mutante sbh1-1 f{\"u}hrte zu transient erh{\"o}hten d18:0 Spiegeln. In dieser Mutante ist die Funktion von einer der zwei Sphingobasen-Hydroxylasen gest{\"o}rt. Wie sich nach Totalhydrolyse zeigte, sind die Gesamtgehalte von t18:0 in der Mutante allerdings nicht reduziert. Dies spricht daf{\"u}r, dass der pathogenabh{\"a}ngige transiente Anstieg von t18:0 durch de novo Synthese aus d18:0 entsteht und nicht durch Freisetzung aus komplexen Sphingolipiden mittels spezifischer Lipasen. Somit ist die Hydroxylase SBH1 f{\"u}r den schnellen signalvermittelten Anstieg von t18:0 verantwortlich. Neben t18:0 l{\"o}sen auch strukturell {\"a}hnliche freie Sphingobasen, z.B. d18:1 und d18:0, Abwehrreaktionen und Zelltod aus, w{\"a}hrend andere Sphingobasen (d20:0 und d20:1) sowie Ceramide keine Reaktionen ausl{\"o}sten. Dies weist auch direkt auf die Spezifit{\"a}t der beteiligten Mechanismen hin.},
  subject      = {Sphingolipide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kumar2024,
  author    = {Kumar, Manish},
  title     = {Structural and compositional effects on tree-water relation},
  doi       = {10.25972/OPUS-32624},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-326245},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Forests are essential sources of tangible and intangible benefits, but global climate change associated with recurrent extreme drought episodes severely affects forest productivity due to extensive tree die-back. On that, it appeals to an urgency for large-scale reforestation efforts to mitigate the impact of climate change worldwide; however, there is a lack of understanding of drought-effect on sapling growth and survival mechanisms. It is also challenging to anticipate how long trees can survive and when they succumb to drought. Hence, to ensure success of reforestation programs and sustainable forest productivity, it is essential to identify drought-resistant saplings. For that, profound knowledge of hydraulic characteristics is needed. To achieve this, the study was split into two phases which seek to address (1) how the hydraulic and anatomical traits influence the sapling's growth rate under drought stress. (2) how plant water potential regulation and physiological traits are linked to species' water use strategies and their drought tolerance. The dissertation is assembled of two study campaigns carried out on saplings at the Chair of Botany II, University of W{\"u}rzburg, Germany. The first study involved three ecologically important temperate broadleaved tree species — saplings of 18-month (Acer pseudoplatanus, Betula pendula, and Sorbus aucuparia) — grown from seeds in contrasting conditions (inside a greenhouse and outside), with the latter being subjected to severe natural heat waves. In the second study, two additional temperate species (Fagus sylvatica and Tilia cordata) were added. The drying-out event was conducted using a randomised blocked design by monitoring plant water status in a climate-controlled chamber and a greenhouse. In campaign I, I present the result based on analysed data of 82 plants of temperate deciduous species and address the juvenile growth rate trade-off with xylem safety-efficiency. Our results indicate biomass production varies considerably due to the contrasted growing environment. High hydraulic efficiency is necessary for increased biomass production, while safety-efficiency traits are decoupled and species-specific. Furthermore, productivity was linked considerably to xylem safety without revealing a well-defined pattern among species. Moreover, plasticity in traits differed between stressed and non-stressed plants. For example, safety-related characteristics were more static than efficiency-related traits, which had higher intra-specific variation. Moreover, we recorded anatomical and leaf traits adjustments in response to a stress condition, but consistency among species is lacking. In campaign II, I combined different ways to estimate the degree of isohydry based on water potential regulation and connected the iso-anisohydric spectrum (i.e., hydroscape area, HSA) to hydraulic traits to elucidate actual plant performance during drought. We analysed plant water potential regulation (Ψpd and Ψmd) and stomatal conductance of 28-29 month saplings of five species. I used a linear mixed modelling approach that allowed to control individual variations to describe the water potential regulation and tested different conceptual definitions of isohydricity. The combined methods allowed us to estimate species' relative degree of isohydry. Further, we examined the traits coordination, including hydraulic safety margin, HSM; embolism resistance, P88; turgor loss, Ψtlp; stomata closure, Ps90; capacitance, C; cuticular conductance, gmin, to determine time to hydraulic failure (Thf). Thf is the cumulative effect of time to stomata closure (Tsc) and time after stomatal closure to catastrophic hydraulic failure (Tcrit). Our results show the species' HSA matches their stomatal stringency, which confirms the relationship between stomatal response and leaf water potential decline. Species that close stomata at lower water potential notably had a larger HSA. Isohydric behaviour was mostly associated with leaf hydraulic traits and poorly to xylem safety traits. Species' degree of isohydry was also unrelated to the species' time to death during drying-out experiments. This supports the notion that isohydry behaviours are linked to water use rather than drought survival strategies. Further, consistent with our assumptions, more isohydric species had larger internal water storage and lost their leaf turgor at less negative water potentials. Counter to our expectations, neither embolism resistance nor the associated hydraulic safety margins were related to metrics of isohydry. Instead, our results indicate traits associated with plant drought response to cluster along two largely independent axes of variation (i.e., stomatal stringency and xylem safety). Furthermore, on the temporal progression of plant drought responses, stomatal closure is critical in coordinating various traits to determine species' hydraulic strategies. Desiccation avoidance strategy was linked to Tsc and coordinated traits response of Ps90, Ψtlp, and HSA, whereas desiccation tolerance was related to Tcrit and traits such as lower P88 value, high HSM, and lower gmin. Notably, the shoot capacitance (C) is crucial in Thf and exhibits dichotomous behaviour linked to both Tsc and Tcrit. In conclusion, knowledge of growth rate trade-offs with xylem safety-efficiency combined with traits linked to species' hydraulic strategies along the isohydry could substantially enhance our ability to identify drought-resistant saplings to ensure the success of reforestation programs and predicting sensitivity to drought for achieving sustainable forest ecosystems.},
  subject      = {Wachstumsrate},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Qiu2008,
  author    = {Qiu, Liyan},
  title     = {Structural and functional analysis of crossveinless 2 / BMP-2 /Chordin interaction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29249},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {No abstract available},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Buechsenschuetz2005,
  author    = {B{\"u}chsensch{\"u}tz, Kai},
  title     = {Struktur und r{\"a}umlich-zeitliches Expressionsverhalten von Kaliumkan{\"a}len bei Zea mays},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17522},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Bei Zea mays wurden neue Kaliumkan{\"a}le der Shaker-Familie isoliert, charakterisiert und zusammen mit bereits bekannten Vertretern dieser Familie hinsichtlich m{\"o}glicher Aufgaben und Interaktionen untersucht.},
  subject      = {Mais},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hartmann2002,
  author    = {Hartmann, Klaus Dieter},
  title     = {Struktur, Funktion und chemische Zusammensetzung superinisierter Transportbarrieren im Apoplasten h{\"o}herer Pflanzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4999},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden die f{\"u}r den radialen Stofftransport durch die Wurzel H{\"o}herer Pflanzen wichtigen apoplastischen Barrieren der Wurzeln von sieben Pflanzenarten (Vicia faba L.; Typha glauca Godr.; Ricinus communis L.; Quercus petraea (Matt.) Liebl.; Fagus sylvatica L.; Picea abies (L.) Karst.; Zea mays L.) mikroskopisch charakterisiert und chemisch analysiert. Nach enyzmatischer Isolation der Gewebe wurde die Biopolymerzusammensetzung von Suberin und Lignin der isolierten Zellw{\"a}nde nach Depolymerisierung durch Umesterungsreaktion (Abbau von Suberin) oder Thioacidolyse (Abbau von Lignin) mittels Gaschromatographie und Massenspektroskopie aufgekl{\"a}rt. Außerdem wurde Sprossknollenperiderm der Kartoffel (Solanum tuberosum L.) verschiedener post harvest Luftfeuchtebedingungen, sowie neugeformtes Wundperiderm chemisch-analytisch und auf die Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Wasser hin untersucht. Zus{\"a}tzlich zu den mikroskopischen und chemischen Analysen wurden die hydraulischen Leitf{\"a}higkeiten von Maiswurzeln verschiedener Kulturbedingungen und die Aufnahme von Rubidium-Ionen {\"u}ber die Maiswurzeln untersucht. Dabei wurde die Auswirkung von Salzstress (100mM NaCl), und eine Applikation des Phytohormons Abscisins{\"a}ure (10µM ABA) bei der Aufzucht der Pflanzen auf apoplastische Barrieren untersucht. Auch die Rubidiumaufnahme von bei Nitratmangel (0.00 M NO3-) aufgewachsenen Rizinuspflanzen wurde ermittelt und mit der chemischen Zusammensetzung der apoplastischen Barrieren korreliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass: -monocotyle Pflanzen wesentlich h{\"o}here Aromatenanteile im Suberin apoplastischer Barrieren besitzen als dicotyle Pflanzen; -bei der Bewertung des Suberingehaltes apoplastischer Barrieren histochemische Methoden unzureichend sind; -die Fl{\"a}chenbelegung mit Suberin auch innerhalb gleicher Entwicklungsstadien bei verschiedenen Pflanzen stark unterschiedlich sein kann; -der Verkn{\"u}pfungsgrad der Monomeren im Suberin stark unterschiedlich sein kann; -Suberin keine 100\%ige Barriere f{\"u}r Wasser und Ionen darstellt; -Suberin auch eine Barriere gegen unkontrollierte Gasdiffusion darstellen kann; -der Stofftransport (z.B. Rb-Ionen) durch zus{\"a}tzliche Suberinmengen verlangsamt werden kann, geringere Suberinmengen den Stofffluss aber nicht signifikant erh{\"o}hen wie bei Nitratmangelpflanzen gezeigt wurde; -eine direkte Ableitung der Funktion f{\"u}r den Wasser und Stofftransport aus dem Suberingehalt nicht ohne eine Extraktanalyse der Gewebe m{\"o}glich ist, und in jedem Fall die Notwendigkeit besteht eine Fl{\"a}chenbelegung mit Suberin oder Wachsen zu ermitteln; -die Variabilit{\"a}t von Pflanzen verschiedenen Genotyps und die Entwicklung vieler verschiedener Anpassungsstrategien zum Schutz vor Stress eine Absch{\"a}tzung funktioneller Aspekte aus monokausaler Sichtweise (z.B.: Suberingehalt) unm{\"o}glich macht. Um der Vielf{\"a}ltigkeit pflanzlicher Strategien gerecht zu werden, ist daher die Integration vieler unterschiedlicher Untersuchungsmethoden in interdisziplin{\"a}rer Arbeitsweise notwendig.},
  subject      = {Samenpflanzen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weidauer2010,
  author    = {Weidauer, Stella Elisabeth},
  title     = {Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Knochenwachstums-Modulators Sclerostin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46224},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Knochenhom{\"o}ostase erfolgt durch das Zusammenspiel mehrerer Zelltypen. W{\"a}hrend die Osteoblasten f{\"u}r den Knochenaufbau verantwortlich sind, resorbieren die Osteoklasten Knochengewebe. Beide Vorg{\"a}nge werden durch die Osteozyten streng reguliert. Eine St{\"o}rung im strikt regulierten Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau kann daher zu Knochenkrankheiten wie Osteoporose f{\"u}hren. Auf molekularer Ebene erfolgt die Kommunikation zwischen den einzelnen Zelltypen {\"u}ber zwei wichtige Signalwege, den der „Bone Morphogenetic Protein"-Superfamilie (BMPs) und den der Wnt-Proteine. Die Signal{\"u}bertragung wird hierbei durch sekretierte Faktoren induziert, die an Rezeptoren auf der Zelloberfl{\"a}che binden. Deren Aktivierung f{\"u}hrt zu einem intrazellul{\"a}ren Signal, welches letztlich die Expression von Zielgenen reguliert. Beide Signalwege werden auf mehreren Ebenen, extrazellul{\"a}r, membranst{\"a}ndig und intrazellul{\"a}r reguliert. Das 2003 identifizierte Sclerostin ist ein Vertreter der extrazellul{\"a}ren Regulatorproteine und wurde aufgrund seiner Zugeh{\"o}rigkeit zur DAN-Familie zun{\"a}chst f{\"a}lschlicherweise als direkter Inhibitor des BMP-Signalwegs eingestuft. Mittlerweile wird allerdings davon ausgegangen, dass Sclerostin den Wnt-Signalweg negativ reguliert, indem es die Wnt Ko-Rezeptoren LRP5 und LRP6 bindet, die beide zu der Familie der „Low-density lipoprotein receptors" geh{\"o}ren. {\"U}ber den molekularen Inhibitionsmechanismus von Sclerostin war jedoch zum Startpunkt dieser Dissertationsarbeit wenig bekannt. Daher wurde Sclerostin im Rahmen dieser Arbeit biophysikalisch und biochemisch charakterisiert. Die Aufkl{\"a}rung mittels NMR-Spektroskopie ergab f{\"u}r Sclerostin eine Struktur, die sich in drei Regionen gliedert: den Cystinknoten, sowie einen „Loop"-Bereich und die Fingerregion. Vom zentralen Cystinknoten gehen drei Peptid-Schleifen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus. Schleife eins und drei bilden eine definierte ß-Faltblattstruktur und {\"a}hneln zwei Fingern einer Hand. Die zweite Schleife, welche vom Cystinknoten isoliert in die entgegengesetzte Richtung verl{\"a}uft („Loop"), ist wie die beiden langen N- und C-Termini flexibel und unstrukturiert. Die in Zusammenarbeit mit der Firma AbD-Serotec entstandenen Fab-Fragmente erm{\"o}glichten die Bestimmung des Bindeepitops der Sclerostin/LRP5-Interaktion im Bereich der unstrukturierten dritten Schleife von Sclerostin. Die Struktur von Sclerostin und die Identifikation des Bindeepitops auf Sclerostinseite geben nun erste Einblicke in den molekularen Mechanismus der Sclerostin/LRP5-Interaktion. Diese Kenntnis kann f{\"u}r die Entwicklung von Kleinmolek{\"u}linhibitoren mittels rationalem Drugdesign genutzt werden, welche, wie auch der in Kooperation entwickelte die Sclerostinaktivit{\"a}t neutralisierende Antik{\"o}rper AbD09097, hochinteressante Ans{\"a}tze f{\"u}r neuartige anabole Therapien von Krankheiten mit Knochenschwund darstellen.},
  subject      = {Cytokine},
  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{Huth2012,
  author    = {Huth, Antje [geb. Koppelkamm]},
  title     = {Studien zum mRNA profiling an humanem postmortalem Gewebe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74308},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Frage, inwieweit quantitative Genexpressionsstudien an postmortalen humanen Proben mit erh{\"o}htem Postmortalintervall und somit m{\"o}glicherweise verminderter RNA-Integrit{\"a}t realisierbar sind und in Zukunft als zus{\"a}tzliches diagnostisches Werkzeug zur Determinierung der Todesursache im forensischen Kontext herangezogen werden k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden in mehreren Teilstudien Faktoren untersucht, die die Verl{\"a}sslichkeit quantitativer Genexpressionsdaten beeinflussen k{\"o}nnen. Es konnte zun{\"a}chst f{\"u}r postmortales Skelettmuskelgewebe festgestellt werden, dass Verstorbene mit erh{\"o}htem BMI statistisch signifikant niedrigere RIN-Werte aufweisen als normalgewichtige Personen. Zudem wurde eine Korrelation zwischen dem Gewebetyp und der Integrit{\"a}t der daraus extrahierten RNA gefunden. Unter Anwendung der in dieser Arbeit gew{\"a}hlten Extraktionsmethode scheint postmortales Skelettmuskelgewebe f{\"u}r Genexpressionsstudien an Autopsiematerial besonders geeignet. Dagegen wurde im vorliegenden Probengut kein Zusammenhang zwischen verminderter RNA-Integrit{\"a}t und Parametern wie Geschlecht, PMI, Sterbealter, Dauer der Agonie und Todesursache gefunden. In einer weiteren Teilstudie wurde anhand von postmortalem Herzmuskel-, Skelettmuskel- und Gehirngewebe aus einer Auswahl von zehn funktionell verschiedenen endogenen Kontrollgenen HMBS, UBC, SDHA und TBP als die Gene mit der gr{\"o}ßten postmortalen Transkriptstabilit{\"a}t identifiztiert. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von vier stabilen endogenen Kontrollen am untersuchten Probenmaterial eine verl{\"a}ssliche Datennormalisierung erlaubt. Die validierten Kontrollgene k{\"o}nnen auch zuk{\"u}nftig f{\"u}r quantitative Genexpressionsstudien eingesetzt werden, solange die untersuchte Probenzusammensetzung der hier vorgestellten {\"a}hnelt. F{\"u}r die Todesursache sowie f{\"u}r den Body Mass Index des Probenspenders wurde in der vorliegenden Arbeit ein statistisch signifikanter Einfluss auf das Expressionslevel instabiler Gene festgestellt. Diese Parameter sind daher geeignet, die gefundenen Instabilit{\"a}ten m{\"o}glicher Kontrollgene zu erkl{\"a}ren. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen des Weiteren darauf schließen, dass das Erstellen von Degradierungslinien aus kommerziell erh{\"a}ltlicher RNA f{\"u}r jedes verwendete qPCR-Assay ein wichtiges Instrument der Qualit{\"a}tspr{\"u}fung ist. Mit der Degradierungslinie kann die Detektionsgrenze des verwendeten qPCR-Assays validiert werden kann. Nur so ist die Festlegung des Bereichs m{\"o}glich, in dem ein ver{\"a}ndertes Expressionslevel tats{\"a}chlich mit dem Einfluss eines spezifischen Parameters in Verbindung gebracht werden kann und klar von einer nur scheinbaren Genexpressions{\"a}nderung unterscheidbar ist, die durch eine Degradierung der Probe vorget{\"a}uscht wird. Zudem scheint es praktikabel, in zuk{\"u}nftigen Studien nur Proben mit {\"a}hnlichen Integrit{\"a}ten miteinander zu vergleichen. Pathologische Prozesse im menschlichen K{\"o}rper, auch solche, die die Funktion von Organen sowie die Morphologie betreffen, sind hoch komplex und k{\"o}nnen interindividuell variieren, weshalb die Genexpression im forensischen Kontext erg{\"a}nzende Hinweise auf die Diagnose liefern k{\"o}nnte. Als erstes anwendungsbezogenes Beispiel wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss von Hypoxie auf das Transkriptlevel von HIF-1α, VEGF und SLC2A1 untersucht. Bei Normalisierung der Daten gegen vier stabile Kontrollgene ergaben sich anhand der untersuchten Gewebeproben Hinweise auf eine todesursachenbezogene Hochregulierung der drei Zielgene. Die Studie unterstrich die besondere Bedeutung der gew{\"a}hlten Normalisierungsstrategie. Wurden die Daten nur gegen GAPDH als einzelnes, nicht validiertes Kontrollgen normalisiert, deuteten die Ergebnisse eine {\"u}berraschende Herunterregulierung der Zielgene an. Als m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r diese scheinbare Diskrepanz kommt die im weiteren Verlauf dieser Studie nachgewiesene Instabilit{\"a}t infolge einer Co-Regulation von GAPDH unter hypoxischen Bedingungen in Betracht. Mit dem Fernziel postmortale Genexpressionsstudien als zus{\"a}tzliches Instrument in der forensischen Todesursachenbestimmung einzusetzen, schafft die vorliegende Arbeit durch die Einf{\"u}hrung von validierten Kontrollgenen sowie durch die Analyse weiterer Einfluss nehmender Faktoren eine Basis f{\"u}r die verl{\"a}ssliche Durchf{\"u}hrung k{\"u}nftiger Genexpressionsstudien an humanem Autopsiegewebe.},
  subject      = {Genexpression},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Levchenko2009,
  author    = {Levchenko, Victor},
  title     = {Studies of CA 2+ -signaling and CL-conductance changes in response to abscisic acid, voltage changes and cold, in the plasma membrane of guard cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-45309},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Land plants must control the transpiration water stream and balance it with carbon dioxide uptake for optimal photosynthesis. A highly specialized type of plant cell called guard cells have evolutionary appeared which are suited for this complicated purpose. Guard cells are located by pairs on aerated plant surface and form stomata - structural units, which represent highly regulated "watergate" (Roelfsema and Hedrich, 2005). Guard cells sense many environmental and internal plant-derived stimuli and by changing degree of their swelling tightly regulate diffusion of water vapor and other gases. Cell processes taking place in stomata during their movements had been a subject of intensive investigation for more than three decades (Schroeder et al., 2001; Assmann and Shimazaki, 1999). With use of electrophysiological technique the basic processes underlying stomatal movements were described (Thiel et al., 1992; Dietrich et. al., 2001; Roelfsema and Hedrich, 2005). Another set of questions arised between plant biologists is how the signals affecting stomatal aperture are transduced in guard cells starting from perception by receptor structures and ending on the osmodynamic motor components. Introduction of fluorescent microspectroscopy technique allowed to characterize some Ca2+ and H+-based signaling events, taking place in the cytoplasm during stomata function. Most of the processes, taking place in stomata were characterized in guard cell preparations, such as strips of isolated leaf epidermis or guard cell protoplasts, - cells with enzymaticaly digested cell walls. Some experimental observations although point that reactions of guard cells located in their natural environment, leaves of intact plants can differ from those could be registered in preparations. These deviations might be explained by the modulation of guard cell function by apoplastic factors originating from surrounding tissues like mesophyll or leaf epidermis (Roelfsema and Hedrich, 2002). On the other hand registration of physiological responses in prepared tissues may also contain possible artifacts, related to the preparation procedures. The aim of the experimental work presented here was to investigate the cell signaling events, taking place in guard cells upon plant stress hormone abscisic acid (ABA) and some other stimuli action. Abscisic acid is a compound that synthesized in plant roots upon drought and closes stomata in the leaf to prevent the plant organism from excessive water loss. Previous studies on guard cell of isolated epidermis and guard cell protoplasts showed, that ABA induces stomatal closure via activation of plasma membrane anion channels (Grabov et al., 1997; Pei et al, 1997). Anion channels are known to be activated by elevated 2 concentrations of cytoplasmic Ca2+ [Ca2+]cyt (Schroeder and Hagiwara, 1989; Hedrich et al., 1990). Application of Ca2+-sensitive fluorescent probes revealed [Ca2+]cyt increases in guard cells upon ABA action (McAinsh et al., 1990). This observation led to suggestion that [Ca2+]cyt directly participate in the transduction of ABA signal in guard cells. Although no direct evidences for co-occurrence of [Ca2+]cyt rises and following activation of anion channels upon ABA action was not presented until yet. Results of experimental work performed on intact Vicia faba, Commelina communis and Nicotiana plumbagnifolia plants showed that guard cells of intact plant leaves respond with transient activation of plasma membrane anion channels upon perception of ABA. Kinetics of the response is highly reproducible and seemed to be conserved between species. Although despite clear generation of anion current transients, no [Ca2+]cyt increases could be recorded with using fluorescent probe Fura-2 microinjected into the cytoplasm. Together with results of later study on intact Nicotiana tabacum guard cells, reported obligatory [Ca2+]cyt increases which were desynchronized with anion current transients (Marten et al., 2007b) this, may indicate that [Ca2+]cyt increases are not necessary component of ABA signal transduction pathway. Together with absence of the effect of cytoplasm-delivered Ca2+- mobilizing agents IP3, IP6 and NAADP on anion currents these data may suppose that role of [Ca2+]cyt in ABA signaling must be reassessed. Further interest represented characterization of [Ca2+]cyt signaling and homeostasis in intact guard cells comparing with those in prepared cells. Experiments revealed strong deviations in [Ca2+]cyt behavior between different measuring systems. While guard cells of intact plants were able to strictly maintain [Ca2+]cyt level upon experimental shifting of [Ca2+]cyt level in either direction of elevation or decrease, cells of isolated epidermis showed complete absence of such ability. Guard cell protoplasts showed even weaker [Ca2+]cyt regulation ability and were capable of low physiological [Ca2+]cyt levels maintaining only at depolarized membrane potentials. Apart to these differences, prepared guard cells showed also for-time less activation of anion currents by experimentally imposed [Ca2+]cyt increases. These data strongly suggest that registered in guard cell preparations [Ca2+]cyt signals may contain significant part of artifacts and must be carefully used for the building of models of guard cells signaling. Further experimental investigations are strongly required for understanding guard cell functioning, especially with relation of vacuoles participation. The experimental work was done by the author in the period from october 2001 until november 2004 under supervision of Professor Dr. Rainer Hedrich in laboratory of molecular plant physiology and biophysics at Julius-Maximillians University of W{\"u}rzburg, W{\"u}rz3 burg, Federal Republic of Germany. Scientific coordinator of the Ph. D. project is Dr. Max Robert Gustaaf Roelfsema, University of W{\"u}rzburg. Most of experimental results, presented here (chapter III) are also published elsewhere (Roelfsema et al., 2004; Langer et al., 2004; Levchenko et al., 2005, 2008). Chapter I intend to shortly introduce the reader into the field of guard cell research and point out the current level of understanding regarding this branch of plant research. Special attention is given to description of guard cell ion channels, their function and regulation, including the mechanisms of Ca2+-, H+- and phosphorylation-based signaling. This section is preceded by a short history of guard cell research and explains the actuality of presented work. In chapter II experimental techniques, methods and data processing approaches, used in the presented work are described. Technique used for electrophysiological registrations on intact plant leaves were used before and described in more details by Roelfsema et al. (2001). Fluorescent microspectroscopy technique was for the first time applied to intact plant leaves in this work and described in more details including calibration of Fura-2 based measurements. Chapter III presents the major results of the experimental work. In chapter IV the experimental results are discussed and put into context with current knowledge of guard cell function knowledge. Finally, remarks on perspectives of guard cell signaling research are drawn.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {en}
}
@article{BergerEllersiekWesthoffetal.1993,
  author    = {Berger, Susanne and Ellersiek, Ulrike and Westhoff, Peter and Steinm{\"u}ller, Klaus},
  title     = {Studies on the expression of NDH-H, a subunit of the NAD(P)H-plastoquinone-oxidoreductase of higher-plant chloroplasts},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31283},
  year      = {1993},
  abstract  = {The plastid genomes of higher plants contain eleven reading frames (ndhA-K) that are homologous to genes encoding subunits of the mitochondrial NADH-ubiquinone-oxidoreductase (complex I). The carboxyterminal end of the NDH-H subunit from rice (Oryza sativa L.) was expressed as a fusion protein in Escherichia coli and antibodies against the fusion protein were generated in rabbits. The antibody was used to study the expression of NDH-H, and the following results were obtained: (i) NDH-H is expressed in mono- and dicotyledonous plants, (ii) NDH-H is localized on the stroma lamellae of the thylakoid membrane and (iii) NDH-H is expressed in etioplasts. Together with the finding that two other ndh genes (ndhI and ndhK) are expressed in plastids, these results point to the existence of an NAD(P)H-plastoquinone-oxidoreductase on the thylakoid membrane. The possible function of the enzyme in plastids is discussed and it is suggested that it works in balancing the ATP/ADP and the NADPH/NADP ratios during changing external (i.e. light) or internal (i.e. ATP and NADPH demands of biosynthetic pathways of the plastid) conditions.},
  language  = {en}
}
@article{CarpanetoKoepsellBambergetal.2010,
  author    = {Carpaneto, Armando and Koepsell, Hermann and Bamberg, Ernst and Hedrich, Rainer and Geiger, Dietmar},
  title     = {Sucrose- and H+-Dependent Charge Movements Associated with the Gating of Sucrose Transporter ZmSUT1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68538},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: In contrast to man the majority of higher plants use sucrose as mobile carbohydrate. Accordingly protondriven sucrose transporters are crucial for cell-to-cell and long-distance distribution within the plant body. Generally very negative plant membrane potentials and the ability to accumulate sucrose quantities of more than 1 M document that plants must have evolved transporters with unique structural and functional features. Methodology/Principal Findings: To unravel the functional properties of one specific high capacity plasma membrane sucrose transporter in detail, we expressed the sucrose/H+ co-transporter from maize ZmSUT1 in Xenopus oocytes. Application of sucrose in an acidic pH environment elicited inward proton currents. Interestingly the sucrose-dependent H+ transport was associated with a decrease in membrane capacitance (Cm). In addition to sucrose Cm was modulated by the membrane potential and external protons. In order to explore the molecular mechanism underlying these Cm changes, presteady-state currents (Ipre) of ZmSUT1 transport were analyzed. Decay of Ipre could be best fitted by double exponentials. When plotted against the voltage the charge Q, associated to Ipre, was dependent on sucrose and protons. The mathematical derivative of the charge Q versus voltage was well in line with the observed Cm changes. Based on these parameters a turnover rate of 500 molecules sucrose/s was calculated. In contrast to gating currents of voltage dependentpotassium channels the analysis of ZmSUT1-derived presteady-state currents in the absence of sucrose (I =Q/t) was sufficient to predict ZmSUT1 transport-associated currents. Conclusions: Taken together our results indicate that in the absence of sucrose, 'trapped' protons move back and forth between an outer and an inner site within the transmembrane domains of ZmSUT1. This movement of protons in the electric field of the membrane gives rise to the presteady-state currents and in turn to Cm changes. Upon application of external sucrose, protons can pass the membrane turning presteady-state into transport currents.},
  language  = {en}
}
@article{RasouliKianiPouyaLietal.2020,
  author    = {Rasouli, Fatemeh and Kiani-Pouya, Ali and Li, Leiting and Zhang, Heng and Chen, Zhonghua and Hedrich, Rainer and Wilson, Richard and Shabala, Sergey},
  title     = {Sugar beet (Beta vulgaris) guard cells responses to salinity stress: a proteomic analysis},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {21},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {7},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms21072331},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-285765},
  year      = {2020},
  abstract  = {Soil salinity is a major environmental constraint affecting crop growth and threatening global food security. Plants adapt to salinity by optimizing the performance of stomata. Stomata are formed by two guard cells (GCs) that are morphologically and functionally distinct from the other leaf cells. These microscopic sphincters inserted into the wax-covered epidermis of the shoot balance CO\(_2\) intake for photosynthetic carbon gain and concomitant water loss. In order to better understand the molecular mechanisms underlying stomatal function under saline conditions, we used proteomics approach to study isolated GCs from the salt-tolerant sugar beet species. Of the 2088 proteins identified in sugar beet GCs, 82 were differentially regulated by salt treatment. According to bioinformatics analysis (GO enrichment analysis and protein classification), these proteins were involved in lipid metabolism, cell wall modification, ATP biosynthesis, and signaling. Among the significant differentially abundant proteins, several proteins classified as "stress proteins" were upregulated, including non-specific lipid transfer protein, chaperone proteins, heat shock proteins, inorganic pyrophosphatase 2, responsible for energized vacuole membrane for ion transportation. Moreover, several antioxidant enzymes (peroxide, superoxidase dismutase) were highly upregulated. Furthermore, cell wall proteins detected in GCs provided some evidence that GC walls were more flexible in response to salt stress. Proteins such as L-ascorbate oxidase that were constitutively high under both control and high salinity conditions may contribute to the ability of sugar beet GCs to adapt to salinity by mitigating salinity-induced oxidative stress.},
  language  = {en}
}
@article{DeğirmenciRogeFerreiraVukosavljevicetal.2023,
  author    = {Değirmenci, Laura and Rog{\´e} Ferreira, Fabio Luiz and Vukosavljevic, Adrian and Heindl, Cornelia and Keller, Alexander and Geiger, Dietmar and Scheiner, Ricarda},
  title     = {Sugar perception in honeybees},
  series = {Frontiers in Physiology},
  volume    = {13},
  journal   = {Frontiers in Physiology},
  issn      = {1664-042X},
  doi       = {10.3389/fphys.2022.1089669},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-302284},
  year      = {2023},
  abstract  = {Honeybees (Apis mellifera) need their fine sense of taste to evaluate nectar and pollen sources. Gustatory receptors (Grs) translate taste signals into electrical responses. In vivo experiments have demonstrated collective responses of the whole Gr-set. We here disentangle the contributions of all three honeybee sugar receptors (AmGr1-3), combining CRISPR/Cas9 mediated genetic knock-out, electrophysiology and behaviour. We show an expanded sugar spectrum of the AmGr1 receptor. Mutants lacking AmGr1 have a reduced response to sucrose and glucose but not to fructose. AmGr2 solely acts as co-receptor of AmGr1 but not of AmGr3, as we show by electrophysiology and using bimolecular fluorescence complementation. Our results show for the first time that AmGr2 is indeed a functional receptor on its own. Intriguingly, AmGr2 mutants still display a wildtype-like sugar taste. AmGr3 is a specific fructose receptor and is not modulated by a co-receptor. Eliminating AmGr3 while preserving AmGr1 and AmGr2 abolishes the perception of fructose but not of sucrose. Our comprehensive study on the functions of AmGr1, AmGr2 and AmGr3 in honeybees is the first to combine investigations on sugar perception at the receptor level and simultaneously in vivo. We show that honeybees rely on two gustatory receptors to sense all relevant sugars.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Oenel2016,
  author    = {{\"O}nel, Ayla},
  title     = {Synthese und Relevanz von Oxylipinen in Bl{\"a}ttern, Wurzeln und Samen von \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141647},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die Lipidoxidation kann sowohl enzymatisch als auch nicht enzymatisch erfolgen. Der erste Schritt der enzymatischen Oxidation wird durch Lipoxygenasen katalysiert, von welchen es in Arabidopsis thaliana sechs verschiedene Isoformen gibt. Dabei werden die Lipoxygenasen nach dem Kohlenstoffatom klassifiziert, welches sie oxidieren. Somit geh{\"o}ren die LOX1 und LOX5 zu den 9-Lipoxygenasen, w{\"a}hrend LOX2, LOX3, LOX4 und LOX6 zu den 13 Lipoxygenasen z{\"a}hlen. W{\"a}hrend der Samenalterung findet vermehrt eine Lipidperoxidation statt, welche mit einem Verfall des Samens sowie einer verringerten Keimrate korreliert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zun{\"a}chst erfolgreich ein System zur k{\"u}nstlichen Samenalterung von Arabidopsis thaliana etabliert. Bei der k{\"u}nstlichen Alterung stiegen {\"a}hnlich wie bei der nat{\"u}rlichen Samenalterung oxidierte Lipide an und die Keimrate fiel ab. Nach Alterung konnte ein Anstieg von sechs verschiedenen oxidierten Triacylglycerolen detektiert werden. Es konnte in dieser Arbeit mit Hilfe von Mutanten mit Defekten in mehreren der Lipoxygenase Gene gezeigt werden, dass die Oxidation dieser veresterten Fetts{\"a}uren zum gr{\"o}ßten Teil nicht enzymatisch erfolgt. Bei der Alterung stiegen zudem enzymatisch gebildete 9 Lipoxygenase Produkte wie freie Hydroxy- und Ketofetts{\"a}uren an. Bei einer Analyse der freien oxidierten Fetts{\"a}uren konnte ebenfalls mit Lipoxygenase Mutanten ermittelt werden, dass diese haupts{\"a}chlich via LOX1 oxidiert werden. Die Untersuchung der Keimraten der Lipoxygenase Mutanten nach Alterung zeigte in mehreren Versuchen eine leicht erh{\"o}hte Keimrate der lox1 im Vergleich zum Wildtyp. Eine exogene Behandlung von Wildtyp Samen mit verschiedenen 9-Lipoxygenase Produkten, welche bei der Alterung ansteigen, f{\"u}hrte allerdings nicht zu einer Keimungshemmung. Somit scheinen Produkte wie Hydroxy- und Ketofetts{\"a}uren der 9-Lipoxygenase LOX1 nicht die Hauptursache f{\"u}r die Keimungshemmung nach Alterung zu sein. Dar{\"u}ber hinaus konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass eine Behandlung der Bl{\"u}ten des Wildtyps mit Methyljasmonat zu einer signifikant h{\"o}heren Keimrate der Samen im Vergleich zu Samen von unbehandelten Pflanzen nach Alterung f{\"u}hrt. Ein „Lipidprofiling" der Samen von mit Methyljasmonat behandelten Pflanzen wies signifikant geringere Gehalte sowohl an freien als auch veresterten oxidierten Fetts{\"a}uren auf, was mit einer erh{\"o}hten Lebensf{\"a}higkeit korrelierte. Diese Erkenntnisse k{\"o}nnten von großer Relevanz f{\"u}r die Landwirtschaft sein, falls eine {\"U}bertragung auf Nutzpflanzen m{\"o}glich ist. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war eine eingehende Untersuchung der Rolle und Funktion der LOX6. Mit Hilfe von GUS F{\"a}rbungen konnte eine Lokalisation der LOX6 in Bl{\"a}ttern und Wurzeln nachgewiesen werden. Zudem wurde ein 35SLOX6GFP Konstrukt erstellt und in Arabidopsis thaliana Pflanzen stabil transformiert. Mit den selektionierten Linien k{\"o}nnte in Zukunft auch die intrazellul{\"a}re Lokalisation der LOX6 untersucht werden. Außerdem wurden Konstrukte mit dem Reportergen GFP und AOS sowie LOX2 hinter dem 35S Promotor kloniert, welche ebenfalls f{\"u}r weitere Lokalisations- und Kolokalisationsstudien genutzt werden k{\"o}nnen. Zudem wurde mit der Klonierung eines Konstruktes begonnen, um in Zukunft einen spezifischen LOX6 Antik{\"o}rper herstellen und auch die endogene LOX6 Lokalisation in dem Wildtyp analysieren zu k{\"o}nnen. Um die Produkte der LOX6 zu untersuchen, wurden 35SLOX6 Linien sowie die lox6 Mutante verwendet. Obwohl Hydroxyfetts{\"a}uren und Jasmonate Folgeprodukte der LOX6 sind, wiesen die 35SLOX6 Linien weder basal, noch nach Stress erh{\"o}hte Gehalte dieser im Vergleich zum Wildtyp auf. Somit geben die 35SLOX6 Linien einen Hinweis darauf, dass LOX6 im Wildtyp nicht limitierend f{\"u}r die Produktion von Hydroxyfetts{\"a}uren und Jasmonaten sein k{\"o}nnte. Um zu untersuchen, ob das Substrat der LOX6 der limitierende Faktor sein k{\"o}nnte, wurde eine Behandlung mit α Linolens{\"a}ure durchgef{\"u}hrt. Dabei entstanden allerdings nicht mehr Folgeprodukte der LOX6, sondern es fand sowohl in den 35SLOX6 Linien als auch in dem Wildtyp eine massive nicht enzymatische radikalische Oxidation der Fetts{\"a}uren statt. Um festzustellen, ob sich durch eine LOX6 {\"U}berexpression das Metabolom {\"a}ndert, wurde eine „untargeted Analyse" mit 35SLOX6 Linien durchgef{\"u}hrt. Diese zeigte vier Metabolite, welche in den 35SLOX6 Linien im Vergleich zum Wildtyp unterschiedlich stark vorhanden waren. Zudem sollte untersucht werden, ob sich die Physiologie und Stressresistenz in den {\"U}berexpressionslinien im Vergleich zum Wildtyp unterscheiden. Dabei zeichneten sich die 35SLOX6 Linien durch kleinere, hellere und rundere Bl{\"a}tter aus. Zudem wurden die Wurzeln der 35SLOX6 Linien bei Fraßversuchen mit Pocellio scaber im Vergleich zum Wildtyp weniger bevorzugt gefressen. Diese Erkenntnisse sowie die generierten Konstrukte und Pflanzenlinien k{\"o}nnen in der Zukunft einen weiteren Einblick in die vielf{\"a}ltigen Funktionen und Produkte der LOX6 gew{\"a}hren.},
  subject      = {Jasmonate},
  language  = {de}
}
@article{BeckYuStrzelczykPaulsetal.2018,
  author    = {Beck, Sebastian and Yu-Strzelczyk, Jing and Pauls, Dennis and Constantin, Oana M. and Gee, Christine E. and Ehmann, Nadine and Kittel, Robert J. and Nagel, Georg and Gao, Shiqiang},
  title     = {Synthetic light-activated ion channels for optogenetic activation and inhibition},
  series = {Frontiers in Neuroscience},
  volume    = {12},
  journal   = {Frontiers in Neuroscience},
  number    = {643},
  doi       = {10.3389/fnins.2018.00643},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177520},
  year      = {2018},
  abstract  = {Optogenetic manipulation of cells or living organisms became widely used in neuroscience following the introduction of the light-gated ion channel channelrhodopsin-2 (ChR2). ChR2 is a non-selective cation channel, ideally suited to depolarize and evoke action potentials in neurons. However, its calcium (Ca2\(^{2+}\)) permeability and single channel conductance are low and for some applications longer-lasting increases in intracellular Ca\(^{2+}\) might be desirable. Moreover, there is need for an efficient light-gated potassium (K\(^{+}\)) channel that can rapidly inhibit spiking in targeted neurons. Considering the importance of Ca\(^{2+}\) and K\(^{+}\) in cell physiology, light-activated Ca\(^{2+}\)-permeant and K\(^{+}\)-specific channels would be welcome additions to the optogenetic toolbox. Here we describe the engineering of novel light-gated Ca\(^{2+}\)-permeant and K\(^{+}\)-specific channels by fusing a bacterial photoactivated adenylyl cyclase to cyclic nucleotide-gated channels with high permeability for Ca\(^{2+}\) or for K\(^{+}\), respectively. Optimized fusion constructs showed strong light-gated conductance in Xenopus laevis oocytes and in rat hippocampal neurons. These constructs could also be used to control the motility of Drosophila melanogaster larvae, when expressed in motoneurons. Illumination led to body contraction when motoneurons expressed the light-sensitive Ca\(^{2+}\)-permeant channel, and to body extension when expressing the light-sensitive K\(^{+}\) channel, both effectively and reversibly paralyzing the larvae. Further optimization of these constructs will be required for application in adult flies since both constructs led to eclosion failure when expressed in motoneurons.},
  language  = {en}
}
@article{StotzMuellerZoelleretal.2013,
  author    = {Stotz, Henrik U. and Mueller, Stefan and Zoeller, Maria and Mueller, Martin J. and Berger, Susanne},
  title     = {TGA transcription factors and jasmonate-independent COI1 signalling regulate specific plant responses to reactive oxylipins},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {64},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {4},
  doi       = {10.1093/jxb/ers389},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132318},
  pages     = {963-975},
  year      = {2013},
  abstract  = {Jasmonates and phytoprostanes are oxylipins that regulate stress responses and diverse physiological and developmental processes. 12-Oxo-phytodienoic acid (OPDA) and phytoprostanes are structurally related electrophilic cyclopentenones, which activate similar gene expression profiles that are for the most part different from the action of the cyclopentanone jasmonic acid (JA) and its biologically active amino acid conjugates. Whereas JA-isoleucine signals through binding to COI1, the bZIP transcription factors TGA2, TGA5, and TGA6 are involved in regulation of gene expression in response to phytoprostanes. Here root growth inhibition and target gene expression were compared after treatment with JA, OPDA, or phytoprostanes in mutants of the COI1/MYC2 pathway and in different TGA factor mutants. Inhibition of root growth by phytoprostanes was dependent on COI1 but independent of jasmonate biosynthesis. In contrast, phytoprostane-responsive gene expression was strongly dependent on TGA2, TGA5, and TGA6, but not dependent on COI1, MYC2, TGA1, and TGA4. Different mutant and overexpressing lines were used to determine individual contributions of TGA factors to cyclopentenone-responsive gene expression. Whereas OPDA-induced expression of the cytochrome P450 gene CYP81D11 was primarily regulated by TGA2 and TGA5, the glutathione S-transferase gene GST25 and the OPDA reductase gene OPR1 were regulated by TGA5 and TGA6, but less so by TGA2. These results support the model that phytoprostanes and OPDA regulate differently (i) growth responses, which are COI1 dependent but jasmonate independent; and (ii) lipid stress responses, which are strongly dependent on TGA2, TGA5, and TGA6. Identification of molecular components in cyclopentenone signalling provides an insight into novel oxylipin signal transduction pathways.},
  language  = {en}
}
@article{LaglerElMeseryKuebleretal.2017,
  author    = {Lagler, Charlotte and El-Mesery, Mohamed and K{\"u}bler, Alexander Christian and M{\"u}ller-Richter, Urs Dietmar Achim and St{\"u}hmer, Thorsten and Nickel, Joachim and M{\"u}ller, Thomas Dieter and Wajant, Harald and Seher, Axel},
  title     = {The anti-myeloma activity of bone morphogenetic protein 2 predominantly relies on the induction of growth arrest and is apoptosis-independent},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {12},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {10},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158993},
  pages     = {e0185720},
  year      = {2017},
  abstract  = {Multiple myeloma (MM), a malignancy of the bone marrow, is characterized by a pathological increase in antibody-producing plasma cells and an increase in immunoglobulins (plasmacytosis). In recent years, bone morphogenetic proteins (BMPs) have been reported to be activators of apoptotic cell death in neoplastic B cells in MM. Here, we use bone morphogenetic protein 2 (BMP2) to show that the "apoptotic" effect of BMPs on human neoplastic B cells is dominated by anti-proliferative activities and cell cycle arrest and is apoptosis-independent. The anti-proliferative effect of BMP2 was analysed in the human cell lines KMS12-BM and L363 using WST-1 and a Coulter counter and was confirmed using CytoTox assays with established inhibitors of programmed cell death (zVAD-fmk and necrostatin-1). Furthermore, apoptotic activity was compared in both cell lines employing western blot analysis for caspase 3 and 8 in cells treated with BMP2 and FasL. Additionally, expression profiles of marker genes of different cell death pathways were analysed in both cell lines after stimulation with BMP2 for 48h using an RT-PCR-based array. In our experiments we observed that there was rather no reduction in absolute cell number, but cells stopped proliferating following treatment with BMP2 instead. The time frame (48-72 h) after BMP2 treatment at which a reduction in cell number is detectable is too long to indicate a directly BMP2-triggered apoptosis. Moreover, in comparison to robust apoptosis induced by the approved apoptotic factor FasL, BMP2 only marginally induced cell death. Consistently, neither the known inhibitor of apoptotic cell death zVAD-fmk nor the necroptosis inhibitor necrostatin-1 was able to rescue myeloma cell growth in the presence of BMP2.},
  language  = {en}
}
@article{WeistePedrottiSelvanayagametal.2017,
  author    = {Weiste, Christoph and Pedrotti, Lorenzo and Selvanayagam, Jebasingh and Muralidhara, Prathibha and Fr{\"o}schel, Christian and Nov{\´a}k, Ondřej and Ljung, Karin and Hanson, Johannes and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang},
  title     = {The Arabidopsis bZIP11 transcription factor links low-energy signalling to auxin-mediated control of primary root growth},
  series = {PLoS Genetics},
  volume    = {13},
  journal   = {PLoS Genetics},
  number    = {2},
  doi       = {10.1371/journal.pgen.1006607},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157742},
  pages     = {e1006607},
  year      = {2017},
  abstract  = {Plants have to tightly control their energy homeostasis to ensure survival and fitness under constantly changing environmental conditions. Thus, it is stringently required that energy-consuming stress-adaptation and growth-related processes are dynamically tuned according to the prevailing energy availability. The evolutionary conserved SUCROSE NON-FERMENTING1 RELATED KINASES1 (SnRK1) and the downstream group C/S\(_{1}\) basic leucine zipper (bZIP) transcription factors (TFs) are well-characterised central players in plants' low-energy management. Nevertheless, mechanistic insights into plant growth control under energy deprived conditions remains largely elusive. In this work, we disclose the novel function of the low-energy activated group S\(_{1}\) bZIP11-related TFs as regulators of auxin-mediated primary root growth. Whereas transgenic gain-of-function approaches of these bZIPs interfere with the activity of the root apical meristem and result in root growth repression, root growth of loss-of-function plants show a pronounced insensitivity to low-energy conditions. Based on ensuing molecular and biochemical analyses, we propose a mechanistic model, in which bZIP11-related TFs gain control over the root meristem by directly activating IAA3/SHY2 transcription. IAA3/SHY2 is a pivotal negative regulator of root growth, which has been demonstrated to efficiently repress transcription of major auxin transport facilitators of the PIN-FORMED (PIN) gene family, thereby restricting polar auxin transport to the root tip and in consequence auxin-driven primary root growth. Taken together, our results disclose the central low-energy activated SnRK1-C/S\(_{1}\)-bZIP signalling module as gateway to integrate information on the plant's energy status into root meristem control, thereby balancing plant growth and cellular energy resources.},
  language  = {en}
}
@article{HyunvanderGraaffAlbaceteetal.2014,
  author    = {Hyun, Tae Kyung and van der Graaff, Eric and Albacete, Alfonso and Eom, Seung Hee and Grosskinsky, Dominik K. and B{\"o}hm, Hannah and Janschek, Ursula and Rim, Yeonggil and Ali, Walid Wahid and Kim, Soo Young and Roitsch, Thomas},
  title     = {The Arabidopsis PLAT Domain Protein1 is Critically Involved in Abiotic Stress Tolerance},
  series = {PLOS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLOS ONE},
  number    = {11},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0112946},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-114648},
  pages     = {e112946},
  year      = {2014},
  abstract  = {Despite the completion of the Arabidopsis genome sequence, for only a relatively low percentage of the encoded proteins experimental evidence concerning their function is available. Plant proteins that harbour a single PLAT (Polycystin, Lipoxygenase, Alpha-toxin and Triacylglycerol lipase) domain and belong to the PLAT-plant-stress protein family are ubiquitously present in monocot and dicots. However, the function of PLAT-plant-stress proteins is still poorly understood. Therefore, we have assessed the function of the uncharacterised Arabidopsis PLAT-plant-stress family members through a combination of functional genetic and physiological approaches. PLAT1 overexpression conferred increased abiotic stress tolerance, including cold, drought and salt stress, while loss-of-function resulted in opposite effects on abiotic stress tolerance. Strikingly, PLAT1 promoted growth under non-stressed conditions. Abiotic stress treatments induced PLAT1 expression and caused expansion of its expression domain. The ABF/ABRE transcription factors, which are positive mediators of abscisic acid signalling, activate PLAT1 promoter activity in transactivation assays and directly bind to the ABRE elements located in this promoter in electrophoretic mobility shift assays. This suggests that PLAT1 represents a novel downstream target of the abscisic acid signalling pathway. Thus, we showed that PLAT1 critically functions as positive regulator of abiotic stress tolerance, but also is involved in regulating plant growth, and thereby assigned a function to this previously uncharacterised PLAT domain protein. The functional data obtained for PLAT1 support that PLAT-plant-stress proteins in general could be promising targets for improving abiotic stress tolerance without yield penalty.},
  language  = {en}
}
@article{HentschelKamkeRinkeetal.2014,
  author    = {Hentschel, Ute and Kamke, Janine and Rinke, Christian and Schwientek, Patrick and Mavromatis, Kostas Mavromatis and Ivanova, Natalia and Sczyrba, Alexander and Woyke, Tanja},
  title     = {The Candidate Phylum Poribacteria by Single-Cell Genomics: New Insights into Phylogeny, Cell-Compartmentation, Eukaryote-Like Repeat Proteins, and Other Genomic Features},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0087353},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112649},
  year      = {2014},
  abstract  = {The candidate phylum Poribacteria is one of the most dominant and widespread members of the microbial communities residing within marine sponges. Cell compartmentalization had been postulated along with their discovery about a decade ago and their phylogenetic association to the Planctomycetes, Verrucomicrobia, Chlamydiae superphylum was proposed soon thereafter. In the present study we revised these features based on genomic data obtained from six poribacterial single cells. We propose that Poribacteria form a distinct monophyletic phylum contiguous to the PVC superphylum together with other candidate phyla. Our genomic analyses supported the possibility of cell compartmentalization in form of bacterial microcompartments. Further analyses of eukaryote-like protein domains stressed the importance of such proteins with features including tetratricopeptide repeats, leucin rich repeats as well as low density lipoproteins receptor repeats, the latter of which are reported here for the first time from a sponge symbiont. Finally, examining the most abundant protein domain family on poribacterial genomes revealed diverse phyH family proteins, some of which may be related to dissolved organic posphorus uptake.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Visan2003,
  author    = {Visan, Ioana Andreea},
  title     = {The CD23 receptor-regulation of expression and signal transduction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5556},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Bisher sind zwei Isoformen des humanen CD23 (CD23a und CD23b) beschrieben. Beide unterscheiden sich lediglich in 6-7 Resten im N-terminalen, zytoplasmatischen Anteil. CD23a wird ausschließlich auf B-Zellen exprimiert, w{\"a}hrend CD23b sowohl auf B-Zellen als auch auf Monozyten, eosinophilen Granulozyten, Makrophagen und zahlreichen anderen Zelltypen durch Stimulation mit IL-4 induziert werden kann. Die beiden Isoformen vermitteln wahrscheinlich unterschiedliche Funktionen. CD23a gilt als Isoform, welche vornehmlich mit der Endozytose von IgE-Immunkomplexen und der Vermittlung von Antigen-Pr{\"a}sentation auf B-Zellen assoziiert ist. CD23b besitzt ein Phagozytose-Motiv und scheint bei der Phagozytose IgE besetzter Partikel, der Freisetzung von Zytokinen und der Bildung von Peroxiden eine Rolle zu spielen. Fr{\"u}here Untersuchungen legen die Vermutung nahe, dass die beiden Isoformen zwei getrennte Signal{\"u}bertragungswege miteinander verbinden. Die Gegen{\"u}berstellung von Ereignissen, welche in Zellen, die nur eine einer oder beide Isoformen von CD23 besitzen, stattfinden, legt die Vermutung nahe, dass CD23b cAMP und iNOS hochreguliert, wohingegen CD23a einen Anstieg des intrazellul{\"a}ren Kalziums vermittelt. Im ersten Teil unserer Untersuchungen haben wir die Regulation der B-Zell-spezifischen Expression von CD23a analysiert. Pax-5 ist ein auf B-Zellen beschr{\"a}nkter Transkriptionsfaktor, welcher f{\"u}r die fr{\"u}he und sp{\"a}te B-Zellentwicklung von entscheidender Bedeutung ist. M{\"o}gliche Pax-5 Bindungsstellen wurden in den proximalen Abschnitten des CD23a Promotors vermutet. Die Analyse des CD23a Promotors ergab drei mutmaßliche Pax-5 Bindungsstellen mit mehr als 50\% Homologie zur Konsensus-Sequenz. Eine dieser Bindungsstellen, namens CD23-1, kann mit einer hochaffinen Pax-5 Bindungsstelle konkurrieren oder direkt das Pax-5 Protein in Elektromobilit{\"a}ts Experimenten (EMSA) binden. Das Einf{\"u}gen von Mutationen an dieser Stelle verhindert die Bindung. Ein weiterer Versuch, bei dem die gesamte L{\"a}nge des CD23a Promotors durch {\"u}berlappende Peptide in einem kompetitiven Verfahren gegen{\"u}ber hoch affinen Bindungsstellen getestet wurde, zeigt ebenso CD23-1 als die einzige Stelle, welche direkt Pax-5 binden kann. In weiteren Experimenten f{\"u}hrte die Expression von Pax-5 in 293 Zellen zu einer 7fachen Aktivierung eines CD23a Kernpromotor Konstrukts. Die Kotransfektion zusammen mit STAT6 zeigte, dass Pax-5 mit diesem Transkriptionsfaktor kooperiert, indem es die Transkriptionsrate eines vergr{\"o}ßerten CD23a Promotorkonstrukts erh{\"o}ht. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass die ektope Expression von Pax-5 in der monozyt{\"a}ren Zelllinie U-937, die normalerweise nur die CD23b Isoform exprimiert, dann zu einer Expression von CD23a nach Stimulation mit IL-4 und PMA f{\"u}hrte. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Pax-5 in der auf B-Zellen beschr{\"a}nkten Expression der CD23 Isoform eine Schl{\"u}sselrolle zukommt. Im zweiten Teil des Projekts haben wir ein "Zwei-Hefen-Hybrid-System" (Cyto-Trap von Stratagene) verwendet, um nach zytoplasmatischen Interaktionspartnern f{\"u}r den CD23 Rezeptor zu suchen. Das System wurde modifiziert um eine hohe Effizienz an Transformation zu erzielen. Unterschiedliche „K{\"o}der"-Vektorkonstrukte wurden hergestellt. Das Screening wurde mittels einer humanen Milzbibliothek mit dem Zielvektor des Systems durchgef{\"u}hrt. Die anfangs benutzten Konstrukte -pSosCD23a und pSosCD23b - exprimierten sehr kurze (22 Aminos{\"a}uren) zytoplasmatischen Reste der Isoformen am C-terminalen Ende des Fusionsproteins (humanes SOS). Verbesserte Konstrukte (pSos CD23a+Linker und pSosCD23b+Linker) exprimierten den zytoplasmatischen Anteil von CD23a/b am N-terminalen Ende des humanen SOS und hatten folglich den N-terminalen Anteil als Andockstelle frei, entsprechend den Bedingungen in vivo. Eine flexible Verbindungsregion trennte die Fusionsproteine, um auf diese Weise die kurze Aminos{\"a}urekette deutlich „sichtbar" werden zu lassen. Ann{\"a}hernd drei Millionen Klone wurden mittels der verschiedenen Konstrukte untersucht. Dabei konnte keine tats{\"a}chlich positive Interaktion gefunden werden. Stattdessen fand sich eine vergleichsweise hohe Zahl falsch-positiver Klone. Diese wiederum wurden in einem zweiten "Zwei-Hefen-Hybrid-System" getestet. In Zukunft wird ein neues Konstrukt als K{\"o}der verwendet werden. Hierbei wurde ein Tyrosin-Rest im zytoplasmatischen Anteil von CD23a durch Glutamat ersetzt. Das System wurde bereits dazu verwendet, die Interaktion zwischen CD23 und p59fyn - einem Mitglied der Src-Familie von Proteinkinasen, welches mit CD23a assoziiert sein soll - zu testen. Jedoch konnte im CytoTrap "Zwei-Hefen-Hybrid-System" keine Wechselwirkung nachgewiesen werden. Zusammenfassend zeigt das zentrale Ergebnis der Arbeit, dass Pax-5 der Schl{\"u}sselregulator ist, der die B-Zell-spezifische Expression von CD23a erm{\"o}glicht. Zus{\"a}tzlich wurde ein "Zwei-Hefen-Hybrid-System" etabliert, mit dem zytoplasmatische Interaktionspartner f{\"u}r die CD23 Isoformen gefunden werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Antigen CD23},
  language  = {en}
}
@article{AmatobiOzbekUnalSchaebleretal.2023,
  author    = {Amatobi, Kelechi M. and Ozbek-Unal, Ayten Gizem and Sch{\"a}bler, Stefan and Deppisch, Peter and Helfrich-F{\"o}rster, Charlotte and Mueller, Martin J. and Wegener, Christian and Fekete, Agnes},
  title     = {The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition},
  series = {Journal of Lipid Research},
  volume    = {64},
  journal   = {Journal of Lipid Research},
  number    = {10},
  doi       = {10.1016/j.jlr.2023.100417},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349961},
  pages     = {100417},
  year      = {2023},
  abstract  = {Modern lifestyle is often at odds with endogenously driven rhythmicity, which can lead to circadian disruption and metabolic syndrome. One signature for circadian disruption is a reduced or altered metabolite cycling in the circulating tissue reflecting the current metabolic status. Drosophila is a well-established model in chronobiology, but day-time dependent variations of transport metabolites in the fly circulation are poorly characterized. Here, we sampled fly hemolymph throughout the day and analyzed diacylglycerols (DGs), phosphoethanolamines (PEs) and phosphocholines (PCs) using LC-MS. In wild-type flies kept on sugar-only medium under a light-dark cycle, all transport lipid species showed a synchronized bimodal oscillation pattern with maxima at the beginning and end of the light phase which were impaired in period01 clock mutants. In wild-type flies under constant dark conditions, the oscillation became monophasic with a maximum in the middle of the subjective day. In strong support of clock-driven oscillations, levels of the targeted lipids peaked once in the middle of the light phase under time-restricted feeding independent of the time of food intake. When wild-type flies were reared on full standard medium, the rhythmic alterations of hemolymph lipid levels were greatly attenuated. Our data suggest that the circadian clock aligns daily oscillations of DGs, PEs, and PCs in the hemolymph to the anabolic siesta phase, with a strong influence of light on phase and modality.},
  language  = {en}
}
@article{MuellerFiebigWeidaueretal.2013,
  author    = {Mueller, Thomas D. and Fiebig, Juliane E. and Weidauer, Stella E. and Qiu, Li-Yan and Bauer, Markus and Schmieder, Peter and Beerbaum, Monika and Zhang, Jin-Li and Oschkinat, Hartmut and Sebald, Walter},
  title     = {The Clip-Segment of the von Willebrand Domain 1 of the BMP Modulator Protein Crossveinless 2 Is Preformed},
  series = {Molecules},
  journal   = {Molecules},
  doi       = {10.3390/molecules181011658},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97196},
  year      = {2013},
  abstract  = {Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) are secreted protein hormones that act as morphogens and exert essential roles during embryonic development of tissues and organs. Signaling by BMPs occurs via hetero-oligomerization of two types of serine/threonine kinase transmembrane receptors. Due to the small number of available receptors for a large number of BMP ligands ligand-receptor promiscuity presents an evident problem requiring additional regulatory mechanisms for ligand-specific signaling. Such additional regulation is achieved through a plethora of extracellular antagonists, among them members of the Chordin superfamily, that modulate BMP signaling activity by binding. The key-element in Chordin-related antagonists for interacting with BMPs is the von Willebrand type C (VWC) module, which is a small domain of about 50 to 60 residues occurring in many different proteins. Although a structure of the VWC domain of the Chordin-member Crossveinless 2 (CV2) bound to BMP-2 has been determined by X-ray crystallography, the molecular mechanism by which the VWC domain binds BMPs has remained unclear. Here we present the NMR structure of the Danio rerio CV2 VWC1 domain in its unbound state showing that the key features for high affinity binding to BMP-2 is a pre-oriented peptide loop.},
  language  = {en}
}
@article{Rostas2007,
  author    = {Rost{\´a}s, Michael},
  title     = {The effects of 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one on two species of Spodoptera and the growth of Setosphaeria turcica in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35079},
  year      = {2007},
  abstract  = {Maize seedlings contain high amounts of glucosidically bound 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA). The effects of DIMBOA on the feeding behaviour and performance of two noctuids, Spodoptera exigua H{\"u}bner and S. frugiperda Smith, were compared. The question was raised whether S. frugiperda, preferring maize and other Poaceae, is better adapted to DIMBOA than S. exigua. In addition, the effects of DIMBOA on the mycelial growth of the plant pathogen Setosphaeria turcica Leonard et Suggs (causal agent of northern corn leaf blight) was assessed in vitro. DIMBOA had an antifeedant effect on S. exigua but stimulated feeding in S. frugiperda in dual-choice experiments. In a no-choice setup, larvae of S. exigua gained less biomass and had a prolonged development when feeding on an artificial diet containing DIMBOA. However, pupal weight was not significantly different between treatments. In contrast, larvae of S. frugiperda were not affected by DIMBOA. Strong detrimental effects of DIMBOA were found on the mycelial growth of the pathogen S. turcica.},
  subject      = {Eulen <Schmetterlinge>},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zhou2023,
  author    = {Zhou, Yang},
  title     = {The Exploitation of Opsin-based Optogenetic Tools for Application in Higher Plants},
  doi       = {10.25972/OPUS-23696},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-236960},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The discovery, heterologous expression, and characterization of channelrhodopsin-2 (ChR2) - a light-sensitive cation channel found in the green alga Chlamydomonas reinhardtii - led to the success of optogenetics as a powerful technology, first in neuroscience. ChR2 was employed to induce action potentials by blue light in genetically modified nerve cells. In optogenetics, exogenous photoreceptors are expressed in cells to manipulate cellular activity. These photoreceptors were in the beginning mainly microbial opsins. During nearly two decades, many microbial opsins and their mutants were explored for their application in neuroscience. Until now, however, the application of optogenetics to plant studies is limited to very few reports. Several optogenetic strategies for plant research were demonstrated, in which most attempts are based on non-opsin optogenetic tools. Opsins need retinal (vitamin A) as a cofactor to generate the functional protein, the rhodopsin. As most animals have eyes that contain animal rhodopsins, they also have the enzyme - a 15, 15'-Dioxygenase - for retinal production from food-supplied provitamin A (beta-carotene). However, higher plants lack a similar enzyme, making it difficult to express functional rhodopsins successfully in plants. But plant chloroplasts contain plenty of beta-carotene. I introduced a gene, coding for a 15, 15'-Dioxygenase with a chloroplast target peptide, to tobacco plants. This enzyme converts a molecule of β-carotene into two of all-trans-retinal. After expressing this enzyme in plants, the concentration of all-trans-retinal was increased greatly. The increased retinal concentration led to increased expression of several microbial opsins, tested in model higher plants. Unfortunately, most opsins were observed intracellularly and not in the plasma membrane. To improve their localization in the plasma membrane, some reported signal peptides were fused to the N- or C-terminal end of opsins. Finally, I helped to identify three microbial opsins -- GtACR1 (a light-gated anion channel), ChR2 (a light-gated cation channel), PPR (a light-gated proton pump) which express and work well in the plasma membrane of plants. The transgene plants were grown under red light to prevent activation of the expressed opsins. Upon illumination with blue or green light, the activation of these opsins then induced the expected change of the membrane potential, dramatically changing the phenotype of plants with activated rhodopsins. This study is the first which shows the potential of microbial opsins for optogenetic research in higher plants, using the ubq10 promoter for ubiquitous expression. I expect this to be just the beginning, as many different opsins and tissue-specific promoters for selective expression now can be tested for their usefulness. It is further to be expected that the here established method will help investigators to exploit more optogenetic tools and explore the secrets, kept in the plant kingdom.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stuntz2001,
  author    = {Stuntz, Sabine},
  title     = {The influence of epiphytes on arthropods in the tropical forest canopy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1179126},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {The understanding of the mechanisms underlying the establishment and maintenance of the extraordinary biodiversity in tropical forests is a major challenge for modern biology. In this context, epiphytes are presumed to play an important role. To investigate the biological reality of this persistent yet insufficiently investigated notion, I conducted the present study. The main questions I intended to clarify were: (1) do epiphytes affect arthropod abundance and diversity in tropical tree crowns? and (2) what might be the driving forces behind this potential influence? I studied the arthropod fauna of 25 tree crowns bearing different epiphyte assemblages, and the resident fauna of 90 individual epiphytes. I also quantified the mitigating influence of epiphytes on the microclimate in tree crowns. In total, more than 277,000 arthropods were collected and about 700 morphospecies determined. Epiphytes had a significant moderating influence on canopy microclimate (Chapter 3), both at various microsites within a tree crown and among tree crowns with different epiphyte growth. On hot dry season days, they provided microsites with lower temperatures and reduced evaporative water loss compared to epiphyte-free spaces within the same tree crown. Quantitative sampling of the arthropods inhabiting three different epiphyte species provided compelling evidence for the specificity of epiphyte-associated faunas (Chapter 4). Epiphytes proved to be microhabitats for a diverse and numerous arthropod fauna, and different epiphyte species fostered both taxonomically and ecologically very distinct arthropod assemblages: among epiphyte hosts, the inhabitant faunas showed remarkably little species overlap, and guild composition differed strongly. In the subsequent chapters I investigated if this pronounced effect scaled up to the level of entire tree crowns. Arthropods were captured with three different trap types to obtain an ample spectrum of the canopy fauna (Chapter 2). Four tree categories were classified, three of which were dominated by a different species of epiphyte, and an epiphyte-free control group. On a higher taxonomic level, there were no detectable effects of epiphytes on the fauna: the ordinal composition was similar among tree categories and indifferent of the amount of epiphytes in a tree crown (Chapter 5). I examined three focal groups (ants, beetles and spiders) on species level. The diversity and abundance of ants was not influenced by the epiphyte load of the study trees (Chapter 6). Although many species readily used the epiphytes as nesting site and shelter, they seemed to be highly opportunistic with respect to their host plants. Likewise, the species richness and abundance of beetles, as well as their guild composition were entirely unaffected by the presence of epiphytes in the study trees (Chapter 7). Focusing on herbivorous beetles did not alter these results. Spiders, however, were strongly influenced by the epiphyte assemblages of the host trees (Chapter 8). Overall spider abundance and species richness did not differ among trees, but particular families and guilds exhibited marked differences in abundance between the tree categories. Most remarkable were the substantial differences in spider species composition across trees with different epiphyte assemblages. Conclusion Thus, the prevalent notion that epiphytes positively influence arthropod diversity in tropical canopies seems justified, but not without reservation. Whether an influence of epiphytes on the fauna was discernible depended greatly on (1) the scale of the investigated system: clear faunal distinctions at the microhabitat level were absent or much more subtle at the level of tree crowns. (2) the focal taxa: different arthropod orders allowed for completely different statements concerning the importance of epiphytes for canopy fauna. I therefore recommend a multitaxon approach for the investigation of large-scale ecological questions. In conclusion, I resume that epiphytes are associated with a species-specific inhabiting fauna,and that epiphytes impose an influence on certain, but not all, taxa even at the level of entire tree crowns. Although I could only hypothesize about the potential causes for this influence, this study provided the first comprehensive investigation of the role of epiphytes in determining arthropod abundance and diversity in tropical tree crowns.},
  subject      = {Tropischer Regenwald},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kuhlmann2009,
  author    = {Kuhlmann, Franziska},
  title     = {The influence of ultraviolet radiation on plant-insect interactions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39608},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Plants must respond to multiple stimuli in a natural environment. Therefore they need the ability to rapidly reorganise and specifically build up appropriate metabolites to adapt to their environment. Abiotic cues, such as ambient solar radiation, influence the next trophic level directly, but also an altered plant composition triggered by these environmental cues can have an effect on the behaviour of herbivores. The aim of this study was to test effects of the important ultraviolet (UV) radiation on plants and on plant-insect interactions using multi-level investigations. The focus was on the conduction of controlled experiments with broccoli plants in highly engineered greenhouses covered with innovative materials, which only differed in their UV-B transmission. For the first time in this controlled environment the plant-mediated UV-B effects on phloem-feeding aphids were studied. Broccoli plants (Brassica oleracea L. convar. botrytis, Brassicaceae) were under filter tents either exposed to (inclusion, +UV) or not exposed to (exclusion, -UV) UV-A / UV-B radiation. In greenhouses covered with new, innovative materials transmitting high (80\%), medium (23\%) or low (4\%) levels of ambient solar UV-B radiation, in particular the influence of UV-B radiation on broccoli was examined. Plants respond highly specific to environmental stimuli such as UV-B radiation and herbivory. UV-B radiation has a strong impact on the plants' architecture and flavonoid contents, which can in turn influence plant-insect interactions. Phloem-feeding aphids can be negatively affected by UV-B mediated plant changes. However, a direct effect of UV radiation on the behaviour of herbivores is also evident. Mainly the number, composition and quality of herbivorous species as well as an exceeding of a certain infestation threshold determine the mode of plant changes. In conclusion, UV-B radiation has the potential to harden plants against herbivores and simultaneously increases the concentrations of valuable secondary metabolites for human nutrition in important crop species such as broccoli.},
  subject      = {ultraviolette Strahlung},
  language  = {en}
}
@article{TomeNaegeleAdamoetal.2014,
  author    = {Tome, Filipa and N{\"a}gele, Thomas and Adamo, Mattia and Garg, Abhroop and Marco-Ilorca, Carles and Nukarinen, Ella and Pedrotti, Lorenzo and Peviani, Alessia and Simeunovic, Andrea and Tatkiewicz, Anna and Tomar, Monika and Gamm, Magdalena},
  title     = {The low energy signaling network},
  series = {Frontiers in Plant Science},
  volume    = {5},
  journal   = {Frontiers in Plant Science},
  number    = {353},
  issn      = {1664-462X},
  doi       = {10.3389/fpls.2014.00353},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115813},
  year      = {2014},
  abstract  = {Stress impacts negatively on plant growth and crop productivity, causing extensive losses to agricultural production worldwide. Throughout their life, plants are often confronted with multiple types of stress that affect overall cellular energy status and activate energy-saving responses. The resulting low energy syndrome (LES) includes transcriptional, translational, and metabolic reprogramming and is essential for stress adaptation. The conserved kinases sucrose-non-fermenting-1-related protein kinase-1 (SnRK1) and target of rapamycin (TOR) play central roles in the regulation of LES in response to stress conditions, affecting cellular processes and leading to growth arrest and metabolic reprogramming. We review the current understanding of how TOR and SnRK1 are involved in regulating the response of plants to low energy conditions. The central role in the regulation of cellular processes, the reprogramming of metabolism, and the phenotypic consequences of these two kinases will be discussed in light of current knowledge and potential future developments.},
  language  = {en}
}
@article{StaigerSeufertArandetal.2019,
  author    = {Staiger, Simona and Seufert, Pascal and Arand, Katja and Burghardt, Markus and Popp, Christian and Riederer, Markus},
  title     = {The permeation barrier of plant cuticles: uptake of active ingredients is limited by very long-chain aliphatic rather than cyclic wax compounds},
  series = {Pest Management Science},
  volume    = {75},
  journal   = {Pest Management Science},
  number    = {12},
  doi       = {10.1002/ps.5589},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204778},
  pages     = {3405-3412},
  year      = {2019},
  abstract  = {BACKGROUND: The barrier to diffusion of organic solutes across the plant cuticle is composed of waxes consisting of very long-chain aliphatic (VLCA) and, to varying degrees, cyclic compounds like pentacyclic triterpenoids. The roles of both fractions in controlling cuticular penetration by organic solutes, e.g. the active ingredients (AI) of pesticides, are unknown to date. We studied thepermeabilityof isolated leaf cuticularmembranes from Garcinia xanthochymus andPrunus laurocerasus for lipophilic azoxystrobin and theobromine as model compounds for hydrophilic AIs. RESULTS: The wax of P. laurocerasus consists of VLCA (12\%) and cyclic compounds (88\%), whereas VLCAs make up 97\% of the wax of G. xanthochymus.We showthat treating isolated cuticles with methanol almost quantitatively releases the cyclic fraction while leaving the VLCA fraction essentially intact. All VLCAs were subsequently removed using chloroform. In both species, the permeance of the two model compounds did not change significantly after methanol treatment, whereas chloroform extraction had a large effect on organic solute permeability. CONCLUSION: The VLCA wax fractionmakes up the permeability barrier for organic solutes, whereas cyclic compounds even in high amounts have a negligible role. This is of significance when optimizing the foliar uptake of pesticides.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zabka2008,
  author    = {Zabka, Vanessa},
  title     = {The Plasticity of Barley (Hordeum vulgare) Leaf Wax Characteristics and their Effects on Early Events in the Powdery Mildew Fungus (Blumeria graminis f.sp. hordei): Interactive Adaptations at the Physiological and the Molecular Level},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26402},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In order to test the effects of environmental factors on different characteristics of plant leaf waxes, barley plants (Hordeum vulgare) were abiotically stress treated (exposure to darkness, heavy metal, high salt concentrations and drought), and biotically stressed by the infection with powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. hordei; Bgh). Different wax parameters like amount, chemical composition, and micromorphology of epicuticular wax crystals, were investigated. Etiolated leaves of barley showed distinctly reduced wax amounts and modifications in their relative composition. The alterations of these wax parameters might be a result of a developmental delay, which could have been caused by a decreased availability of energy for cellular processes, due to lack of light. Cadmium exposure led to a 1.5-fold increase of wax amount, while chemical composition was unaffected. In drought- and salt-stressed plants, all investigated leaf wax parameters remained unaltered. In each of the abiotic treatments, the microstructure of epicuticular wax crystals, formed as typical platelets, was not modified. Even after 6d infection with powdery mildew (Bgh), neither locally nor systemically enforced modifications of wax features were revealed. The analyzed leave surfaces, resulting from these four abiotic and the biotic treatment (phenotypic approach), were compared to altered leaf surfaces' characteristics of 18 analyzed eceriferum (cer-) wax mutants (genotypic approach). Within the screening, 5 mutants were selected which distinctly differed from the wild-type in wax amount, portions of epi- and intracuticular wax fraction, relative chemical composition, crystal morphology, and surface wettability (hydrophobicity). Apart from quantitative and qualitative effects on the leaf waxes, environmentally enforced modifications in cuticular waxes might be reflected in molecular processes of wax biogenesis. Therefore, a barley wax-microarray was established. 254 genes were selected, which are putatively involved in processes of de novo fatty acid biosynthesis, fatty acid elongation, and modification, and which are supposed to take part in lipid-trafficking between cell compartments, and transport of wax components to the outer cell surface. The regulations within the expression pattern evoked by the respective treatments were correlated with the corresponding analytical wax data, and the observed molecular effects of a 3d powdery mildew infection were compared with succeeding fungal morphogenesis. Etiolation and cadmium exposition pointed to transcriptional modifications in the de novo fatty acid synthesis, and in the screened, transport-related mechanisms, which correlate with respective alterations in surface wax characteristics. Moderate changes in the gene expression pattern, evoked by drought- and salinity-stress, might give hints for evolved adaptations in barley to such common habitat stresses. Theinvasion of powdery mildew into the epidermal host cells was reflected in the regulation of several genes. Beside other functions, these genes take part in pathogen defense, and intracellular component transport, or they encode transcription factors. The different modifications within the molecular responses evoked by the investigated abiotic treatments, and the effects of powdery mildew infection representing a biotic stressor, were compared between the different treatments. In order to test the potential impact of different wax parameters on Bgh, conidia germination and differentiation was comparably investigated on leaf surfaces of abiotically stressed wild-type and cer-mutants, isolated cuticles, and further artificial surfaces. The rates of conidial development were similar on each of the leaf surfaces resulting from the abiotic treatments, while a significant reduction of the germination and differentiation success was revealed for the wax mutant cer-yp.949. Compared to the wild-type, developmental rates on isolated cuticles and extracted leaf waxes of the mutant cer-yp.949 indicated a modified embedding of cuticular waxes, and a possibly changed three-dimensional structure of the cer-yp.949 cuticle, which might explain the reduced conidial developmental rates on leaf surfaces of this particular mutant. Experiments with Bgh conidia on mechanically de-waxed leaf surfaces (selective mechanical removal of the epicuticular leaf waxes with glue-like gum arabic, followed by an extraction of the intracuticular wax portion with chloroform) demonstrated the importance of the wax coverage for the germination and differentiation of the fungal conidia. On all dewaxed leaf surfaces, except those of cer-yp.949, the differentiation success of the germlings was significantly reduced, by about 20\% ("wax-effect"). This result was verified through an artificial system with increased conidia developmental rates on glass slides covered with extracted leaf waxes. Further comparative tests with the major components of barley leaf wax, hexacosanol and hexacosanal, showed that the germination and differentiation of powdery mildew conidia not only depends on the different chemistry, but is also influenced by the respective surface hydrophobicity. Compared to hexacosanol, on hexacosanal coated glass surfaces, higher germination and differentiation rates were achieved, which correlated with increased levels of surface hydrophobicity. Developmental rates of conidia on hydrophobic foils demonstrated that hydrophobicity, as a sole surface factor, may stimulate the conidial germination and differentiation processes. Moreover, the survival of conidia on artificial surfaces is determined by additional surface derived factors, e.g. the availability of water, and a pervadable matrix.},
  subject      = {Mehltau},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hansjakob2012,
  author    = {Hansjakob, Anton},
  title     = {The role of cuticular waxes in the prepenetration processes of Blumeria graminis f.sp. hordei},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72840},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Der obligat biotrophe Pilz Blumeria graminis f.sp. hordei gilt als Erreger des Gerstenmehltaus, einer destruktiven Erkrankung der Gerste (Hordeum vulgare). Als Folge des Befalls mit B. graminis f.sp. hordei drohen erhebliche Ernteeinbußen. Das kutikul{\"a}re Wachs von Gerstenbl{\"a}ttern besteht haupts{\"a}chlich aus prim{\"a}ren Alkoholen (80\%), Alkylestern (10\%) sowie aus geringf{\"u}gig vorkommenden Bestandteilen wie Fetts{\"a}uren (2\%), Alkanen (2\%) und Aldehyden (1\%). Der initiale Kontakt der asexuellen und durch die Luft verbreiteten Konidien findet auf der Blattoberfl{\"a}che in einer Umgebung statt, die von den kutikul{\"a}ren Wachsen bestimmt ist, welche Keimung und Differenzierung stimulieren. W{\"a}hrend der Keimungs- und Differenzierungsphase durchlaufen die Konidien eine sequenzielle Morphogenese, die so genannten Pr{\"a}penetrationsprozesse. Dabei bilden die Konidien auf der Pflanzenoberfl{\"a}che zun{\"a}chst einen prim{\"a}ren, kurzen und im weiteren Verlauf einen sekund{\"a}ren, elongierten Keimschlauch aus. Im Anschluss daran schwillt dieser an und wird letztlich zu einem septierten Appressorium differenziert. Mit Hilfe des Appressoriums dringt der Pilz dann in die Epidermiszelle der Wirtspflanze ein und bildet ein initiales Haustorium, das die Ern{\"a}hrung des Pilzes sicherstellt. Um den Einfluss von einzelnen Wachsbestandteilen der Wirtspflanze auf die Pr{\"a}penetrationsprozesse systematisch zu untersuchen wurde ein neues in vitro System auf der Basis von Formvar®-Harz etabliert. Dieses System erm{\"o}glicht die Erzeugung homogener Oberfl{\"a}chen als Substrate f{\"u}r den Pilz, bei denen sowohl die aufgelagerten Mengen als auch die Oberfl{\"a}chenhydrophobizit{\"a}t unabh{\"a}ngig von den getesteten Substanzklassen und Kettenl{\"a}ngen der Molek{\"u}le hochgradig reproduzierbar sind. In diesem System haben langkettige Aldehyde die Keimung und die Differenzierung von B. graminis f.sp. hordei Konidien am wirksamsten induziert, wobei die Raten der Appressorienbildung in Abh{\"a}ngigkeit von der Konzentration und der Kettenl{\"a}nge im Vergleich zu n-Hexacosanal (C26), das sich als am effektivsten zeigte, abnahmen (C22<<C24<C26>C28>>C30). Die getesteten gerad- und ungeradzahligen Alkane (C24-C33), Fetts{\"a}uren (C20-C28), Alkylester (C40-C44) und prim{\"a}ren Alkohole (C20-C30) hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Keimung und die Appressorienbildung des Pilzes. Der prim{\"a}re Alkohol n-Hexacosanol (C26) stellte hierbei eine Ausnahme dar, da er die Keimung und die Bildung des Appressorium-Keimschlauchs signifikant erh{\"o}hte. Um die Rolle von langkettigen Aldehyden auf einer intakten Pflanzenoberfl{\"a}che in vivo genauer zu untersuchen wurden B. graminis f.sp. hordei Konidien auf Bl{\"a}tter von glossy11 Mutanten der Nicht-Wirtspflanze Mais (Zea mays) inokuliert. Anders als der Wildtyp weisen glossy11 Bl{\"a}tter keine langkettigen Aldehyde auf. Auf glossy11 Bl{\"a}ttern keimten 60\% der B. graminis f.sp. hordei Konidien nicht und nur 10\% der Konidien entwickelten ein reifes Appressorium, was einer dreimal geringeren Rate als auf Wildtyp-Bl{\"a}ttern entspricht. Durch das Bespr{\"u}hen von glossy11 Bl{\"a}tter mit synthetischem n-Hexacosanal oder mit Wachs des Wildtyps wurden die pilzlichen Pr{\"a}penetrationsprozesse wieder vollst{\"a}ndig durchlaufen. Wurden im Gegensatz dazu Bl{\"a}tter des Mais-Wildtyps mit nicht induzierenden n-Alkanen, prim{\"a}ren Alkoholen oder langkettigen Fetts{\"a}uren bespr{\"u}ht, konnte das den Aldehyd-defizienten Ph{\"a}notyp von glossy11 imitieren. W{\"a}hrend der Pr{\"a}penetrationsprozesse wird ein Appressorium gebildet, wobei es sich hierbei um eine neu gebildete Zelle handelt. Die Keimung und die anschließende Morphogenese sind wichtige Schritte in der Etablierung der pilzlichen Infektionsstrukturen. Da diese Prozesse in einigen phytopathogenen Pilzen mit dem Zellzyklus gekoppelt sind wurde untersucht, inwieweit die Pr{\"a}penetrationsprozesse von B. graminis f.sp. hordei mit dem Verlauf des Zellzykluses synchronisiert sind. Hierf{\"u}r wurde eine Methode basierend auf DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole) zur F{\"a}rbung der Zellkerne f{\"u}r fixierte Pr{\"a}parate von B. graminis f.sp. hordei Konidien entwickelt. Mittels eines pharmakologischen Ansatzes war es auf diese Weise erstmals m{\"o}glich die Abh{\"a}ngigkeit der Pr{\"a}penetrationsprozesse von der Mitose in vivo und in vitro zu verfolgen. Sechs Stunden nach der Inokulation trat nach Ausbildung des Appressorium-Keimschlauchs eine Mitose in der einkernigen Konidie auf. Die Hemmung der S-Phase mit Hydroxyharnstoff oder die Hemmung der M-Phase mit Benomyl verhinderten eine Bildung des Appressoriums, nicht aber die Entwicklung des Appressorium-Keimschlauchs. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Mitose und eine abgeschlossene Zytokinese notwendige Voraussetzungen f{\"u}r die Appressoriumsbildung, jedoch nicht f{\"u}r die Morphogenese der Konidie, sind. Als Reaktion auf bestimmte Wachsbestandteile der Wirtspflanze werden pilzliche Gene, die w{\"a}hrend der Pr{\"a}penetrationsprozesse eine wichtige Rolle spielen k{\"o}nnen, differenziell exprimiert. Um solche Gene zu identifizieren wurden cDNA Klonbibliotheken mittels der suppression subtractive hybridization (SSH) 22 Minuten nach der Inokulation erstellt. Das auf Formvar®-Harz basierende in vitro System erm{\"o}glichte die selektive Anreicherung von cDNA Sequenzen aus B. graminis f.sp. hordei Konidien, die auf n-Hexacosanal beschichteten Oberfl{\"a}chen inokuliert wurden. Aus einer Reihe von Kandidaten wurde eine cDNA-Sequenz identifiziert, die sowohl auf Gerstenbl{\"a}ttern als auch auf mit n-Hexacosanal oder extrahiertem Gerstenwachs beschichteten Oberfl{\"a}chen hochreguliert war. Mittels 3' und 5' RACE wurde das n-Hexacosanal induzierte Transkript kloniert. Diese cDNA-Sequenz wies keine Homologien zu bekannten Genen, die Funktionen in der pilzlichen Entwicklung und der Ausbildung von Pathogenit{\"a}t in Pflanzen haben, auf.},
  subject      = {.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{SchliermanngebStratmann2023,
  author    = {Schliermann [geb. Stratmann], Anna Theresa},
  title     = {The Role of FGF Receptor 2 in GDF5 mediated Signal Transduction},
  doi       = {10.25972/OPUS-19288},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-192889},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Bone morphogenetic proteins (BMPs) are involved in various aspects of cell-cell communication in complex life forms. They act as morphogens, help differentiate different cell types from different progenitor cells in development, and are involved in many instances of intercellular communication, from forming a body axis to healing bone fractures, from sugar metabolism to angiogenesis. If the same protein or protein family carries out many functions, there is a demand to regulate and fine-tune their biological activities, and BMPs are highly regulated to generate cell- and context-dependent outcomes. Not all such instances can be explained yet. Growth/differentiation factor (GDF)5 (or BMP14) synergizes with BMP2 on chondrogenic ATDC5 cells, but antagonizes BMP2 on myoblastic C2C12 cells. Known regulators of BMP2/GDF5 signal transduction failed to explain this context-dependent difference, so a microarray was performed to identify new, cell-specific regulatory components. One identified candidate, the fibroblast growth factor receptor (FGFR)2, was analyzed as a potential new co-receptor to BMP ligands such as GDF5: It was shown that FGFR2 directly binds BMP2, GDF5, and other BMP ligands in vitro, and FGFR2 was able to positively influence BMP2/GDF5-mediated signaling outcome in cell-based assays. This effect was independent of FGFR2s kinase activity, and independent of the downstream mediators SMAD1/5/8, p42/p44, Akt, and p38. The elevated colocalization of BMP receptor type IA and FGFR2 in the presence of BMP2 or GDF5 suggests a signaling complex containing both receptors, akin to other known co-receptors of BMP ligands such as repulsive guidance molecules. This unexpected direct interaction between FGF receptor and BMP ligands potentially opens a new category of BMP signal transduction regulation, as FGFR2 is the second receptor tyrosine kinase to be identified as BMP co-receptor, and more may follow. The integration of cell surface interactions between members of the FGF and BMP family especially may widen the knowledge of such cellular communication mechanisms which involve both growth factor families, including morphogen gradients and osteogenesis, and may in consequence help to improve treatment options in osteochodnral diseases.},
  subject      = {Molekularbiologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kumari2021,
  author    = {Kumari, Khushbu},
  title     = {The role of lipid transfer proteins (LTPs) during the fertilization process in Arabidopsis thaliana},
  doi       = {10.25972/OPUS-19961},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199613},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Double fertilization is a defining characteristic of flowering plants (angiosperms). As the sperm cells of higher plants are non-motile, they need to be transported to the female gametophyte via the growing pollen tube. The pollen-tube journey through the female tissues represents a highly complex process. To provide for successful reproduction it demands intricate communication between the cells of the two haploid gametophytes - the polar growing pollen tube (carrying the two non-motile sperm cells) and the ovule (hosting the egg cell/synergid cells). The polar growth of the pollen tube towards the female gamete is guided by different signaling molecules, including sugars, amino acids and peptides. Some of these belong to the family of lipid transfer proteins (LTPs), which are secreted cysteine-rich peptides. Depending on the plant species several lines of evidence have also suggested potential roles for LTPs during pollen germination or pollen-tube guidance. Although Arabidopsis thaliana has 49 annotated genes for LTPs, several of which are involved in plant immunity and cell-to-cell communication, the role of most members of this family during fertilization is unknown. The aim of this project was therefore to systematically identify LTPs which play a role in the fertilization process in A. thaliana, particularly during pollen tube guidance. To identify candidate proteins, the expression profile of LTPs in reproductive tissue was investigated. This was accomplished by in-silico bioinformatic analysis using different expression databases. Following confirmion of these results by qRT-PCR analysis, seven Type-I nsLTPs (LTP1, LTP2, LTP3, LTP4, LTP5, LTP6 and LTP12) were found to be exclusively expressed in pistils. Except for LTP12, all other pistil expressed LTPs were transcriptionally induced upon pollination. Using reporter-based transcriptional and translational fusions the temporal and spatial expression patterns together with protein localizations for LTP2, 3, 4, 5, 6, and 12 were determined in planta. Stable transgenic plants carrying PromLTP::GUS constructs of the six different LTP candidates showed that most of LTPs were expressed in the stigma/stylar region and were induced upon pollination. With respect to protein localization on the cellular level, they split into two categories: LTP2, LTP5 and LTP6 were localized in the cell wall, while LTP3, LTP4 and LTP12 were specifically targeted to the plasma membrane. For the functional characterization of the candidate LTPs, several T-DNA insertion mutant plant lines were investigated for phenotypes affecting the fertilization process. Pollen development and quality as well as their in-vitro germination rate did not differ between the different single ltp mutant lines and wildtype plants. Moreover, in-vivo cross pollination experiments revealed that tube growth and fertilization rate of the mutant plants were similar to wildtype plants. Altogether, no discernible phenotype was evident in other floral and vegetative parts between different single ltp mutant lines and wildtype plants. As there was no distinguishable phenotype observed for single ltp-ko plants, double knock out plants of the two highly homologous genes LTP2 (expressed in the female stigma, style and transmitting tract) and LTP5 (expressed in the stigma, style, pollen pollen-tube and transmitting tract) were generated using the EPCCRISPR-Cas9 genome editing technique. Two ltp2ltp5 mutant transgenic-lines (\#P31-P2 and \#P31-P3) with frameshift mutations in both the genes could be established. Further experiments showed, that the CRISPR/Cas9-mediated knock-out of LTP2/LTP5 resulted in significantly reduced fertilization success. Cell biological analyses revealed that the ltp2ltp5 double mutant was impaired in pollen tube guidance towards the ovules and that this phenotype correlated with aberrant callose depositions in the micropylar region during ovule development. Detailed analysis of in-vivo pollen-tube growth and reciprocal cross pollination assay suggested that, the severely compromised fertility was not caused by any defect in development of the pollen grains, but was due to the abnormal callose deposition in the embryo sac primarily concentrated at the synergid cell near the micropylar end. Aberrant callose deposition in ltp2ltp5 ovules pose a complete blockage for the growing pollen tube to change its polarity to enter the funiculus indicating funicular and micropylar defects in pollen tube guidance causing fertilization failure. Our finding suggests that female gametophyte expressed LTP2 and LTP5 play a crucial role in mediating pollen tube guidance process and ultimately having an effect on the fertilization success. In line with the existence of a N-terminal signal peptide, secreted LTPs might represent a well-suited mobile signal carrier in the plant's extracellular matrix. Previous reports suggested that, LTPs could act as chemoattractant peptide, imparting competence to the growing pollen tube, but the molecular mechanism is still obscure. The results obtained in this thesis further provide strong evidence, that LTP2/5 together regulate callose homeostasis and testable models are discussed. Future work is now required to elucidate the detailed molecular link between these LTPs and their potential interacting partners or receptors expressed in pollen and synergid cells, which should provide deeper insight into their functional role as regulatory molecules in the pollen tube guidance mechanism.},
  subject      = {Fertilization in angiosperm},
  language  = {en}
}
@article{RoederGeillingerZieteketal.2014,
  author    = {R{\"o}der, Pia V. and Geillinger, Kerstin E. and Zietek, Tamara S. and Thorens, Bernard and Koepsell, Hermann and Daniel, Hannelore},
  title     = {The Role of SGLT1 and GLUT2 in Intestinal Glucose Transport and Sensing},
  series = {PLOS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLOS ONE},
  number    = {2},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0089977},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117262},
  pages     = {e89977},
  year      = {2014},
  abstract  = {Intestinal glucose absorption is mediated by SGLT1 whereas GLUT2 is considered to provide basolateral exit. Recently, it was proposed that GLUT2 can be recruited into the apical membrane after a high luminal glucose bolus allowing bulk absorption of glucose by facilitated diffusion. Moreover, SGLT1 and GLUT2 are suggested to play an important role in intestinal glucose sensing and incretin secretion. In mice that lack either SGLT1 or GLUT2 we re-assessed the role of these transporters in intestinal glucose uptake after radiotracer glucose gavage and performed Western blot analysis for transporter abundance in apical membrane fractions in a comparative approach. Moreover, we examined the contribution of these transporters to glucose-induced changes in plasma GIP, GLP-1 and insulin levels. In mice lacking SGLT1, tissue retention of tracer glucose was drastically reduced throughout the entire small intestine whereas GLUT2-deficient animals exhibited higher tracer contents in tissue samples than wild type animals. Deletion of SGLT1 resulted also in reduced blood glucose elevations and abolished GIP and GLP-1 secretion in response to glucose. In mice lacking GLUT2, glucose-induced insulin but not incretin secretion was impaired. Western blot analysis revealed unchanged protein levels of SGLT1 after glucose gavage. GLUT2 detected in apical membrane fractions mainly resulted from contamination with basolateral membranes but did not change in density after glucose administration. SGLT1 is unequivocally the prime intestinal glucose transporter even at high luminal glucose concentrations. Moreover, SGLT1 mediates glucose-induced incretin secretion. Our studies do not provide evidence for GLUT2 playing any role in either apical glucose influx or incretin secretion.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{TraversMartin2007,
  author    = {Travers-Martin, Nora Verena},
  title     = {The role of the glucosinolate-myrosinase system for the interaction of Brassicaceae with the turnip sawfly Athalia rosae(L.)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25335},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Brassicaceae and a few related plant families are characterized by possession of the glucosinolate-myrosinase system. Glucosinolates are amino-acid derived allelochemicals which are hydrolysed upon tissue damage by myrosinase enzymes to produce various degradation products which can be toxic for generalist insects. The larvae of the crucifer-specialist Athalia rosae, the turnip sawfly, sequester glucosinolates into their haemolymph. The role of the glucosinolate-myrosinase system for the interaction of the turnip sawfly with Brassicaceae was examined in this study from two different perspectives: variation within individual plants and between plant species. The plant responses to the feeding by herbivores and the short-term effects this induction had on insect behaviour were investigated in white mustard. Furthermore, plants can use multiple defences. Hence correlations of glucosinolates and myrosinase activities with other defences and nutritional quality and their long-term effects on the development of the insects were investigated in seven different plant species.},
  subject      = {Glucosinolate},
  language  = {en}
}
@article{BoschertFrischBacketal.2016,
  author    = {Boschert, V. and Frisch, C. and Back, J. W. and van Pee,, K. and Weidauer, S. E. and Muth, E.-M. and Schmieder, P. and Beerbaum, M. and Knappik, A. and Timmerman, P. and Mueller, T. D.},
  title     = {The sclerostin-neutralizing antibody AbD09097 recognizes an epitope adjacent to sclerostin's binding site for the Wnt co-receptor LRP6},
  series = {Open Biology},
  volume    = {6},
  journal   = {Open Biology},
  doi       = {10.1098/rsob.160120},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177925},
  year      = {2016},
  abstract  = {The glycoprotein sclerostin has been identified as a negative regulator of bone growth. It exerts its function by interacting with the Wnt co-receptor LRP5/6, blocks the binding of Wnt factors and thereby inhibits Wnt signalling. Neutralizing anti-sclerostin antibodies are able to restore Wnt activity and enhance bone growth thereby presenting a new osteoanabolic therapy approach for diseases such as osteoporosis. We have generated various Fab antibodies against human and murine sclerostin using a phage display set-up. Biochemical analyses have identified one Fab developed against murine sclerostin, AbD09097 that efficiently neutralizes sclerostin's Wnt inhibitory activity. In vitro interaction analysis using sclerostin variants revealed that this neutralizing Fab binds to sclerostin's flexible second loop, which has been shown to harbour the LRP5/6 binding motif. Affinity maturation was then applied to AbD09097, providing a set of improved neutralizing Fab antibodies which particularly bind human sclerostin with enhanced affinity. Determining the crystal structure of AbD09097 provides first insights into how this antibody might recognize and neutralize sclerostin. Together with the structure-function relationship derived from affinity maturation these new data will foster the rational design of new and highly efficient anti-sclerostin antibodies for the therapy of bone loss diseases such as osteoporosis.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Pedrotti2018,
  author    = {Pedrotti, Lorenzo},
  title     = {The SnRK1-C/S1-bZIPs network: a signaling hub in Arabidopsis energy metabolism regulation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-116080},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {The control of energy homeostasis is of pivotal importance for all living organisms. In the last years emerged the idea that many stress responses that are apparently unrelated, are actually united by a common increase of the cellular energy demand. Therefore, the so called energy signaling is activated by many kind of stresses and is responsible for the activation of the general stress response. In Arabidopsis thaliana the protein family SnF1- related protein kinases (SnRK1) is involved in the regulation of many physiological processes but is more known for its involvement in the regulation of the energy homeostasis in response to various stresses. To the SnRK1 protein family belong SnRK1.1 (also known as KIN10), SnRK1.2 (KIN11), and SnRK1.3 (KIN12). SnRK1 exerts its function regulating directly the activity of metabolic enzymes or those of key transcription factors (TFs). The only TFs regulated by SnRK1 identified so far is the basic leucine zipper (bZIP) 63. bZIP63 belongs to the C group of bZIPs (C-bZIPs) protein family together with bZIP9, bZIP10, and bZIP25. SnRK1.1 phosphorylates bZIP63 on three amino acids residues, serine (S) 29, S294, and S300. The phosphorylation of tbZIP63 is strongly related to the energy status of the plant, shifting from almost absent during the normal growth to strongly phosphorylated when the plant is exposed to extended dark. bZIPs normally bind the DNA as dimer in order to regulate the expression of their target genes. C-bZIPs preferentially form dimers with S1-bZIPs, constituting the so called C/S1- bZIPs network. The SnRk1 dependent phosphorylation of bZIP63 regulates its activation potential and its dimerization properties. In particular bZIP63 shift its dimerization preferences according to its phosphorylation status. The non-phosphorylated form of bZIP63 dimerize bZIP1, the phosphorylates ones, instead, forms dimer with bZIP1, bZIP11, and bZIP63 its self. Together with bZIP63, S1-bZIPs are important mediator of part of the huge transcriptional reprogramming induced by SnRK1 in response to extended dark. S1-bZIPs regulate, indeed, the expression of 4'000 of the 10'000 SnRK1-regulated genes in response to energy deprivation. In particular S1-bZIPs are very important for the regulation of many genes encoding for enzymes involved in the amino acid metabolism and for their use as alternative energy source. After the exposition for some hours to extended dark, indeed, the plant make use of every energy substrate and amino acids are considered an important energy source together with lipids and proteins. Interestingly, S1- bZIPs regulate the expression of ETFQO. ETFQO is a unique protein that convoglia the electrons provenienti from the branch chain amino acids catabolism into the mitochondrial electron transport chain. The dimer formed between bZIP63 and bZIP2 recruits SnRK1.1 directly on the chromatin of ETFQO promoter. The recruitment of SnRK1 on ETFQO promoter is associated with its acetylation on the lysine 14 of the histone protein 3 (K14H3). This chromatin modification is normally asociated with an euchromatic status of the DNA and therefore with its transcriptional activation. Beside the particular case of the regulation of ETFQO gene, S1-bZIPs are involved in the regulation of many other genes activated in response of different stresses. bZIP1 is for example an important mediator of the salt stress response. In particular bZIP1 regulates the primary C- and N-metabolism. The expression of bZIP1, in response of both salt ans energy stress seems to be regulated by SnRK1, as it is the expression of bZIP53 and bZIP63. Beside its involvement in the regulation of the energy stress response and salt response, SnRK1 is the primary activators of the lipids metabolism during see germination. SnRK1, indeed, controls the expression of CALEOSINs and OLEOSINs. Those proteins are very important for lipids remobilization from oil droplets. Without their expression seed germination and subsequent establishment do not take place because of the absence of fuel to sustain these highly energy costly processes, which entirely depend on the catabolism of seed storages.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@article{SchmittKuperEliasetal.2014,
  author    = {Schmitt, Dominik R. and Kuper, Jochen and Elias, Agnes and Kisker, Caroline},
  title     = {The Structure of the TFIIH p34 Subunit Reveals a Von Willebrand Factor A Like Fold},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {7},
  issn      = {1932-6203},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0102389},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119471},
  pages     = {e102389},
  year      = {2014},
  abstract  = {RNA polymerase II dependent transcription and nucleotide excision repair are mediated by a multifaceted interplay of subunits within the general transcription factor II H (TFIIH). A better understanding of the molecular structure of TFIIH is the key to unravel the mechanism of action of this versatile protein complex within these vital cellular processes. The importance of this complex becomes further evident in the context of severe diseases like xeroderma pigmentosum, Cockayne's syndrome and trichothiodystrophy, that arise from single point mutations in TFIIH subunits. Here we describe the structure of the p34 subunit of the TFIIH complex from the eukaryotic thermophilic fungus Chaetomium thermophilum. The structure revealed that p34 contains a von Willebrand Factor A (vWA) like domain, a fold which is generally known to be involved in protein-protein interactions. Within TFIIH p34 strongly interacts with p44, a positive regulator of the helicase XPD. Putative protein-protein interfaces are analyzed and possible binding sites for the p34-p44 interaction suggested.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lu2024,
  author    = {Lu, Jinping},
  title     = {The vacuolar TPC1 channel and its luminal calcium sensing site in the luminal pore entrance},
  doi       = {10.25972/OPUS-25135},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251353},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The slowly activating vacuolar SV/TPC1 channel is ubiquitously expressed in plants and provides a large cation conductance in the vacuolar membrane. Thereby, monovalent (K+, Na+) and in principle also divalent cations, such as Ca2+, can pass through the channel. The SV/TPC1 channel is activated upon membrane depolarization and cytosolic Ca2+ but inhibited by luminal calcium. With respect to the latter, two luminal Ca2+ binding sites (site 1 Asp240/Asp454/Glu528, site 2 Glu239/Asp240/Glu457) were identified to coordinate luminal Ca2+. In this work, the characteristics of the SV/TPC1 channels in terms of regulation and function were further elucidated, focusing on the TPC1s of Arabidopsis thaliana and Vicia faba. For electrophysiological analysis of the role of distinct pore residues for channel gating and luminal Ca2+ sensing, TPC1 channel variants were generated by site-directed mutagenesis and transiently expressed as eGFP/eYFP-fusion constructs in Arabidopsis thaliana mesophyll protoplasts of the TPC1 loss-of-function mutant attpc1-2. 1. As visualized by confocal fluorescence laser-scanning microscopy, all AtTPC1 (WT, E605A/Q, D606N, D607N, E605A/D606N, E605Q/D606N/D607N, E457N/E605A/D606N) and VfTPC1 channel variants (WT, N458E/A607E/ N608D) were correctly targeted to the vacuole membrane. 2. Patch-clamp studies revealed that removal of one of the negative charges at position Glu605 or Asp606 was already sufficient to promote voltage-dependent channel activation with higher voltage sensitivity. The combined neutralization of these residues (E605A/D606N), however, was required to additionally reduce the luminal Ca2+ sensitivity of the AtTPC1 channel, leading to hyperactive AtTPC1 channels. Thus, the residues Glu605/Asp606 are functionally coupled with the voltage sensor of AtTPC1 channel, thereby modulating channel gating, and form a novel luminal Ca2+ sensing site 3 in AtTPC1 at the luminal entrance of the ion transport pathway. 3. Interestingly, this novel luminal Ca2+ sensing site 3 (Glu605/Asp606) and Glu457 from the luminal Ca2+ sensing site 2 of the luminal Ca2+-sensitive AtTPC1 channel were neutralized by either asparagine or alanine in the TPC1 channel from Vicia faba and many other Fabaceae. Moreover, the VfTPC1 was validated to be a hyperactive TPC1 channel with higher tolerance to luminal Ca2+ loads which was in contrast to the AtTPC1 channel features. As a result, VfTPC1 but not AtTPC1 conferred the hyperexcitability of vacuoles. When AtTPC1 was mutated for the three VfTPC1-homologous polymorphic site residues, the AtTPC1 triple mutant (E457N/E605A/D606N) gained VfTPC1-like characteristics. However, when VfTPC1 was mutated for the three AtTPC1-homologous polymorphic site residues, the VfTPC1 triple mutant (N458E/A607E/N608D) still sustained VfTPC1-WT-like features. These findings indicate that the hyperactivity of VfTPC1 is achieved in part by the loss of negatively charged amino acids at positions that - as part of the luminal Ca2+ sensing sites 2 and 3 - are homologous to AtTPC1-Glu457/Glu605/Asp606 and are likely stabilized by other unknown residues or domains. 4.The luminal polymorphic pore residues (Glu605/Asp606 in AtTPC1) apparently do not contribute to the unitary conductance of TPC1. Under symmetrical K+ conditions, a single channel conductance of about 80 pS was determined for AtTPC1 wild type and the AtTPC1 double mutant E605A/D606A. This is in line with the three-fold higher unitary conductance of VfTPC1 (232 pS), which harbors neutral luminal pore residues at the homologous sites to AtTPC1. In conclusion, by studying TPC1 channel from Arabidopsis thaliana and Vicia faba, the present thesis provides evidence that the natural TPC1 channel variants exhibit differences in voltage gating, luminal Ca2+ sensitivity and luminal Ca2+ binding sites.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{vonRueden2022,
  author    = {von R{\"u}den, Martin Frederik},
  title     = {The Venus flytrap - Role of oxylipins in trap performance of Dionaea muscipula},
  doi       = {10.25972/OPUS-27385},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-273854},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {A part of the plant kingdom consists of a variety of carnivorous plants. Some trap their prey using sticky leaves, others have pitfall traps where prey cannot escape once it has fallen inside. A rare trap type is the snap-trap: it appears only twice in the plant kingdom, in the genera Aldrovanda and Dionaea. Even Charles Darwin himself described Dionaea muscipula, the Venus flytrap, with the following words "This plant, commonly called Venus' fly-trap, from the rapidity and force of its movements, is one of the most wonderful in the world". For a long time now, the mechanisms of Dionaea's prey recognition, capture and utilization are of interest for scientists and have been studied intensively. Dionaea presents itself with traps wide-open, ready to catch insects upon contact. For this, the insect has to touch the trigger hairs of the opened trap twice within about 20-30 seconds. Once the prey is trapped, the trap lobes close tight, forming a hermetically sealed "green stomach". Until lately, there was only limited knowledge about the molecular and hormonal mechanisms which lead to prey capture and excretion of digestive fluids. It is known that the digestion process is very water-consuming; therefore, the interplay of digestion-inducing and digestion inhibiting substances was to be analyzed in this work, to elucidate the fine-tuning of the digestive pathway. Special attention was given to the impact of phytohormones on mRNA transcript levels of digestion-related proteins after various stimuli as well as their effect on Dionaea's physiological responses. Jasmonic acid (JA) and its isoleucine-conjugated form, JA-Ile, are an important signal in the jasmonate pathway. In the majority of non-carnivorous plants, jasmonates are critical for the defense against herbivory and pathogens. In Dionaea, this defense mechanism has been restructured towards offensive prey catching. One question in this work was how the frequency of trigger hair bendings is related to the formation of jasmonates and the induction of the digestion process. Upon contact of a prey with the trigger hairs in the inside of the trap, the trap closes and jasmonates are produced biosynthetically. JA-Ile interacts with the COI1- receptor, thereby activating the digestion pathway which leads to the secretion of digestive fluid and production of transporters needed to take up prey-derived nutrients. In this work it could be shown that the number of trigger hair bendings is positively correlated with the level and duration of transcriptional induction of several digestive enzymes/hydrolases. Abscisic acid (ABA) acts, along with many other functions, as the plant "drought stress hormone". It is synthesized either by roots as the primary sensor for water shortage or by guard cells in the leaves. ABA affects a network of several thousand genes whose regulation prepares the plant for drought and initiates protective measurements. It was known from previous work that the application of ABA for 48 hours increased the required amount of trigger hair bendings to achieve trap closure. As the digestion process is very water-intensive, the question arose how exactly the interplay between the jasmonate- and the ABA-pathway is organized, and if ABA could stop the running digestion process once it had been activated. In the present work it could be shown that the application of ABA on intact traps prior to mechanically stimulating the trigger hairs (mechanostimulation) already significantly reduced the transcription of digestive enzymes for an incubation time as short as 4 h, showing that already short-term exposure to ABA counteracts the effects of jasmonates when it comes to initiating the digestion process, but does not inhibit trap closure. Incubation for 24 and 48 hours with 100 μM active ABA had no effect on trap reopening, only very high levels of 200 μM of active ABA inhibited trap reopening but also led to tissue necrosis. As the application of ABA could reduce the transcription of digestive hydrolases, it is likely that Dionaea can stop the digestion process, if corresponding external stimuli are received. Another factor, which only emerged later, was the effect of the wounding-induced systemic jasmonate burst. As efficient as ABA was in inhibiting marker hydrolase expression after mechanostimulation in intact plants, the application of ABA on truncated traps was not able to inhibit mechanostimulation-induced marker hydrolase expression. One reason might be that the ABA-signal is perceived in the roots, and therefore truncated traps were not able to react to it. Another reason might be that the wounding desensitized the tissue for the ABAsignal. Further research is required at this point. Inhibitors of the jasmonate pathway were also used to assess their effect on the regulation of Dionaea´s hunting cycle. Coronatine-O-methyloxime proved to be a potent inhibitor of mechanostimulation-induced expression of digestive enzymes, thus confirming the key regulatory role of jasmonates for Dionaea´s prey consumption mechanism. In a parallel project, the generation of in vitro cultures from sterilized seeds and single plant parts proved successful, which may be important for stock-keeping of future transgenic lines. Protoplasts were generated from leaf blade tissue and transiently transformed, expressing the reporter protein YFP after 24 h of incubation. In the future this might be the starting point for the generation of transgenic lines or the functional testing of DNA constructs.},
  subject      = {Venusfliegenfalle},
  language  = {en}
}
@article{KreuzwieserScheererKruseetal.2014,
  author    = {Kreuzwieser, J{\"u}rgen and Scheerer, Ursel and Kruse, J{\"o}rg and Burzlaff, Tim and Honsel, Anne and Alfarraj, Saleh and Georgiev, Palmen and Schnitzler, J{\"o}rg-Peter and Ghirardo, Andrea and Kreuzer, Ines and Hedrich, Rainer and Rennenberg, Heinz},
  title     = {The Venus flytrap attracts insects by the release of volatile organic compounds},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {65},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {2},
  doi       = {10.1093/jxb/ert455},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121161},
  pages     = {755-66},
  year      = {2014},
  abstract  = {Does Dionaea muscipula, the Venus flytrap, use a particular mechanism to attract animal prey? This question was raised by Charles Darwin 140 years ago, but it remains unanswered. This study tested the hypothesis that Dionaea releases volatile organic compounds (VOCs) to allure prey insects. For this purpose, olfactory choice bioassays were performed to elucidate if Dionaea attracts Drosophila melanogaster. The VOCs emitted by the plant were further analysed by GC-MS and proton transfer reaction-mass spectrometry (PTR-MS). The bioassays documented that Drosophila was strongly attracted by the carnivorous plant. Over 60 VOCs, including terpenes, benzenoids, and aliphatics, were emitted by Dionaea, predominantly in the light. This work further tested whether attraction of animal prey is affected by the nutritional status of the plant. For this purpose, Dionaea plants were fed with insect biomass to improve plant N status. However, although such feeding altered the VOC emission pattern by reducing terpene release, the attraction of Drosophila was not affected. From these results it is concluded that Dionaea attracts insects on the basis of food smell mimicry because the scent released has strong similarity to the bouquet of fruits and plant flowers. Such a volatile blend is emitted to attract insects searching for food to visit the deadly capture organ of the Venus flytrap.},
  language  = {en}
}
@article{BoehmScherzerKroletal.2016,
  author    = {B{\"o}hm, Jennifer and Scherzer, S{\"o}nke and Krol, Elzbieta and Kreuzer, Ines and von Meyer, Katharina and Lorey, Christian and Mueller, Thomas D. and Shabala, Lana and Monte, Isabel and Salano, Roberto and Al-Rasheid, Khaled A. S. and Rennenberg, Heinz and Shabala, Sergey and Neher, Erwin and Hedrich, Rainer},
  title     = {The Venus Flytrap Dionaea muscipula Counts Prey-Induced Action Potentials to Induce Sodium Uptake},
  series = {Current Biology},
  volume    = {26},
  journal   = {Current Biology},
  number    = {3},
  doi       = {10.1016/j.cub.2015.11.057},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128054},
  pages     = {286-295},
  year      = {2016},
  abstract  = {Carnivorous plants, such as the Venus flytrap (Dionaea muscipula), depend on an animal diet when grown in nutrient-poor soils. When an insect visits the trap and tilts the mechanosensors on the inner surface, action potentials (APs) are fired. After a moving object elicits two APs, the trap snaps shut, encaging the victim. Panicking preys repeatedly touch the trigger hairs over the subsequent hours, leading to a hermetically closed trap, which via the gland-based endocrine system is flooded by a prey-decomposing acidic enzyme cocktail. Here, we asked the question as to how many times trigger hairs have to be stimulated (e.g., now many APs are required) for the flytrap to recognize an encaged object as potential food, thus making it worthwhile activating the glands. By applying a series of trigger-hair stimulations, we found that the touch hormone jasmonic acid (JA) signaling pathway is activated after the second stimulus, while more than three APs are required to trigger an expression of genes encoding prey-degrading hydrolases, and that this expression is proportional to the number of mechanical stimulations. A decomposing animal contains a sodium load, and we have found that these sodium ions enter the capture organ via glands. We identified a flytrap sodium channel DmHKT1 as responsible for this sodium acquisition, with the number of transcripts expressed being dependent on the number of mechano-electric stimulations. Hence, the number of APs a victim triggers while trying to break out of the trap identifies the moving prey as a struggling Na+-rich animal and nutrition for the plant.},
  subject      = {Venusfliegenfalle},
  language  = {en}
}
@article{BoehmScherzerKroletal.2016,
  author    = {B{\"o}hm, Jennifer and Scherzer, S{\"o}nke and Krol, Elzbieta and Kreuzer, Ines and von Meyer, Katharina and Lorey, Christian and Mueller, Thomas D. and Shabala, Lana and Monte, Isabel and Solano, Roberto and Al-Rasheid, Khaled A. S. and Rennenberg, Heinz and Shabala, Sergey and Neher, Erwin and Hedrich, Rainer},
  title     = {The Venus flytrap Dionaea muscipula counts prey-induced action potentials to induce sodium uptake},
  series = {Current Biology},
  volume    = {26},
  journal   = {Current Biology},
  number    = {3},
  doi       = {10.1016/j.cub.2015.11.057},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-190870},
  pages     = {286-295},
  year      = {2016},
  abstract  = {Carnivorous plants, such as the Venus flytrap (Dionaea muscipula), depend on an animal diet when grown in nutrient-poor soils. When an insect visits the trap and tilts the mechanosensors on the inner surface, action potentials (APs) are fired. After a moving object elicits two APs, the trap snaps shut, encaging the victim. Panicking preys repeatedly touch the trigger hairs over the subsequent hours, leading to a hermetically closed trap, which via the gland-based endocrine system is flooded by a prey-decomposing acidic enzyme cocktail. Here, we asked the question as to how many times trigger hairs have to be stimulated (e.g., now many APs are required) for the flytrap to recognize an encaged object as potential food, thus making it worthwhile activating the glands. By applying a series of trigger-hair stimulations, we found that the touch hormone jasmonic acid (JA) signaling pathway is activated after the second stimulus, while more than three APs are required to trigger an expression of genes encoding prey-degrading hydrolases, and that this expression is proportional to the number of mechanical stimulations. A decomposing animal contains a sodium load, and we have found that these sodium ions enter the capture organ via glands. We identified a flytrap sodium channel DmHKT1 as responsible for this sodium acquisition, with the number of transcripts expressed being dependent on the number of mechano-electric stimulations. Hence, the number of APs a victim triggers while trying to break out of the trap identifies the moving prey as a struggling Na\(^+\)-rich animal and nutrition for the plant.},
  language  = {en}
}
@article{YamakawaFukushimaItohetal.2012,
  author    = {Yamakawa, Hisanori and Fukushima, Yoshimasa and Itoh, Shigeru and Heber, Ulrich},
  title     = {Three different mechanisms of energy dissipation of a desiccation-tolerant moss serve one common purpose: to protect reaction centres against photo-oxidation},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {63},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {10},
  doi       = {10.1093/jxb/ers062},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126897},
  pages     = {3765-3775},
  year      = {2012},
  abstract  = {Three different types of non-photochemical de-excitation of absorbed light energy protect photosystem II of the sun- and desiccation-tolerant moss Rhytidium rugosum against photo-oxidation. The first mechanism, which is light-induced in hydrated thalli, is sensitive to inhibition by dithiothreitol. It is controlled by the protonation of a thylakoid protein. Other mechanisms are activated by desiccation. One of them permits exciton migration towards a far-red band in the antenna pigments where fast thermal deactivation takes place. This mechanism appears to be similar to a mechanism detected before in desiccated lichens. A third mechanism is based on the reversible photo-accumulation of a radical that acts as a quencher of excitation energy in reaction centres of photosystem II. On the basis of absorption changes around 800 nm, the quencher is suggested to be an oxidized chlorophyll. The data show that desiccated moss is better protected against photo-oxidative damage than hydrated moss. Slow drying of moss thalli in the light increases photo-protection more than slow drying in darkness.},
  language  = {en}
}
@article{DorjiSchuldtNeudametal.2021,
  author    = {Dorji, Yonten and Schuldt, Bernhard and Neudam, Liane and Dorji, Rinzin and Middleby, Kali and Isasa, Emilie and K{\"o}rber, Klaus and Ammer, Christian and Annigh{\"o}fer, Peter and Seidel, Dominik},
  title     = {Three-dimensional quantification of tree architecture from mobile laser scanning and geometry analysis},
  series = {Trees},
  volume    = {35},
  journal   = {Trees},
  number    = {4},
  issn      = {0931-1890},
  doi       = {10.1007/s00468-021-02124-9},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-307501},
  pages     = {1385-1398},
  year      = {2021},
  abstract  = {Key message Mobile laser scanning and geometrical analysis revealed relationships between tree geometry and seed dispersal mechanism, latitude of origin, as well as growth. Abstract The structure and dynamics of a forest are defined by the architecture and growth patterns of its individual trees. In turn, tree architecture and growth result from the interplay between the genetic building plans and environmental factors. We set out to investigate whether (1) latitudinal adaptations of the crown shape occur due to characteristic solar elevation angles at a species' origin, (2) architectural differences in trees are related to seed dispersal strategies, and (3) tree architecture relates to tree growth performance. We used mobile laser scanning (MLS) to scan 473 trees and generated three-dimensional data of each tree. Tree architectural complexity was then characterized by fractal analysis using the box-dimension approach along with a topological measure of the top heaviness of a tree. The tree species studied originated from various latitudinal ranges, but were grown in the same environmental settings in the arboretum. We found that trees originating from higher latitudes had significantly less top-heavy geometries than those from lower latitudes. Therefore, to a certain degree, the crown shape of tree species seems to be determined by their original habitat. We also found that tree species with wind-dispersed seeds had a higher structural complexity than those with animal-dispersed seeds (p < 0.001). Furthermore, tree architectural complexity was positively related to the growth performance of the trees (p < 0.001). We conclude that the use of 3D data from MLS in combination with geometrical analysis, including fractal analysis, is a promising tool to investigate tree architecture.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{LindenbergverhSchubert2021,
  author    = {Lindenberg [verh. Schubert], Annekathrin},
  title     = {Timing of sensory preferences in \(Camponotus\) Ants},
  doi       = {10.25972/OPUS-16094},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-160948},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Ants belong to the most successful insects living on our planet earth. One criterion of their tremendous success is the division of labor among workers that can be related to age (age¬- or temporal polyethism) and/ or body size (size-related polymorphism). Young ants care for the queen and brood in the nest interior and switch to foraging tasks in the outside environment with ongoing age. This highly flexible interior-exterior transition probably allows the ant workers to properly match the colony needs and is one of the most impressive behaviors a single worker undergoes during its life. As environmental stimuli are changing with this transition, workers are required to perform a new behavioral repertoire. This requires significant adaptions in sensory and higher¬-order integration centers in the brain, like the mushroom bodies. Furthermore, foragers need proper time measuring mechanisms to cope with daily environmental changes and to adapt their own mode of life. Therefore, they possess a functional endogenous clock that generates rhythms with a period length of approximately 24 hours. The species-rich genus of Camponotus ants constitute a rewarding model to study how behavioral duties of division of labor were performed and modulated within the colony and how synaptic plasticity in the brain is processed, as they can divide their labor to both, age and body size, simultaneously. In my PhD thesis, I started to investigate the behavioral repertoire (like foraging and locomotor activity) of two sympatric Camponotus species, C. mus and C. rufipes workers under natural and under controlled conditions. Furthermore, I focused on the division of labor in C. rufipes workers and started to examine structural and ultrastructural changes of neuronal architectures in the brain that are accompanied by the interior-exterior transition of C. rufipes ants. In the first part of my thesis, I started to analyze the temporal organization of task allocation throughout the life of single C. rufipes workers. Constant video-tracking of individually labeled workers for up to 11 weeks, revealed an age-related division of labor of interior and exterior workers. After emergence, young individuals are tended to by older ones within the first 48 hours of their lives before they themselves start nurturing larvae and pupae. Around 52\% switch to foraging duties at an age of 14-20 days. The workers that switched to foraging tasks are mainly media-sized workers and seem to be more specialized than nurses. Variations in proportion and the age of switching workers between and within different subcolonies indicate how highly flexible and plastic the age-related division of labor occurs in this ant species. Most of the observed workers were engaged in foraging tasks exclusively during nighttime. As the experiments were conducted in the laboratory, they are completely lacking environmental stimuli of the ants´ natural habitat. I therefore asked in a second study, how workers of the two closely related Camponotus species, C. rufipes and C. mus, adapt their daily activity patterns (foraging and locomotor activity) under natural (in Uruguay, South America) and controlled (in the laboratory) conditions to changing thermal conditions. Monitoring the foraging activity of both Camponotus species in a field experiment revealed, that C. mus workers are exclusively diurnal, whereas C. rufipes foragers are predominantly nocturnal. However, some nests showed an elevated daytime activity, which could be an adaption to seasonally cold night temperatures. To further investigate the impact of temperature and light on the differing foraging activity patterns in the field, workers of both Camponotus species were artificially exposed to different thermal regimes in the laboratory, simulating local winter and summer conditions. Here again, C. mus workers display solely diurnal locomotor activity, whereas workers of C. rufipes shifted their locomotor activity from diurnal under thermal winter conditions to nocturnal under thermal summer conditions. Hence, the combination of both, field work and laboratory studies, shows that daily activity is mostly shaped by thermal conditions and that temperature cycles are not just limiting foraging activity but can be used as zeitgeber to schedule the outside activities of the nests. Once an individual worker switches from indoor duties to exterior foraging tasks, it is confronted with an entirely new set of sensory information. To cope with changes of the environmental conditions and to facilitate the behavioral switch, workers need a highly flexible and plastic neuronal system. Hence, my thesis further focuses on the underlying neuronal adaptations of the visual system, including the optic lobes as the primary visual neuropil and the mushroom bodies as secondary visual brain neuropil, that are accompanied with the behavioral switch from nursing to foraging. The optic lobes as well as the mushroom bodies of light-deprived workers show an `experience-independent´ volume increase during the first two weeks of adulthood. An additional light exposure for 4 days induces an `experience-dependent´ decrease of synaptic complexes in the mushroom body collar, followed by an increase after extended light exposure for 14 days. I therefore conclude, that the plasticity of the central visual system represents important components for the optimal timing of the interior-exterior transitions and flexibility of the age-related division of labor. These remarkable structural changes of synaptic complexes suggest an active involvement of the mushroom body neuropil in the lifetime plasticity that promotes the interior-exterior transition of Camponotus rufipes ants. Beside these investigations of neuronal plasticity of synaptic complexes in the mushroom bodies on a structural level, I further started to examine mushroom body synaptic structures at the ultrastructural level. Until recently, the detection of synaptic components in projection neuron axonal boutons were below resolution using classical Transmission Electron Microscopy. Therefore, I started to implement Electron Tomography to increase the synaptic resolution to understand architectural changes in neuronal plasticity process. By acquiring double tilt series and consecutive computation of the acquired tilt information, I am now able to resolve individual clear-core and dense-core vesicles within the projection neuron cytoplasm of C. rufipes ants. I additionally was able to reveal single postsynaptic Kenyon cell dendritic spines (~62) that surround one individual projection neuron bouton. With this, I could reveal first insights into the complex neuronal architecture of single projection neuron boutons in the olfactory mushroom body lip region. The high resolution images of synaptic architectures at the ultrastructural level, received with Electron Tomography would promote the understanding of architectural changes in neuronal plasticity. In my PhD thesis, I demonstrate that the temporal organization within Camponotus colonies involves the perfect timing of different tasks. Temperature seems to be the most scheduling abiotic factors of foraging and locomotor activity. The ants do not only need to adapt their behavioral repertoire in accordance to the interior-exterior switch, also the parts in the peripheral and central that process visual information need to adapt to the new sensory environment.},
  subject      = {Rossameise},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rudolf2013,
  author    = {Rudolf, Ronald},
  title     = {Transcriptional Regulation of and by NFATc1 in Lymphocytes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83993},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The transcription factor NFATc1 has been shown to regulate the activation and differentiation of T-cells and B-cells, of DCs and megakaryocytes. Dysregulation of NFAT signaling was shown to be associated with the generation of autoimmune diseases, malignant transformation and the development of cancer [71]. The primary goal of this work was to gain insights on Nfatc1 induction and regulation in lymphocytes and to find new direct NFATc1 target genes. Three new BAC -transgenic reporter mouse strains (tgNfatc1/Egfp, tgNfatc1/DE1 and tgNfatc1/DE2) were applied to analyze Nfatc1 induction and regulation in primary murine B- and T-cells. As a result, we were able to show the persistent requirement of immunoreceptor-signaling for constant Nfatc1 induction, particularly, for NFATc1/αA expression. Furthermore, we showed that NF-κB inducing agents, such as LPS, CpG or CD40 receptor engagement, in combination with primary receptor-signals, positively contributed to Nfact1 induction in B-cells [137]. We sought to establish a new system which could help to identify direct NFATc1 target genes by means of ChIP and NGS in genom-wide approaches. We were able to successfully generate a new BAC-transgene encoding a biotinylatable short isoform of NFATc1, which is currently injected into mice oocyte at the TFM in Mainz. In addition, in vivo biotinylatable NFATc1-isoforms were cloned and stably expressed in the murine B-cell lymphoma line WEHI-231. The successful use of these cells stably overexpressing either the short NFATc1/αA or the long NFATc1/βC isoform along with the bacterial BirA biotin ligase was confirmed by intracellular stainings, FACS analysis, confocal microscopy and protein IP. By NGS, we detected 2185 genes which are specifically controlled by NFATc1/αA, and 1306 genes which are exclusively controlled by NFATc1/βC. This shows that the Nfatc1 locus encodes "two genes" which exhibit alternate, in part opposite functions. Studies on the induction of apoptosis and cell-death revealed opposed roles for the highly inducible short isoform NFATc1/αA and the constantly expressed long isoform NFATc1/βC. These findings were confirmed by whole transcriptome-sequencing performed with cells overexpressing NFATc1/αA and NFATc1/βC. Several thousand genes were found to be significantly altered in their expression profile, preferentially genes involved in apoptosis and PCD for NFATc1/βC or genes involved in transcriptional regulation and cell-cycle processes for NFATc1/αA. In addition we were able to perform ChIP-seq for NFATc1/αA and NFATc1/βC in an ab-independent approach. We found potential new target-sites, but further studies will have to address this ambitious goal in the future. In individual ChIP assays, we showed direct binding of NFATc1/αA and NFATc1/βC to the Prdm1 and Aicda promoter regions which are individually controlled by the NFATc1 isoforms.},
  subject      = {Lymphozyt},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ferber2019,
  author    = {Ferber, Elena},
  title     = {Transkriptionelle, metabolische und physiologische Anpassung nach Selbstintoxikation mit reaktiven Sekund{\"a}rstoffen: die Glukosinolat-Bombe in Arabidopsis thaliana},
  doi       = {10.25972/OPUS-18511},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185116},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In Brassicaceae werden bei einer Gewebszerst{\"o}rung unreaktive Glukosinolate durch das Enzym Myrosinase hydrolysiert. Es entstehen reaktive Substanzen wie Isothiocyanate (ITCs). Da diese Reaktion sehr schnell erfolgt wird sie auch als Senf{\"o}l-Glukosid-Bombe bezeichnet. In Arabidopsis thaliana erfolgt nach Verwundung und Pathogeninfektion eine massive Akkumulation des ITCs Sulforaphan (SF), welches eine reaktive elektophile Spezies (RES) darstellt. Zu der Gruppe der RES z{\"a}hlen auch einige Oxylipine mit einer α,β-unges{\"a}ttigten Carbonylgruppen wie 12-oxo-Phytodiens{\"a}ure (OPDA) oder Phytoprostan A1 (PPA1). Die F{\"a}higkeit der kovalenten Modifikation von Peptiden und Proteinen gilt als essentiell sowohl f{\"u}r die toxischen als auch die Gen-induzierenden Eigenschaften der RES. Neben ihrer Reaktivit{\"a}t spielt auch die Lipophilie eine Rolle f{\"u}r die F{\"a}higkeit {\"u}ber Membranen zu diffundieren und unspezifisch an Proteine zu binden. Die in der vorliegenden Arbeit durchgef{\"u}hrten Transkriptomanalysen an Arabidopsis-Keimlingen mit sub-toxischen Konzentrationen von SF, Benzylisothiocyanat (BITC) und dem Oxylipin Prostaglandin A1 (PGA1) zeigten, dass strukturell sehr verschiedene RES einen gemeinsamen Satz von 55 Genen induzieren. Unter diesen befanden sich verschiedene Hitzeschock-, Stressassoziierte- und Detoxifizierungsgene. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung {\"u}ber eine Muster-spezifische Erkennung der RES erfolgt. Als einen m{\"o}glichen Mechanismus der RES-vermittelten Geninduktion wird die Regulation durch die Ver{\"a}nderung des zellul{\"a}ren Redox-Potentials als Folge kovalenter Modifikation von GSH durch RES diskutiert. Die Untersuchung der GSH-Gehalte sowie des Redox-Potential nach Behandlung mit sub-toxischen RES-Konzentrationen in Arabidopsis-Keimlingen zeigte jedoch unter den getesteten Bedingungen keine Ver{\"a}nderung. Neben dem Erkennungs- und Signaltransduktionsmechanismus ist auch die biologische Bedeutung von RES f{\"u}r die Vermittlung einer Stresstoleranz noch weitgehend unklar. Durch die Untersuchung der Genexpression in Arabidopsis-Pflanzen nach Verwundung konnte gezeigt werden, dass eine wundinduzierte Akkumulation von SF zur Induktion einiger Gene der Hitzeschockreaktion (HSR) im Wildtyp, jedoch nicht in der myrosinase-defiziten tgg1tgg2-Mutante f{\"u}hrte. Auch in der Transkriptomanalyse war nach RES-Gabe ebenfalls eine starke Induktion hitze-responsiver Gene, deren Regulation {\"u}ber den Masterregulator dem Hitzeschock-TF A1 vermittelt wird, zu beobachten. Besonders die Induktion der HSPs, welche als Chaperone fungieren und damit Thiolgruppen von Proteinen vor Modifikation sch{\"u}tzen k{\"o}nnen, haben vermutlich bei chemischer Intoxikation protektive Eigenschaften f{\"u}r die Zellen. Tats{\"a}chlich zeigte sich unter den gew{\"a}hlten Bedingungen die hsfa1a,b,d,e-Mutante empfindlicher gegen{\"u}ber ITCs als der Wildtyp. Die F{\"a}higkeit, eine HSR ausbilden zu k{\"o}nnen, scheint in Arabidopsis bei chemischer Intoxikation eine bedeutende Rolle zu spielen. Eine Vorbehandlung mit RES wie SF, BITC oder dem HSP90-Inhibitor Radicicol in Arabidopsis-Keimlingen konnte eine Schutzwirkung vor chemischer Intoxikation vermitteln. Dies erfolgte jedoch nicht nach Behandlung mit moderater Hitze (zwei Stunden, 37 °C). Somit scheint die HSR alleine nicht ausreichend f{\"u}r den Aufbau eines effektiven Schutzes vor BITC-Intoxikation zu sein. Als metabolische Antwort von Arabidopsis-Keimlingen auf Intoxikation mit RES konnte eine konzentrationsabh{\"a}ngige Senkung der maximalen Quantenausbeute am Photosystem II (PSII), sowie gleichzeitig eine Akkumulation an TAG-Spezies beobachtet werden. Diese metabolische Reaktion ist in der Literatur bereits als Schutz gegen Hitzestress beschrieben. Die Bedeutung der TAG-Akkumulation nach chemischem ITC-Stress ist noch unklar.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Krause2012,
  author    = {Krause, Diana},
  title     = {Transport der Hauptosmotika an der vakuol{\"a}ren Membran von Schließzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75043},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden neue Einblicke bez{\"u}glich des Transport-prozesses vakuol{\"a}rer Protonenpumpen, Zuckertransporter und des SV-Kanals von Arabidopsis thaliana gewonnen: 1. Mittels Patch-clamp-Technik wurden ATP- und Pyrophosphat-induzierte Pump-str{\"o}me an Mesophyllvakuolen des Wildtyps gemessen. Die durch ATP hervor-gerufenen Pumpstr{\"o}me konnten durch den spezifischen V-ATPase-Inhibitor Concanamycin A vollst{\"a}ndig inhibiert werden. Messungen an der V-ATPase-Doppelmutante vha-a2-vha-a3 hingegen zeigten eine kaum vorhandene ATPase-Aktivit{\"a}t auf. Die vakuol{\"a}re Pyrophosphatase-Aktivit{\"a}t der vha-a2-vha-a3-Mutante war mit dem WT vergleichbar und konnte die verminderten Pumpstr{\"o}me der V-ATPase nicht kompensieren. Zudem wurde an A. thaliana WT-Pflanzen die Expressionsrate und Pumpstromdichte der V-ATPase von Schließzellen und Mesophyllzellen untersucht. Dabei konnte bei Schließzellen eine h{\"o}here Expressionsrate sowie Pumpleistung im Vergleich zu Mesophyllzellen detektiert werden, wodurch an der vakuol{\"a}ren Membran von Schließzellen eine starke protonenmotorische Kraft generiert werden kann. 2. Des Weiteren wurden die Transporteigenschaften des im Tonoplasten lokalisierten Transportproteins AtINT1 an Arabidopsis Mesophyllzellen des Wildtyps n{\"a}her untersucht. Unter inversen pH-Wert-Bedingungen konnte AtINT1 als Symporter identifiziert werden, welcher myo-Inositol H+-gekoppelt aus der Vakuole in das Cytosol transportiert. 3. {\"U}berdies wurde eine elektrophysiologische Charakterisierung des AtSUC4-Transporters durchgef{\"u}hrt. Unter einem physiologischen Protonengradienten konnte bei WT- und Atsuc4.1-Vakuolen ausschließlich ein Saccharose/H+ ge-triebener Antiportmechanismus detektiert werden. Im Gegensatz dazu zeigten 60 \% der AtSUC4-{\"U}E unter inversen pH-Gradienten w{\"a}hrend Saccharose-Applikation Str{\"o}me, die auf einen Saccharose/H+-Symportmechanismus hinweisen. Bei der Atsuc4.1-Verlustmutante hingegen konnten unter gleichen L{\"o}sungsbedingungen ausschließlich Str{\"o}me detektiert werden, die mit einem Saccharose/H+-gekoppelten Antiportmechanismus in Einklang zu bringen sind. Durch die Erkenntnisse der Arbeitsgruppe unter Norbert Sauer, Universit{\"a}t Erlangen, wird die Vermutung untermauert, dass AtSUC4 Saccharose im Symport mit H+ aus der Vakuole in das Cytosol transportiert und somit eine Rolle bei der Remobilisierung der in der Vakuole gespeicherten Saccharose {\"u}bernimmt. 4. Dar{\"u}ber hinaus konnten Studien am nichtselektiven spannungsabh{\"a}ngigen „slow-vacuolar-channel" (SV-Kanal) von Arabidopsis Mesophyllvakuolen durchgef{\"u}hrt werden. Dabei wurde das 14-3-3-Protein GRF6 als regulatorisches Protein identifiziert, welches die SV-Kanalaktivit{\"a}t stark verringert. Die gain-of-function Mutante fou2 mit der Punktmutation D454N im TPC1-Kanalprotein zeigt abweichende Kanaleigenschaften zum WT auf. Das Aktivie-rungspotential des fou2-SV-Kanals liegt bei 30 mV negativeren Membranspan-nungen, was die Offenwahrscheinlichkeit des SV-Kanals unter physiologischen Membranspannungen erh{\"o}ht. Die fou2-Mutation beeinflusst außerdem die luminale Ca2+-Bindestelle des SV-Kanals, wodurch die Affinit{\"a}t bzgl. luminalem Ca2+ geringer ist und die fou2-SV-Kanalaktivit{\"a}t bei hohen luminalen Ca2+-Konzentrationen bestehen bleibt. Die absolute Offenwahrscheinlichkeit des WT-SV-Kanals nimmt mit Ans{\"a}uern des vakuol{\"a}ren Lumens im Gegensatz zum fou2-SV-Kanal stark ab, die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit des WT- als auch des fou2-SV-Kanals dagegen zu. Anhand der durchgef{\"u}hrten Messungen konnte eine regulatorische, vakuol{\"a}r gelegene Ca2+-Bindestelle des TPC1-kodierten Kanals lokalisiert und charakterisiert werden, welche sich vermutlich nahe am Spannungssensor befindet und unter physiologischen Membranspannungen einen einw{\"a}rtsgerichteten Kationenstrom erm{\"o}glicht. 5. Ferner wurden SV-Kan{\"a}le von Schließzellen untersucht und deren spezifische Eigenschaften mit Mesophyll-SV-Kan{\"a}len verglichen. In Schließzellen liegt neben einer erh{\"o}hten Transkriptmenge des single-copy Gens TPC1 eine h{\"o}here Stromdichte des SV-Kanals vor. Unter einw{\"a}rtsgerichtetem K+-Gradienten liegt das Aktivierungspotential von Schließzell-SV-Kan{\"a}le um 30 mV negativer als bei Mesophyllvakuolen, was unter physiologischen Membranspannungen zu einem ausgepr{\"a}gtem K+-Einstrom f{\"u}hrt. Dar{\"u}ber hinaus zeigte der Schließzell-SV-Kanal eine h{\"o}here Permeabilit{\"a}t von Na+- gegen{\"u}ber K+-Ionen (1,3:1) auf. W{\"a}hrend Schließzell- und Mesophyll-SV-Kan{\"a}le eine vergleichbare luminale Ca2+-Sensitivit{\"a}t aufweisen, zeigen Schließzell-SV-Kan{\"a}le eine h{\"o}here cytosoli-sche Ca2+- und vakuol{\"a}re pH-Sensitivit{\"a}t auf. Sequenzanalysen der TPC1-cDNA zeigten, dass die Zelltypspezifischen Unterschiede des SV-Kanals nicht durch posttranskriptionale Modifikation hervorgerufen werden.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fiebig2014,
  author    = {Fiebig, Juliane},
  title     = {Twisted gastrulation - ein BMP-Modulatorprotein mit dualer Funktionalit{\"a}t},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-107270},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) sind extrazellul{\"a}r vorkommende Wachstumsfaktoren und werden der Superfamilie der Transforming Growth Factors β (TGF-β) zugeordnet. Entgegen ihrem Namen spielen sie nicht nur eine Rolle bei der Ausbildung und Regeneration der Knochenmatrix, sondern regulieren bereits w{\"a}hrend der Embryonalentwicklung zahlreiche Abl{\"a}ufe. Unter anderem sind sie an der Festlegung der K{\"o}rperachsen und Entwicklung der Organanlagen beteiligt. Sp{\"a}ter steuern sie das Wachstum von Organen und Geweben und sind schließlich im adulten Organismus f{\"u}r deren Hom{\"o}ostase und Regeneration verantwortlich. Bei fast allen Mitgliedern der TGF-β Superfamilie erfolgt die Signalbildung nach derzeitigem Kenntnisstand durch die Bindung an transmembrane Serin/Threonin-Kinaserezeptoren, die in zwei Untergruppen unterteilt werden k{\"o}nnen. Dabei werden von einem Liganden jeweils zwei Typ I- und zwei Typ II-Rezeptoren gebunden, wodurch ein aktiver Komplex entsteht, der im Inneren der Zelle eine Signalkaskade ausl{\"o}st. Um die vielseitigen Aufgaben der BMPs spezifisch vermitteln zu k{\"o}nnen, gibt es zahlreiche Mechanismen, die Signalbildung stringent neben der Ligand-Rezeptor-Interaktion zu regulieren. Die Small Mothers Against Decapentaplegic (Smad)-Signalkaskade im Zellinneren wird beispielsweise durch die Interaktion der inhibitorischen Smads mit rezeptor-regulierten Smads oder durch den proteasomalen Abbau der rezeptor-regulierten Smads durch die Bindung von Ubiquitin-Ligasen der Smurf-Familie beeinflusst. Auch auf Membranebene besteht die M{\"o}glichkeit der negativen Signalmodulation durch Pseudorezeptoren oder der Verst{\"a}rkung der Signalbildung durch positive Effektoren wie beispielsweise aktivit{\"a}tssteigernde Co-Rezeptoren. Ein Charakteristikum der TGF-β Superfamilie stellt jedoch die Vielzahl an sekretierten, l{\"o}slichen Modulatorproteinen dar. Die meist glykosylierten Proteine {\"u}ben, bis auf wenige Ausnahmen, einen antagonistischen Effekt auf die BMPs aus. Bei dem BMP-spezifischen Modulatorprotein Twisted gastrulation handelt es sich um ein extrazellul{\"a}res Glykoprotein, das im Gegensatz zu den meisten anderen BMP-Modulatoren jedoch eine duale Funktion als Besonderheit aufweist. Es zeigt zum einen eine anti-BMP-Wirkung, indem es den BMP-inhibierenden Einfluss von Chordin durch Bildung eines stabilen tern{\"a}ren Komplexes verst{\"a}rkt; andererseits kann Twisted gastrulation in Gegenwart spezifischer Metalloproteasen eine proteolytische Spaltung von Chordin und die anschließende Freisetzung von aktivem BMP f{\"o}rdern und so eine BMP-Aktivit{\"a}t vermittelnde Wirkung aufweisen. Twisted gastrulation hat keine beziehungsweise nur eine {\"a}ußerst geringe Homologie zu anderen (Modulator)Proteinen. Um daher den komplexen Wirkmechanismus detailliert molekular beschreiben zu k{\"o}nnen, ist die Aufkl{\"a}rung der Struktur /Funktions-beziehungen essentiell. Im Rahmen dieser Arbeit konnten unterschiedliche Expressionsstrategien f{\"u}r die rekombinante Herstellung von Twisted gastrulation etabliert werden, welche eine umfassende Charakterisierung des Proteins in vitro erm{\"o}glichen. Erste Kristallisationsversuche von isoliertem Twisted gastrulation f{\"u}r die Aufkl{\"a}rung der dreidimensionalen Struktur mittels R{\"o}ntgenbeugung verliefen ohne Erfolg, allerdings gelang die Pr{\"a}paration stabiler tern{\"a}rer Proteinkomplexe f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Kristallisationsans{\"a}tze. Hochdurchsatzverfahren f{\"u}r die Expression und Interaktionsanalyse erlauben zudem die Untersuchung einer Vielzahl von Twisted gastrulation-Proteinvarianten. Auf diese Weise konnten Aminos{\"a}uren identifiziert werden, die an der Wechselwirkung von Twisted gastrulation mit seinem Interaktionspartner BMP 2 beteiligt sind. Dies erm{\"o}glichte eine detaillierte Lokalisation des Bindeepitops im N-terminalen Bereich von Twisted gastrulation. Dabei konnte auch gezeigt werden, dass die Glykosylierung von Twisted gastrulation f{\"u}r die Wechselwirkung mit BMP-2 von Bedeutung ist. Eine experimentelle Strukturanalyse von Twisted gastrulation f{\"u}r die detaillierte Aufkl{\"a}rung des Mechanismus der Interaktion mit BMP-2 und anderen Modulatorproteinen bleibt allerdings weiterhin aufgrund der Einzigartigkeit dieses Modulatorproteins zwingend erforderlich. F{\"u}r eine Fortsetzung der Untersuchungen bietet der stabile tern{\"a}re Komplex eine gute Voraussetzung in Hinblick auf weitere Kristallisationsans{\"a}tze.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@article{CicovaDejungSkalickyetal.2016,
  author    = {Cicova, Zdenka and Dejung, Mario and Skalicky, Tomas and Eisenhuth, Nicole and Hanselmann, Steffen and Morriswood, Brooke and Figueiredo, Luisa M. and Butter, Falk and Janzen, Christian J.},
  title     = {Two flagellar BAR domain proteins in Trypanosoma brucei with stage-specific regulation},
  series = {Scientific Reports},
  volume    = {6},
  journal   = {Scientific Reports},
  doi       = {10.1038/srep35826},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181021},
  year      = {2016},
  abstract  = {Trypanosomes are masters of adaptation to different host environments during their complex life cycle. Large-scale proteomic approaches provide information on changes at the cellular level, and in a systematic way. However, detailed work on single components is necessary to understand the adaptation mechanisms on a molecular level. Here, we have performed a detailed characterization of a bloodstream form (BSF) stage-specific putative flagellar host adaptation factor Tb927.11.2400, identified previously in a SILAC-based comparative proteome study. Tb927.11.2400 shares 38\% amino acid identity with TbFlabarin (Tb927.11.2410), a procyclic form (PCF) stage-specific flagellar BAR domain protein. We named Tb927.11.2400 TbFlabarin-like (TbFlabarinL), and demonstrate that it originates from a gene duplication event, which occurred in the African trypanosomes. TbFlabarinL is not essential for the growth of the parasites under cell culture conditions and it is dispensable for developmental differentiation from BSF to the PCF in vitro. We generated TbFlabarinL-specific antibodies, and showed that it localizes in the flagellum. Co-immunoprecipitation experiments together with a biochemical cell fractionation suggest a dual association of TbFlabarinL with the flagellar membrane and the components of the paraflagellar rod.},
  language  = {en}
}
@article{TianGaovonderHeydeetal.2018,
  author    = {Tian, Yuehui and Gao, Shiqiang and von der Heyde, Eva Laura and Hallmann, Armin and Nagel, Georg},
  title     = {Two-component cyclase opsins of green algae are ATP-dependent and light-inhibited guanylyl cyclases},
  series = {BMC Biology},
  volume    = {16},
  journal   = {BMC Biology},
  number    = {144},
  doi       = {10.1186/s12915-018-0613-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177516},
  year      = {2018},
  abstract  = {Background: The green algae Chlamydomonas reinhardtii and Volvox carteri are important models for studying light perception and response, expressing many different photoreceptors. More than 10 opsins were reported in C. reinhardtii, yet only two—the channelrhodopsins—were functionally characterized. Characterization of new opsins would help to understand the green algae photobiology and to develop new tools for optogenetics. Results: Here we report the characterization of a novel opsin family from these green algae: light-inhibited guanylyl cyclases regulated through a two-component-like phosphoryl transfer, called "two-component cyclase opsins" (2c-Cyclops). We prove the existence of such opsins in C. reinhardtii and V. carteri and show that they have cytosolic N- and C-termini, implying an eight-transmembrane helix structure. We also demonstrate that cGMP production is both light-inhibited and ATP-dependent. The cyclase activity of Cr2c-Cyclop1 is kept functional by the ongoing phosphorylation and phosphoryl transfer from the histidine kinase to the response regulator in the dark, proven by mutagenesis. Absorption of a photon inhibits the cyclase activity, most likely by inhibiting the phosphoryl transfer. Overexpression of Vc2c-Cyclop1 protein in V. carteri leads to significantly increased cGMP levels, demonstrating guanylyl cyclase activity of Vc2c-Cyclop1 in vivo. Live cell imaging of YFP-tagged Vc2c-Cyclop1 in V. carteri revealed a development-dependent, layer-like structure at the immediate periphery of the nucleus and intense spots in the cell periphery. Conclusions: Cr2c-Cyclop1 and Vc2c-Cyclop1 are light-inhibited and ATP-dependent guanylyl cyclases with an unusual eight-transmembrane helix structure of the type I opsin domain which we propose to classify as type Ib, in contrast to the 7 TM type Ia opsins. Overexpression of Vc2c-Cyclop1 protein in V. carteri led to a significant increase of cGMP, demonstrating enzyme functionality in the organism of origin. Fluorescent live cell imaging revealed that Vc2c-Cyclop1 is located in the periphery of the nucleus and in confined areas at the cell periphery.},
  language  = {en}
}
@article{KarimiFreundWageretal.2021,
  author    = {Karimi, Sohail M. and Freund, Matthias and Wager, Brittney M. and Knoblauch, Michael and Fromm, J{\"o}rg and M. Mueller, Heike and Ache, Peter and Krischke, Markus and Mueller, Martin J. and M{\"u}ller, Tobias and Dittrich, Marcus and Geilfus, Christoph-Martin and Alfaran, Ahmed H. and Hedrich, Rainer and Deeken, Rosalia},
  title     = {Under salt stress guard cells rewire ion transport and abscisic acid signaling},
  series = {New Phytologist},
  volume    = {231},
  journal   = {New Phytologist},
  number    = {3},
  doi       = {10.1111/nph.17376},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259635},
  pages     = {1040-1055},
  year      = {2021},
  abstract  = {Soil salinity is an increasingly global problem which hampers plant growth and crop yield. Plant productivity depends on optimal water-use efficiency and photosynthetic capacity balanced by stomatal conductance. Whether and how stomatal behavior contributes to salt sensitivity or tolerance is currently unknown. This work identifies guard cell-specific signaling networks exerted by a salt-sensitive and salt-tolerant plant under ionic and osmotic stress conditions accompanied by increasing NaCl loads. We challenged soil-grown Arabidopsis thaliana and Thellungiella salsuginea plants with short- and long-term salinity stress and monitored genome-wide gene expression and signals of guard cells that determine their function. Arabidopsis plants suffered from both salt regimes and showed reduced stomatal conductance while Thellungiella displayed no obvious stress symptoms. The salt-dependent gene expression changes of guard cells supported the ability of the halophyte to maintain high potassium to sodium ratios and to attenuate the abscisic acid (ABA) signaling pathway which the glycophyte kept activated despite fading ABA concentrations. Our study shows that salinity stress and even the different tolerances are manifested on a single cell level. Halophytic guard cells are less sensitive than glycophytic guard cells, providing opportunities to manipulate stomatal behavior and improve plant productivity.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kasang2013,
  author    = {Kasang, Christa},
  title     = {Untersuchung der Effekte von Prednisolon auf die HIV-Progression und Ermittlung der Medikamentenresistenz in antiretroviral-unbehandelten HIV-Patienten in Tansania},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85638},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die Progression der HIV Infektion ist vermutlich bedingt von einer unspezifischen generalisierten Immunaktivierung des Patienten (Sousa, Carneiro et al. 2002; Hazenberg, Otto et al. 2003). Somit k{\"o}nnte ein immunsuppressives Medikament wie das Kortisonpr{\"a}parat Prednisolon die Progression der Erkrankung verlangsamen. Im Rahmen nicht-kontrollierter Studien konnte die Stabilisierung der CD4+ T-Lymphozyten in HIV-Patienten durch den Einsatz von Kortison beobachtet werden (Andrieu, Lu et al. 1995; Lu, Salerno-Goncalves et al. 1995). Dieser Effekt konnte auch mit niedrig dosiertem Prednisolon (5 mg/Tag) nachgewiesen werden (Ulmer, Muller et al. 2005). Jedoch zeigen neuere Ergebnisse, dass der CD4+ T-Lymphozytenwert bei Studien zu Immunmodulatoren kein verl{\"a}sslicher Surrogatmarker f{\"u}r die Progression ist (Abrams, Levy et al. 2009). In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob sich zum Einen der stabilisierende Effekt von niedrig dosiertem Prednisolon (5 mg pro Tag) auf CD4+ T-Lymphozyten in einer kontrollierten Studie best{\"a}tigt, ob zum Zweiten die CD4+ T-Lymphozytenstabilisierung auf eine Senkung der Immunaktivierung zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann und ob zum Dritten die CD4+ TLymphozytenstabilisierung die klinische Krankheitsprogression verlangsamt. Im Rahmen der ProCort-Studie sollte außerdem eine Bestimmung der Pr{\"a}valenz medikamentenresistenter HIV-Infektionen bei ART unbehandelten Patienten erfolgen. Hierbei wurden die WHO Kriterien {\"u}berpr{\"u}ft, die als Einschlusskriterien f{\"u}r Patienten in Resistenz-{\"U}berwachungsstudien ein H{\"o}chstalter von 25 Jahren festgelegt hat. In unserer Untersuchung wurden demgegen{\"u}ber Proben von Patienten mit h{\"o}herem Alter und bereits therapierten Partnern analysiert.Methoden: Im Rahmen einer doppelblinden randomisierten klinischen Studie (ProCort1) im Bugando Medical Center (BMC) in Mwanza, Tansania, wurden 326 HIV-Patienten eingeschlossen, die zuvor noch nie mit ART behandelt wurden und einen CD4+ TLymphozytenwert von mindestens 300/μl aufwiesen. In 14 Visiten wurden, w{\"a}hrend einer zweij{\"a}hrigen Behandlungsdauer entweder mit 5mg Prednisolon t{\"a}glich oder mit Placebo, die CD4+ T-Lymphozytenwerte und das Auftreten von Progression der HIV-Infektion bestimmt. Prim{\"a}rer Studienendpunkt war die Krankheitsprogression, definiert als ein Unterschreiten von 200 CD4-Zellen/μl oder dem Auftreten AIDS-definierender Erkrankungen. Um die immunologische Wirkungsweise von Prednisolon in HIV-infizierten Patienten zu untersuchen wurden sowohl in den tansanischen Studienpatienten als auch in einer mit 5 mg Prednisolon behandelten deutschen Kohorte die Lymphozytenaktivierungsmarker CD38/HLADR auf CD3/CD8-Zellen, der Monozytenaktivierungsmarker sCD14 und der Entz{\"u}ndungsmarker suPAR bestimmt. Um die Pr{\"a}valenz der HIV Medikamentenresistenz (HIVDR) in der ProCort Studienpopulation zu ermitteln wurden 88 Proben der ART unbehandelten Patienten sequenziert. Ergebnisse: Die Ergebnisse der ProCort Studie zeigten eine statistisch signifikante Stabilisierung der CD4+ T-Lymphozytenwerte im Vergleich zum Ausgangswert durch Einsatz einer niedrig dosierten Prednisolonbehandlung (5 mg t{\"a}glich). In der Intent to treat Analyse wurde ein Zugewinn von +20,1 Zellen/μl pro Jahr f{\"u}r den Prednisolonarm (p < 0.0001) im Vergleich zu -54,2 Zellen/μl pro Jahr f{\"u}r den Placeboarm (p < 0.0001) bestimmt. Die CD4+ T-Lymphozytenwerte zum Zeitpunkt der Startvisite waren im Prednisolonarm statistisch signifikant niedriger (Mean 512.14 Zellen/μl ± S.E.M. 13.39) als im Placeboarm (Mean 554.40 ± S.E.M 15.75; p = 0.042). Dies bedeutet eine schlechtere Ausgangslage f{\"u}r die mit Prednisolon behandelten Patienten. Trotzdem entwickelten nur vier Patienten mit Prednisolonbehandlung im Vergleich zu 11 Patienten mit Placebobehandlung AIDS, was eine statistisch signifikante Verringerung der Progressionsrate bedeutet (p=0.0196). In 16 Patienten versus 18 Patienten fielen die CD4+ T-Lymphozytenwerte unter die Werte von 200 Zellen/μl. Die Behandlung mit Prednisolon war nicht mit einer h{\"o}heren Rate von unerw{\"u}nschten Ereignissen oder h{\"o}herer Viruslast assoziiert.},
  subject      = {Retroviren},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rienmueller2014,
  author    = {Rienm{\"u}ller, Florian Christian},
  title     = {Untersuchung der oxidativen und pH-abh{\"a}ngigen Regulation der vakuol{\"a}ren Protonen-ATPase und calciumabh{\"a}ngigen vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten von Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104891},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit konnten neue Erkenntnisse zur oxidativen, pH- und ATP-abh{\"a}ngigen Regulation der V-ATPase-Funktion in Mesophyllvakuolen von A. thaliana erarbeitet werden. Dazu wurden Patch-Clamp-Experimente an der vakuol{\"a}ren Protonen-ATPase durchgef{\"u}hrt, die eine elektrophysiologische Untersuchung der Protonentransporteigenschaften und deren Regulation erm{\"o}glichten. Zus{\"a}tzlich gestattete die Anwendung von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden zusammen mit einem Fluoreszenz-Bildgebungsverfahren an intakten Wurzelrhizodermiszellen von A. thaliana Keimlingen die in vivo Untersuchung von vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten und deren Regulation durch cytosolisches Calcium. Durch die Patch-Clamp-Technik konnte die Spannungsabh{\"a}ngigkeit der V-ATPase bei verschiedenen luminalen pH-Werten erfasst werden. Mit Hilfe thermodynamischer Berechnungen konnte daraus eine Abnahme der Protonentransportrate pro hydrolysiertem ATP-Molek{\"u}l bei gleichzeitigem Anstieg der vakuol{\"a}ren Protonenkonzentration berechnet werden. Durch die Kombination verschiedener pH-Werte in Cytosol bzw. Vakuole und zus{\"a}tzlich ansteigenden ATP-Konzentrationen konnten tiefere Einblicke in die pH-abh{\"a}ngige Regulation der V-ATPase-Aktivit{\"a}t erlangt werden. Es konnte aufgezeigt werden, dass eine Abweichung des vakuol{\"a}ren pH-Wertes wesentlich st{\"a}rker auf die ATP-Bindungsaffinit{\"a}t und Transportkapazit{\"a}t des Enzyms wirkt, als {\"A}nderungen der Protonenkonzentration auf cytosolischer Seite. Daraus konnte abgeleitet werden, dass cytosolische bzw. luminale pH-{\"A}nderungen auf das gesamte Membran-durchquerende Enzym wirken und jeweils auf die andere Membranseite der V-ATPase weitergegeben werden. Zus{\"a}tzlich wurden die in dieser Arbeit erhobenen Daten zur V-ATPase im Rahmen einer Zusammenarbeit von Prof. Dr. Ingo Dreyer (Universidad Politecnica, Madrid, Spanien) f{\"u}r die Erstellung eines mathematischen Modells genutzt. Es untermauert einen R{\"u}ckkopplungsmechanismus der Protonenkonzentration auf die maximale Protonentransportrate (vmax) und die ATP-Affinit{\"a}t (Km) und schl{\"a}gt eine pH-abh{\"a}ngige Dissoziation der Protonen von der V-ATPase, auch unter ung{\"u}nstigen intrazellul{\"a}ren Bedingungen, vor. Die Ausweitung der Regulationsstudien unter Einbeziehung verschiedener Mutanten konnte in Zusammenarbeit mit Jun. Prof. Dr. Thorsten Seidel und Mitarbeitern (Universit{\"a}t Bielefeld, Deutschland) eine oxidative Inhibierung der V-ATPase-Aktivit{\"a}t durch den Wegfall von Disulfidbr{\"u}cken innerhalb des Pumpproteins erfassen und m{\"o}gliche Auswirkungen von Disulfidbindungen auf die Protonenkopplungsrate aufzeigen. Mit Hilfe von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden konnte im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit der Nachweis erbracht werden, dass vakuol{\"a}re Leitf{\"a}higkeiten von Atrichoblasten in A. thaliana durch Stressfaktoren - verursacht durch den Einstich von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden - deutliche Ver{\"a}nderungen zeigen. Durch die Kombination der Zwei-Elektroden-Spannungsklemme mit einem Fluoreszenz-Bildgebungsverfahren konnte eine Methode zur simultanen Aufzeichnung von Calcium{\"a}nderungen und elektrischen Membranleitf{\"a}higkeiten an Trichoblastenvakuolen entwickelt werden. Dadurch konnte in weiterf{\"u}hrenden Untersuchungen in vivo nachgewiesen werden, dass ein transienter Anstieg der cytosolischen Calciumkonzentration zu einer reversiblen Zunahme der Str{\"o}me von vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten f{\"u}hrt, deren unbekannter Ursprung allerdings bereits bekannten Transportproteinen noch zugeordnet werden muss.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Grun2006,
  author    = {Grun, Christoph},
  title     = {Untersuchung enzymatisch und nicht-enzymatisch gebildeter Oxylipine in Arabidopsis thaliana in der kompatiblen und der inkompatiblen Interaktion mit Pseudomonas syringae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20804},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {1. OH-FS wurden in vitro hergestellt, um als Standardsubstanzen zur gaschromato-graphischen Identifizierung von OH-FS in Pflanzenmaterial eingesetzt zu werden. 2. F{\"u}r die Untersuchung der Oxylipin-Gehalte in A. thaliana wurden der virulente Pst-Stamm DC3000 sowie der avirulente Stamm avrRPM1 verwendet, um die kompatible Interaktion mit der inkompatiblen Interaktion vergleichen zu k{\"o}nnen. Die Konzentrationen der Oxylipine sowie SA wurden innerhalb einer Versuchsdauer von 60 h verfolgt. Dabei wurden PPF1 sowie 12- und 16-OH-FS, als Vertreter der nicht-enzymatisch entstandenen Oxylipine, 9- und 13-OH-FS, sowohl als enzymatisch als auch nicht-enzymatisch entstandene Oxylipine, sowie JA und deren Vorstufe OPDA als enzymatisch gebildete Phytohormone untersucht. Es wurden monophasische Konzentrationsanstiege, bei allen untersuchten Substanzen, in der kompatiblen Interaktion ermittelt, wohingegen die Konzentrationsanstiege in der inkompatiblen Interaktion biphasisch waren. In beiden Interaktionen wurden nach 48 bis 60 h Konzentrationsmaxima der freien sowie der veresterten OH-FS und PPF1 nachgewiesen, ein fr{\"u}her Konzentrationsanstieg nach 5 bis 10 h konnte ausschließlich in der inkompatiblen Interaktion ermittelt werden. Die gleichzeitige Akkumulation von 9-, 10-, 12-, 13, 15- und 16-OH-FS und PPF1 deutet auf eine parallel ablaufende Oxylipin-Synthese durch enzymatische, Photo-oxidative und {\"u}ber freie Radikale vermittelte Prozesse hin. Die Akkumulation veresterter OH-FS und PPF1 erfolgte in beiden Interaktionen 5 bis 12 h fr{\"u}her als die Konzentrationsanstiege der freien OH-FS und PPF1. Die Ergebnisse best{\"a}tigen die Hypothese, dass nicht-enzymatische Oxylipine in Membranen gebildet werden k{\"o}nnen und anschließend vermutlich durch eine Lipase frei gesetzt werden. In der inkompatiblen Interaktion konnte ein erstes fr{\"u}hes Konzentrationsmaximum von JA und OPDA nach 5 h beobachtet werden, w{\"a}hrend sp{\"a}te Maxima in beiden Interaktionen nach 24 bis 36 h erfolgten. Somit akkumulierten die OH-FS und PPF1 in der inkompatiblen Interaktion zeitgleich mit den Jasmonaten nach 5 h. 3. Bei einer K{\"a}lteexposition von A. thaliana bei 4°C {\"u}ber 2 h wurde jeweils ein 3,3-facher Konzentrationsanstieg der freien und der veresterten enzymatisch gebildeten 13-OH-FS nachgewiesen. Dar{\"u}berhinaus wurde ein 4,6-facher Anstieg der enzymatisch entstandenen 9-OH-FS ermittelt. Die nicht-enzymatisch gebildeten 12- und 16-OH-FS zeigten dagegen keine signifikanten Konzentrationsanstiege {\"u}ber die basalen Konzentrationen hinaus. Die angewendeten Stressbedingungen bewirken demnach ausschließlich eine enzymatische Bildung von OH-FS in A. thaliana. 4. Zur Untersuchung der OH-FS-Synthese in der inkompatiblen Interaktion in Abh{\"a}ngigkeit von der bei der Pflanzenanzucht eingesetzten Lichtst{\"a}rke wurden A. thaliana bei Licht und in Dunkelheit mit Pst avrRPM1 infiziert. Nach 10 h wurde eine 1,1- bis 3,7-fach st{\"a}rkere Bildung der freien sowie eine 2,0- bis 3,4-fach st{\"a}rkere Akkumulation der veresterten 9-, 10-, 12-, 13, 15- und 16-OH-FS bei den Pflanzen ermittelt, die bei Licht angezogen wurden. Die Lichtintensit{\"a}t, der Pflanzen w{\"a}hrend der Infektion mit Pst ausgesetzt sind, hat demnach große Bedeutung f{\"u}r die Entstehung enzymatisch und nicht-enzymatisch gebildeter OH-FS. Ein 4,9-facher Anstieg veresterter 15-OH-FS, ein Marker f{\"u}r eine photooxidative OH-FS-Entstehung, auch bei Dunkelheit widersprach der Hypothese, dass 15-OH-FS ohne Lichteinwirkung nicht gebildet werden k{\"o}nnen und deutet auf eine bisher unbekannte Licht-unabh{\"a}ngige Entstehung von 1O2 bzw. von 15-OH-FS hin. 5. Die Bestimmung von OH-FS in Bl{\"a}ttern und Wurzeln von unbehandelten A. thaliana-Pflanzen ergab eine 13- bis 31-fach h{\"o}here Konzentration veresterter 9-, 10-, 12-, 13- und 16-OH-FS in den Bl{\"a}ttern. Dar{\"u}berhinaus wurde eine 111-fach h{\"o}here Konzentration von veresterten 15-OH-FS in Bl{\"a}ttern im Vergleich zu Wurzeln nachgewiesen. 15-OH-FS wurden als selektiver Marker f{\"u}r eine Photo-oxidative OH-FS-Bildung durch 1O2 verwendet. Mit 0,57 µg/g TG kommt 15-OH-FS allerdings auch im Wurzelgewebe vor, was einen Hinweis darauf darstellt, dass neben einem Licht-abh{\"a}ngigen Hauptweg auch ein Licht-unabh{\"a}ngiger Entstehungsmechanismus von 15-OH-FS bzw. 1O2 existiert. Alternativ w{\"a}re es denkbar, dass ein Transport von 15-OH-FS von den Bl{\"a}ttern in die Wurzeln stattfindet. 6. Eine Untersuchung der Gehalte an OH-FS und PPF1 in NahG-, lsd1-, atrbohD- und atrbohF-Mutanten ergab 48 h nach Infiltration von Pst avrRPM1 keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zu den Pflanzen des jeweiligen Wildtyps Col-0 und WS. Unter den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen bewirken die genetischen Defekte der untersuchten Mutanten keine ver{\"a}nderte Akkumulation enzymatisch sowie nicht-enzymatisch gebildeter Oxylipine.},
  subject      = {Lipid-Peroxide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Konrad2008,
  author    = {Konrad, Kai Robert},
  title     = {Untersuchung zu den fr{\"u}hen ABA-induzierten elektrischen Reaktionen in Schließzellen von Vicia faba},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27216},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Perzeption und fr{\"u}he Signaltransduktion des Phytohormons ABA in Schließzellprotoplasten von Vicia faba mittels der Patch-Clamp-Technik untersucht. Es wurde entdeckt, dass der ABA-Signaltransduktionskette zur Aktivierung von Plasmamembran-st{\"a}ndigen Anionenkan{\"a}len voraussichtlich eine Proteinkinase beinhaltet und durch eine cytosolische ABA-Perzeption ausgel{\"o}st wird. Die durch ABA-bewirkte Anionenkanal-Aktivierung verursacht in Schließzellen eine Plasmamembran-Depolarisation. Basierend auf der ABA-induzierten Schließzellen-Depolarisation wurde zudem eine Methode etabliert, um mit dem Spannungs-sensitiven Farbstoff DiBAC4(3) in Populationen von intakten Vicia faba-Schließzellprotoplasten Membranpotential-{\"A}nderungen zu quantifizieren.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Steinmeyer2005,
  author    = {Steinmeyer, Ralf},
  title     = {Untersuchungen und Simulationen zur Koordination der Ionenfl{\"u}sse bei der Schließzellbewegung in Vicia faba und Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17098},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Trotz der bereits lange gut bekannten Funktion der Stomata und der einzelnen, an der Funktion beteiligten Transportproteine, fehlen Funktionsmodelle, die diese schließzellspezifsch in einen Zusammenhang bringen und ihre Koordination untersuchen. Ergebnisse - Der einw{\"a}rts gleichrichtende Kaliumkanal aus Arabidopsis thaliana, KAT1 ist sowohl molekularbiologisch, als auch elektrophysiologisch gut charakterisiert. Ein „ausschalten" dieses Kanals sollte die Stoma{\"o}ffnung deutlich verlangsamen oder vermindern. Es wurde aber unter verschiedenen Bedingungen, weder mit Licht als {\"O}ffungsreiz, noch mit Fusicoccin, kein Unterschied zwischen Wildtyp und KAT1::En-1 Mutante gefunden. - Einige Publikationen schlagen Zucker, vornehmlich Glukose als osmotisch aktive Substanz zur Stoma{\"o}ffnung vor, da im Tagesgang bei l{\"a}ngerer Stoma{\"o}ffnung auch die Zuckerkonzentration zunimmt. Die Zuckeraufnahme wurde mit einem fluoreszierenden Glukose-Derivat gemessen und als lichtabh{\"a}ngig gefunden. Weiterhin wurde die Aufnahme besonders durch CCCP gehemmt, was auf eine Abh{\"a}ngigkeit von einem Protonengradienten hindeutet. - Die Aufnahme von Glukose wurde weiterhin mit einer Knockout-Mutante des AtSTP1 Protonen/Zucker-Kotransporters getestet. Die deutliche Verminderung des Anteils der fluoreszierenden Zellen gegen{\"u}ber dem Wildtyp unter den gleichen Bedingungen zeigt eine Beteiligung dieses Kotransporters an der Glukose-Aufnahme. - Schließzellen in der intakten Pflanze wurden auf den Verlauf ihres Membranpotentials in CO2-freier Luft bei Licht/Dunkel Wechseln untersucht. Ein großer Teil dieser Zellen zeigte eine wiederholbare Hyperpolarisation im Licht und Depolarisation im Dunklen. Als Ausl{\"o}ser dieser {\"A}nderung in der Membranspannung wurde haupts{\"a}chlich die (In-)Aktivierung eines instantanen positiven Stromes in der Gr{\"o}ß{\"y}e von etwa 35 pA festgestellt, vermutlich die H+-ATPase. - Die Abh{\"a}ngigkeiten des Anionenkanals, der einw{\"a}rts und ausw{\"a}rts gleichrichtenden Kaliumkan{\"a}le und der Protonenpumpe von internen und externen Ionenkonzentrationen, dem pH-Wert und der Membranspannung wurden in einer biophysikalischen Simulation vereint. Zusammen mit den jeweiligen Leitf{\"a}higkeiten und Literaturdaten der Konzentrationsverl{\"a}ufe ergibt sich ein realistisches Modell der Fl{\"u}sse zur Stomabewegung. - Aus dem Modell ergeben sich zwei wesentliche Voraussagen f{\"u}r das Zusammenwirken der Transportproteine: 1. Bei der Stoma{\"o}ffnung muss die H+-ATPase zur Beendigung der {\"O}ffnung wieder deaktiviert werden, anderenfalls steigt die interne Kaliumkonzentration und das Membranpotential f{\"a}llt auf Werte, die in Messungen nie gefunden wurden. Eine Desensitisierung der H+-ATPase wurde zwar nach Blaulicht-Pulsen bereits gemessen, jedoch nicht bei andauernder Beleuchtung. 2. Der bisher in Schließzellen noch nicht elektrophysiologisch nachgewiesene Protonen/Chlorid Kotransporter zum Import von Chlorid muss nicht nur w{\"a}hrend der Stoma{\"o}ffnung aktiv sein, sondern erh{\"a}lt auch eine Rolle beim Stomaschluss. Da die cytosolische Chloridkonzentration deutlich unter der von Kalium liegt, w{\"u}rde die f{\"u}r den Efflux der beiden Ionen n{\"o}tige Depolarisation bereits enden, wenn die Chloridkonzentration deutlich sinkt, also bevor auch die Konzentration von Kalium soweit abgenommen h{\"a}tte, dass die Spalt{\"o}ffnung geschlossen w{\"a}re. - Zur Messung interner Ionenkonzentrationen in intakten Schlie{\"y}zellen wurden verschiedene Methoden der Beladung mit fluoreszierenden Indikatorfarbsto\#en getestet. Die Beladung durch niedrigen pH, niedrige Temperatur oder der Farbstoffe als Acetoxymethyl-Ester kann bei Schließzellen von Vicia faba als nicht praktikabel angesehen werden. Lediglich eine Detergenz unterst{\"u}tzte Farbstoffbeladung wurde in der Literatur gefunden. - Zur parallelen Anwendung elektrophysiologischer Messungen und fluoreszenzbasierter Bestimmung von Ionenkonzentrationen wurde eine Technik der Druckinjektion {\"u}ber einen Kanal einer Doppel-Elektrode getestet. Diese Methode erlaubt die Farbstoffinjektion, allerdings hat sich die Spannungs-Klemm-Technik mit der f{\"u}r einen einzelnen Kanal einer Einstichelektrode notwendigen gepulsten Technik als nicht praktikabel erwiesen, da die Membranspannung vermutlich aufgrund nicht kompensierbarer Kapazit{\"a}ten nicht die vorgegebenen Werte erreichte.},
  subject      = {Ackerbohne},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Scheerer2001,
  author    = {Scheerer, Jochen},
  title     = {Untersuchungen zum Einfluss exogener und endogener Faktoren auf den Pilocarpingehalt von Pilocarpus microphyllus Stapf ex Wardleworth unter nat{\"u}rlichen Bedingungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181463},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Mit dieser Arbeit sollten, vor anwendungsbezogenem Hintergrund, die Einfl{\"u}sse endogener und exogener Faktoren auf den Pilocarpingehalt von P. microphyllus Stapf unter nat{\"u}rlichen Bedingungen untersucht werden. Die Bestimmung der Pilocarpingehalte der entsprechenden Proben erfolgte mit Hilfe von HPLC -Analysen der, zuvor durch Festphasenextraktion aufgereinigten, Pflanzenextrakte. Mit dem Ziel, Pflanzenmaterial gleicher genetischer Herkunft untersuchen zu k{\"o}nnen, wurde versucht, die Pflanzen {\"u}ber Keimlinge und Sprosstecklinge zu vermehren. W{\"a}hrend erstere Versuche zu Keimraten von bis zu mehr als 80 Prozent f{\"u}hrten, blieben die Bem{\"u}hungen einer Stecklingsvermehrung trotz unterschiedlicher Ans{\"a}tze erfolglos. Im Zusammenhang mit Untersuchungen zum Einfluß endogener Faktoren auf den Pilocarpingehalt in den Bl{\"a}ttern, wurden vegetative Merkmale (Bl{\"u}ten, Knospen, Fr{\"u}chte und Blattaustriebe) den jeweiligen Gehalten gegen{\"u}bergestellt. In einem Zeitraum von zehn Monaten konnten bei keiner der Versuchspflanzen ein Zusammenhang zwischen dem jeweiligen vegetativen Zustand und der Menge an Pilocarpin in den Bl{\"a}ttern festgestellt werden. W{\"a}hrend der vegetative Zustand von P.microphyllus Stapf keine offensichtlichen Auswirkungen auf den Pilocarpingehalt der Bl{\"a}tter hatte, ergaben die Versuchsreihen zum Blattalter einen deutlichen Einfluß dieses endogenen Faktors. In zahlreichen Analysen konnte gezeigt werden, daß junge Bl{\"a}tter durchschnittlich 70 Prozent mehr Pilocarpin enthalten als alte Bl{\"a}tter der jeweils selben Pflanze. Pilocarpin wurde in unterschiedlichen Konzentrationen in allen Teilen von P. microphyllus Stapf nachgewiesen. In Langzeitbeobachtungen {\"u}ber den Zeitraum eines Jahres, konnten in allen F{\"a}llen Schwankungen im Pilocarpingehalt der Bl{\"a}tter beobachtet werden. Bis auf eine Ausnahme verliefen diese {\"A}nderungen nach einem {\"a}hnlichen Muster, welches sich jedoch nicht mit klimatischen Faktoren in einen logischen Zusammenhang bringen ließ. Als ein exogener Faktor mit deutlichem Einfluß auf den Pilocarpingehalt der Bl{\"a}tter, wurden die Strahlungsverh{\"a}ltnisse identifiziert. Bei vergleichenden Analysen von Versuchspflanzen, welche in einem Schattenbeet wuchsen, mit solchen, die der vollen Sonneneinstrahlung ausgesetzt waren, wurde deutlich, daß die Schattenpflanzen durchschnittlich etwa 37 Prozent mehr Pilocarpin enthielten. In einem D{\"u}ngungsversuch konnte gezeigt werden, daß sich die N{\"a}hrstoffversorgung entscheidend auf den Pilocarpingehalt auswirken kann. Nach dreimaliger Zugabe eines D{\"u}ngers, welcher vor allem die Phosphat- und Kaliumversorgung der Pflanzen verbesserte, wurden Mengen an Pilocarpin gefunden, welche um bis zu knapp 300 Prozent {\"u}ber den Werten vor der D{\"u}ngung lagen. Experimente mit unterschiedlichen Methoden zur Trocknung von geernteten Pilocarpusbl{\"a}ttern ergaben, daß die Art der Trocknung einen entscheidenten Einfluß auf den Gehalt an Pilocarpin in den Bl{\"a}ttern nach der Ernte hat. Unter g{\"u}nstigen Lagerbedingungen konnten Pilocarpusbl{\"a}tter f{\"u}r mindestens ein Jahr ohne gr{\"o}ßere Verluste an Pilocarpin aufbewahrt werden. Im Laufe dieser Arbeit ergaben sich aus den Chromatogramspektren der verschiedenen Analysen Hinweise auf verschiedene, m{\"o}glicherweise chemische, Variet{\"a}ten innerhalb der Art P.microphyllus Stapf.},
  subject      = {Parna´iba <Region>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hose2000,
  author    = {Hose, Eleonore},
  title     = {Untersuchungen zum radialen Abscisins{\"a}ure- und Wassertransport in Wurzeln von Helianthus annuus L. und Zea mays L.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1421},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Mit den Experimenten dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass ein Phytohormon wie Abscisins{\"a}ure mit dem "Solvent-drag" des Wasserflusses apoplastisch durch den Wurzelzellwandbereich in die Xylemgef{\"a}ße transportiert werden kann. Es konnte ein Bypass-Fluss f{\"u}r ABA durch den gesamten Zellwandapoplasten, auch durch lipophile Barrieren wie Exo- und Endodermis nachgewiesen werden. Dies ist durch die speziellen Molek{\"u}leigenschaften von Abscisins{\"a}ure m{\"o}glich: (i) der geringe Durchmesser des Molek{\"u}ls (8 - 11 nm) und (ii) die hohe Lipophilie von ABA bei schwach sauren pH-Werte. Mit einer Penetration apoplastischer Barrieren ist demnach zu rechnen. Weiterhin wurde gezeigt, dass die Ausbildung solcher lipophilen Zellwandnetze einen signifikanten Einfluss auf den apoplastischen ABA-Transport besitzt. Die Ausbildung einer Exodermis in Mais, wie sie unter nat{\"u}rlichen Bedingungen zu beobachten ist, konnte den ABA-Fluss in das Xylem um die Faktoren 2 bis 4 reduzieren. Da gleichzeitig eine Verminderung der hydraulischen Wurzelleitf{\"a}higkeit um denselben Betrag auftrat, blieb das Wurzel-Spross-ABA-Signal, die Phytohormonkonzentration, im Xylem gleich. Die zu den Stomata geleitete Information {\"u}ber den Wasserzustand der Wurzel {\"a}nderte sich also nicht. Im nat{\"u}rlichen System ist sogar eine Verst{\"a}rkung des Signals zu erwarten, da eine Exodermis nicht als Aufnahme-Barriere f{\"u}r gewebeproduzierte ABA wirkt. Gleichzeitig verringert sie den Verlust von apoplastischer ABA an die Rhizosph{\"a}re. Außerdem wird der Wasserverlust aus dem Gewebe durch eine Exodermis signifikant reduziert wird. Somit sind solche Wurzeln gut an die Bedingungen eines eintrocknenden Bodens angepasst. Apoplastische Barrieren sind demnach, neben membran-lokalisierten Tranportern, wichtige Parameter f{\"u}r die Beurteilung von Wurzeltransporteigenschaften f{\"u}r Wasser und darin gel{\"o}ste Substanzen. Der Beitrag der apoplastischen Komponente zum Gesamt-ABA-Transport ist abh{\"a}ngig von der untersuchten Pflanzenart, der aktuellen Transpirations- oder Wasserflussrate und von Umwelteinfl{\"u}ssen wie erh{\"o}hter ABA-Konzentration im Wurzelgewebe (z.B. durch Trockenstress), pH-Wert der Rhizosph{\"a}re und den Ern{\"a}hrungsbedingungen der Pflanze. Erh{\"o}hter radialer Wasserfluss, erh{\"o}hte ABA-Wurzelgewebegehalte und niedriger pH-Wert der Rhizosph{\"a}re verst{\"a}rken den apoplastischen Bypass-Fluss unter physiologischen Bedingungen. Geringe Wassertransportraten, niedrige ABA-Konzentrationen im Gewebe, alkalische pH-Werte der Rhizosph{\"a}re und Ammoniumern{\"a}hrung verst{\"a}rken dagegen den symplastischen Beitrag zum ABA-Transport. In der vorliegenden Arbeit konnten die sich widersprechenden Theorien bez{\"u}glich des ABA-Effektes auf die hydraulische Leitf{\"a}higkeit von Wurzeln erkl{\"a}rt werden. ABA erh{\"o}ht {\"u}ber einen Zeitraum von 2 Stunden die Zellleitf{\"a}higkeit (Lp) mit einem Maximum 1 Stunde nach ABA-Inkubation. Dies wirkt sich in einem verst{\"a}rktem Lpr von intakten Wurzelsystemen aus, das einem {\"a}hnlichen Zeitmuster folgt. Pflanzen sind demnach in der Lage, mittels ABA den zellul{\"a}ren Wassertransportweg reversibel zu optimieren, um so unter mildem Trockenstress, wie er in einem gerade eintrocknenden Boden auftritt, die Pflanze mit ausreichend Wasser zu versorgen. Tritt ein l{\"a}nger andauernder Wassermangel ein, versperrt die Pflanze diesen Weg wieder. Dieser transiente Effekt erkl{\"a}rt auch die aus der Literatur bekannten stimulierenden und inhibierenden ABA-Wirkungen. Durch den verst{\"a}rkten Wasserfluss zu Beginn der Stresssituation erzeugt ABA auf diese Weise ein sich selbst verst{\"a}rkendes, wurzelb{\"u}rtiges Hormonsignal in den Spross. Das Blatt erreicht in effektiver Weise eine ABA-Menge, die ausreichend ist, um die Stomata zu schließen. Es folgt eine Reduktion der Transpiration. Eine weiter andauernde Erh{\"o}hung des symplastischen Wassertransportweges w{\"a}re ohne physiologische Bedeutung. Regulierende Membranstrukturen f{\"u}r diesen Vorgang k{\"o}nnten ABA-sensitive Wasserkan{\"a}le (Aquaporine) der Plasmamembran sein. Es wurde gezeigt, dass der Rezeptor f{\"u}r diesen Vorgang innerhalb von corticalen Maiswurzelzellen lokalisiert und hochspezifisch f{\"u}r (+)-cis-trans-ABA ist. Die Signaltransduktion f{\"u}r diesen Kurzzeiteffekt erfolgt nicht mittels verst{\"a}rkter Aquaporintranskription, k{\"o}nnte aber {\"u}ber ABA-induzierte Aktivierung (Phosphorylierung), oder Einbau von Aquaporinen in die Zellmembran ablaufen. Der Abscisins{\"a}ure-Transport ist ein komplexer Vorgang. Er wird beeinflusst durch Umwelteinfl{\"u}sse, Wurzelanatomie, ist gekoppelt mit dem Wasserfluss und durch sich selbst variierbar. Herk{\"o}mmliche Vorstellungen einer simplen Hormondiffusion k{\"o}nnen diesen regulierbaren Vorgang nicht mehr beschreiben. Pflanzen besitzen ein ABA-Transportsystem, das schnell, effektiv und an sich ver{\"a}ndernde Umweltbedingungen adaptierbar ist.},
  subject      = {Sonnenblume},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gloeckner2013,
  author    = {Gl{\"o}ckner, Volker},
  title     = {Untersuchungen zur Diversit{\"a}t, Abundanz und vertikalen Weitergabe von Bakterien in marinen Schw{\"a}mmen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-79327},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Marine Schw{\"a}mme (Phylum Porifera) geh{\"o}ren mit ihrem ersten Auftreten im Pr{\"a}kambrium vor ungef{\"a}hr 580 Millionen Jahren zu den {\"a}ltesten Vertretern der Metazoen weltweit. {\"A}hnlich lange leben sie wahrscheinlich schon in Symbiose mit Mikroorganismen. In der vorliegenden Doktorarbeit soll der karibische Schwamm Ectyoplasia ferox als Modellsystem zur Erforschung der Schwamm-assoziierten mikrobiellen Konsortien, deren Weitergabe und Interaktionen mit dem Schwamm, vorgestellt werden. Mit Hilfe von 16S rRNA-Genbanken sowie der denaturierenden Gradienten-Gelelektrophorese (DGGE) konnte gezeigt werden, dass Symbionten aus sechs der in E. ferox gefundenen acht Phyla sowie der „sponge-associated unclassified lineage" SAUL vertikal an die n{\"a}chste Schwammgeneration weitergegeben werden. Mittels phylogenetischer Analysen wurden insgesamt 21 „vertical transmission" (VT) Cluster identifiziert, von denen 19 in „sponge specific" Cluster (SSC) bzw. „sponge coral" Clustern (SCC) lagen. Daraus kann man schließen, dass ein Großteil des mikrobiellen Konsortiums von E. ferox {\"u}ber die reproduktiven Stadien weitergegeben wird. Auch konnten zwei Cyanobakterien identifiziert werden, die nicht in den reproduktiven Stadien vorhanden waren und h{\"o}chstwahrscheinlich horizontal aus dem umgebenden Meerwasser aufgenommen wurden. Eine Reduzierung von 50\% der Symbionten im Mesohyl nach dem „spawning" zeigte erstmalig experimentell auf, dass Schwammsymbionten aus dem Schwamm in das umgebende Meerwasser gelangen k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wurde zum ersten Mal der „presence vs. activity"-Vergleich zur Feststellung der metabolischen Aktivit{\"a}t von Bakterien auf die DGGE-Methode {\"u}bertragen. Es konnte gezeigt werden, dass die meisten mikrobiellen Symbionten im Adult-Schwamm, Embryo- sowie Larvalstadium metabolisch aktiv waren. Erste Versuche die Anzahl von Symbionten in den Larven von E. ferox mittels Antibiotika zu reduzieren, verliefen positiv. So wiesen die mit Antibiotika behandelten Larven in der DGGE eine deutliche Reduzierung der Bandenintensit{\"a}t auf. Die Verf{\"u}gbarkeit aller reproduktiver Stadien von E. ferox sowie die M{\"o}glichkeit die Larven im Labor experimentell zu manipulieren, machen E. ferox zu einem geeigneten Modellschwamm f{\"u}r zuk{\"u}nftige Studien bez{\"u}glich der vertikalen Weitergabe von Symbionten.},
  subject      = {Meeresschw{\"a}mme},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kolb2003,
  author    = {Kolb, Christiane},
  title     = {Untersuchungen zur Erfassung und Bewertung der UV-Abschirmung bei Kulturvariet{\"a}ten verschiedener Nutzpflanzenarten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5365},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden unter naturnahen Bedingungen die Effekte von UV-Strahlung auf die Akkumulation l{\"o}slicher phenolischer Komponenten und die epidermale UV-Transmission in vivo bei Kulturvariet{\"a}ten di- und monokotyler Arten untersucht. Durch die Versuchsanordnungen konnten die Effekte der spektralen Bereiche der UV-A- und UV-B-Strahlung von denen des sichtbaren Bereichs getrennt betrachtet werden. Visuelle Schadensevaluierungen und die Erfassung der variablen Chlorophyllfluoreszenz dienten der Beurteilung einer durch Strahlungseinfl{\"u}sse bedingten Sch{\"a}digung der untersuchten Organe. In kurzfristigen Experimenten erfolgte bei unter Schwachlichtbedingungen angezogenen Pflanzen eine rasche Verringerung der epidermalen UV-Transmission, die durch UV-Strahlung induziert oder verst{\"a}rkt wurde. Dies stimmte f{\"u}r alle untersuchten Arten (Vitis vinifera, Hordeum vulgare, Avena sativa und Triticum aestivum) {\"u}berein. Hingegen war in keinem Fall eine durch UV verst{\"a}rkte Inhibierung der Photosynthese, bestimmt {\"u}ber die variable Chlorophyllfluoreszenz (FV/FM), zu erkennen. Zwischen der epidermalen Transmission f{\"u}r UV-A- und UV-B-Strahlung wurde bei allen drei monokotylen Arten ein strikt linearer Zusammenhang festgestellt. Dieser Zusammenhang bestand jedoch nicht f{\"u}r die untersuchten Organe in V. vinifera. Bei Vitis vinifera und Hordeum vulgare wurde {\"u}ber HPLC- Analytik eine positive Wirkung besonders der UV-B-Strahlung auf die Akkumulation der Flavonoide sowohl kurz- als auch langfristig nachgewiesen. Bei V. vinifera wurden die f{\"u}r Bl{\"a}tter bereits festgestellten Zusammenh{\"a}nge (Kolb et al., 2001) an Beeren untersucht. Es wurden einerseits allgemeine Reaktionsmuster auf kurz- und langfristige UV- Exposition erfasst, und andererseits zwei Kulturvariet{\"a}ten (cv. Bacchus und Silvaner) verglichen, deren Anf{\"a}lligkeit f{\"u}r ein strahlungsbedingtes Schadsymptom unterschiedlich war. In allen Experimenten konnten ohne UV-Strahlung keine nennenswerten Mengen an Flavonoiden gebildet werden. Die l{\"o}slichen Hydroxyzimts{\"a}urederivate (HZS) hingegen waren bei den Beeren von der Art der Exposition weitgehend unabh{\"a}ngig. Die Identit{\"a}t der phenolischen Komponenten wurde {\"u}ber HPLC, UV-Spektroskopie, sowie Massenspektrometrie abgekl{\"a}rt. Ihre Lokalisation in mehreren Zelllagen der Beerenhaut wurde durch Epifluoreszenzmikroskopie gezeigt. Der Einfluss des physiologischen Stadiums der Beeren auf die Akkumulation einzelner phenolischer Komponenten wurde durch Verwendung verschiedener Reifeindikatoren belegt. Im Vergleich zu den Bl{\"a}ttern wurden Unterschiede bez{\"u}glich der Akkumulation der HZS festgestellt, w{\"a}hrend f{\"u}r die Akkumulation der Flavonoide weitgehend {\"U}bereinstimmung herrschte. Anders als bei den Bl{\"a}ttern konnte bei den Beeren die fluorometrisch bestimmte epidermale Transmission nur zum Teil auf die Absorption der phenolischen Extrakte zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die qualitativen Substanzmuster stimmten zwischen den Beeren der beiden Sorten {\"u}berein, es konnten aber signifikante Unterschiede bez{\"u}glich der Quantit{\"a}t einzelner Komponenten festgestellt werden. Zwei bisher unter "Sonnenbrand" zusammengefasste Schadbilder konnten voneinander getrennt dargestellt werden. Eines der beiden wurde eindeutig durch UV- Strahlung induziert, wobei UV-B die Intensit{\"a}t verst{\"a}rkte. Das Ziel, einen praxisrelevanten Bezug zwischen dem Schadbild der nicht-parasit{\"a}r bedingten Blattverbr{\"a}unung (NBV) bei Gerste und der Akklimatisation an verschiedene Strahlungsbedingungen herzustellen, bedingte eine Festlegung auf ausdifferenzierte Bl{\"a}tter adulter Pflanzen anstelle von Prim{\"a}rbl{\"a}ttern. Die Auswahl der Kulturvariet{\"a}ten bei H. vulgare erfolgte im Hinblick auf unterschiedliche Anf{\"a}lligkeit f{\"u}r NBV. Zwischen den Sorten konnte jedoch bez{\"u}glich der Anpassungsf{\"a}higkeit der epidermalen UV-Transmission an die unterschiedlichen Strahlungsbedingungen kein eindeutiger Unterschied ermittelt werden. Die epidermale UV-Transmission in vivo wurde bei H. vulgare ebenfalls mit der Absorption von Extrakten l{\"o}slicher phenolischer Komponenten in Beziehung gesetzt und mit der f{\"u}r die Bl{\"a}tter von V. vinifera gefundenen Relation verglichen. {\"U}bereinstimmend konnten ca. 80\% der Transmissionseigenschaften {\"u}ber die Absorption der Extrakte erkl{\"a}rt werden. Dennoch bestanden deutliche Unterschiede in der Art der Relationen. {\"U}ber HPLC-Analytik und UV-Spektroskopie wurden bei H. vulgare die l{\"o}slichen phenolischen Komponenten in Derivate einzelner Flavonoide unterteilt. Die l{\"o}slichen HZS hatten im Gegensatz zu V. vinifera nur einen geringen Anteil an der Gesamtmenge der phenolischen Substanzen. Das Substanzmuster der beiden Variet{\"a}ten stimmte {\"u}berein; teilweise auftretende Konzentrationsunterschiede bez{\"u}glich der Flavonoide insgesamt bzw. einzelner Komponenten waren zwischen den verschiedenen Experimenten nicht konsistent. Ein Zusammenhang zwischen der UV-Exposition und dem Auftreten oder der Intensit{\"a}t des Schadbildes NBV konnte nicht festgestellt werden.},
  subject      = {Getreide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ruemer2013,
  author    = {R{\"u}mer, Stefan},
  title     = {Untersuchungen zur oxidativen Bildung von Stickstoffmonoxid in Pflanzen sowie zur Visualisierung von Stickstoffmonoxid mittels Fluoreszenzfarbstoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77115},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Stickstoffmonoxid (NO) ist ein gasf{\"o}rmiges, relativ stabiles Radikal, das in Pflanzen u. a. durch Reduktion aus Nitrit unter Katalyse des Enzyms Nitratreduktase gebildet wird. In tierischen Organismen wird NO dagegen {\"u}ber einen oxidativen Syntheseweg aus der Ami-nos{\"a}ure L-Arginin katalysiert durch verschiedene Isoformen der NO-Synthasen (NOS) hergestellt. Es besitzt im tierischen System vielf{\"a}ltige Funktionen u. a. als Neurotransmitter sowie Blutfluss und -druck regulierendes Agens. Im Pflanzenreich werden NO u. a. Aufgaben bei der Regulierung von Spalt{\"o}ffnungen, der Abwehr von Pathogenen sowie der Differenzierung der Xylemelemente zugeschrieben. Die vorliegende Arbeit verfolgte zwei Ziele: - Erforschung alternativer oxidativer Synthesewege von NO in Pflanzen und - Untersuchung der NO-Spezifit{\"a}t der DAF-Fluoreszenzfarbstoffe ausgehend Diskrepanzen zwischen Daten aus Floureszenzanalysen und der Gasphasen-Chemilumineszenz in fr{\"u}heren Arbeiten unserer Arbeitsgruppe und zahlreichen weiteren Publikationen. a) NO-Produktion aus Hydroxylaminen Hydroxylamin ist ein Zwischenprodukt bei der bakteriellen Denitrifizierung und wurde auch als Intermediat bei der Nitratreduktion in Pflanzen diskutiert. Hier wird gezeigt, dass Tabaksuspensionzellen in der Lage waren, exogenes Hydroxylamin schon in sehr niedrigen Konzentrationen (4 µM) zu NO zu oxidieren. Auch ein anderes HA-Derivat, n{\"a}mlich der Hemmstoff der Alternativen Oxidase (AOX) in Mitochondrien, Salicylhydroxams{\"a}ure (SHAM), wurde zu NO oxidiert. Die Vermutung, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) k{\"o}nn-ten bei diesem Oxidationsprozess eine Rolle spielen, wurde {\"u}berpr{\"u}ft: Nach Einwirkung des ROS-abbauenden Enzyms Superoxid-Dismutase (SOD) konnte aber {\"u}berraschender-weise keine Verminderung, sondern eher eine Steigerung der NO-Emission beobachtet werden. Die Rolle der SOD in diesem Reaktionsprozess ist daher noch nicht verstanden. b) NO-Detektion mittels Fluoreszenzindikatoren Zur Visualisierung und Lokalisierung von NO in tierischen und pflanzlichen Zellen und Geweben (in situ) mittels mikroskopischer (LSM) oder fluorimetrischer Methoden werden Fluoreszenzfarbstoffe, z. B. DAF-2 oder DAF-FM verwendet. Diese Farbstoffe reagieren mit NO zu stark fluoreszierenden Triazol-Derivaten. Eine Situation, in der Pflanzen u. a. mit NO-Freisetzung reagieren, ist der Pathogenbefall. Wir untersuchten die Reaktion von Tabaksuspensionszellen auf den pilzlichen Elicitor Cryptogein, ein Protein des Oomyceten Phytophthora cryptogea. Im Filtrat der Zellen, die mit Cryptogein behandelt wurden, zeigte sich nach Zugabe von DAF-Farbstoffen ein starker Fluoreszenzanstieg. Um die fluoreszenzerh{\"o}henden Stoffe zu charakterisieren, wurde das Filtrat vor der DAF-Zugabe verschiedentlich behandelt. Bei Zugabe von KCN bzw. Katalase zum {\"U}berstand, verringerte sich der Fluoreszenzanstieg. Gleichzeitige Behandlung der Zellen mit Cryptogein sowie dem NADPH-Oxidase-Inhibitor DPI unterband den Fluoreszenzanstieg im {\"U}berstand nahezu komplett. Enzym-Assays mit Amplex Rot zeigten die Anh{\"a}ufung von H2O2 im Filtrat der elicitierten Zellen. Neben ROS werden von Pflanzenzellen auch Peroxidasen in den Apoplasten sekretiert, die mit Hilfe von H2O2 f{\"u}r eine verst{\"a}rkte Quervernetzung der Zellwand sorgen. Sowohl in unbehandelten Kontrollzellen als auch in elicitierten Zellen wurde Peroxidase-Aktivit{\"a}t nachgewiesen. Nach Zugabe von H2O2 und DAF-2 zum Filtrat von Kontrollzellen ergab sich ein Fluoreszenzanstieg {\"a}hnlich dem im Filtrat von behandelten Zellen. Mit Hilfe eines einfachen In-vitro-Systems aus Meerettich-Peroxidase (MR-PO), Wasser-stoffperoxid (H2O2) und DAF-2 konnten noch h{\"o}here Fluoreszenzwerte erzielt werden, was die Vermutung der Fluoreszenzerh{\"o}hung ohne Anwesenheit von NO erh{\"a}rtete. Um diese nicht aus einer Reaktion mit NO resultierenden DAF-Produkte n{\"a}her zu charak-terisieren, wurden Trennungen mittels Umkehrphasen-Hochdruck-Fl{\"u}ssigkeitschro-matographie mit Fluoreszenzdetektion (RP-HPLC-FL) und Massenspektrometrie (UPLC-MS) durchgef{\"u}hrt. Dabei wurden tats{\"a}chlich zwei neue Reaktionsprodukte festgestellt, die sich eindeutig von DAF-2T unterschieden. Letzteres konnte nur bei Hinzuf{\"u}gen des NO-Donors DEA-NO detektiert werden. Zur Erfassung von intrazellul{\"a}ren Reaktionsprodukten von DAF wurden die chromatogra-phischen Trennmethoden auch auf Extrakte von mit DAF-2 DA aufgeladenen und danach elicitierten Zellen angewandt. Bei dieser Auftrennung tauchten noch mehr DAF-Reaktionsprodukte auf. Die Hauptfluoreszenz, die auch bei nicht inkubierten Zellen auf-trat, konnte auf eine Reihe sehr fr{\"u}h eluierender Substanzen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die zwei DAF-Derivate aus dem {\"U}berstand inkubierter Zellen bzw. der In-vitro-Reaktion (MR-PO+H2O2+DAF-2) tauchten jedoch {\"u}berhaupt nicht auf. Vorl{\"a}ufige massenspektrometrische Analysen legen nahe, dass es sich bei den in Abwe-senheit von NO gebildeten zwei Verbindungen um isomere Dimere von DAF-2 handelt.},
  subject      = {Stickstoffmonoxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2012,
  author    = {Sch{\"a}fer, Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Regulation der Invertaseaktivit{\"a}t und zu Invertaseinhibitoren aus Pflanzenextrakten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71469},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Spaltung verschiedener Zuckerverbindungen ist ein elementarer Vorgang in allen Lebewesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Enzyme untersucht, die Saccharose, einen wichtigen Energietr{\"a}ger und Botenstoff, in Fructose und Glucose spalten. Sie liefert einen umfassenden {\"U}berblick saccharosespaltender Enzyme und deren Inhibitoren, der erstmals die Gebiete der β-Fructofuranosidasen und der α-Glucosidasen vereinigt. Invertasen (β-Fructofuranosidasen, Abspaltung der Fructose) spielen eine zentrale Rolle im Metabolismus der Pflanzen und werden auf vielf{\"a}ltige Art und Weise reguliert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Ver{\"a}nderungen in der Aktivit{\"a}t durch verschiedene Einfl{\"u}sse in vitro untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Temperaturoptima der Invertasen erstaunlich hoch liegen. Das Verhalten der getesteten alkalischen / neutralen Invertase aus Lolium temulentum unterschied sich bei vielen Tests von dem der anderen eingesetzten Invertasen. Auch in Tieren bzw. im Menschen sind saccharosespaltende Enzyme, hier bezeichnet als Sucrasen bzw. α-Glucosidasen (Abspaltung der Glucose), an vielen wichtigen Vorg{\"a}ngen beteiligt, etwa der Glykosilierung von Proteinen oder der Verdauung. Die humane Sucrase-Isomaltase aus dem D{\"u}nndarm ist ein Target in der Diabetestherapie. Erstmals konnte die humane Sucrase als aktive Untereinheit in der Hefe Pichia pastoris exprimiert werden. Neben den Enzymen selbst wurden das Wirkspektrum und die Wirkst{\"a}rke verschiedener Inhibitoren untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Acarbose, ein Pseudotetrasaccharid, das in der Diabetestherapie verwendet wird, auch pflanzliche Invertasen hemmt. Die in ihrer Struktur zueinander sehr {\"a}hnlichen Iminozucker DMDP, Miglitol und Calystegin B2 unterschieden sich erheblich in ihrer Hemmaktivit{\"a}t. DMDP ist dabei am potentesten, Miglitol f{\"u}hrt teilweise zu einer erh{\"o}hten Invertaseaktivit{\"a}t und Calystegin B2 verf{\"u}gt nur {\"u}ber ein beschr{\"a}nktes Hemmspektrum. Pflanzliche proteinogene Invertaseinhibitoren hemmten auch die humane Sucrase und die Hefeinvertase; wurden die Inhibitorproteine in P. pastoris exprimiert und dabei glykosiliert, hatten sie keine Hemmaktivit{\"a}t. Als einziger Inhibitor zeigte Miglitol der getesteten alkalischen / neutralen Invertase gegen{\"u}ber ein Verhalten, das als selektiv bezeichnet werden kann, da die Hemmung mit Konzentrationen, die um den Faktor 1000 niedriger waren als bei anderen Invertasen, eintrat. F{\"u}r die Suche nach neuen Inhibitoren wurden ein Screening und eine Literaturrecherche zum Thema Pflanzen in der Diabetestherapie bzw. pflanzliche Glucosidasehemmstoffe durchgef{\"u}hrt. Die Literaturrecherche weist darauf hin, dass eine große Anzahl an Pflanzen potentielle Wirkstoffe beinhalten k{\"o}nnte. Das Screening nach neuen Hemmstoffen wurde gr{\"o}ßtenteils mit Pflanzenextrakten aus der Traditionellen Chinesischen Medizin durchgef{\"u}hrt. Dabei wurden hemmende Extrakte entdeckt, die weiter auf ihre aktiven Komponenten hin untersucht werden sollten.},
  subject      = {Invertase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Findling2012,
  author    = {Findling, Simone},
  title     = {Untersuchungen zur Relevanz der reversiblen Methylierung von Jasmons{\"a}ure in Solanum lycopersicum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74595},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Jasmonate sind wichtige zellul{\"a}re Mediatoren, die eine essentielle Rolle in der Pflanzen-entwicklung und Abwehr von biotischem und abiotischem Stress spielen. Jasmons{\"a}ure (JA) als zentrales Intermediat kann dabei auf unterschiedlichste Art und Weise metaboli-siert werden. Eine M{\"o}glichkeit der Metabolisierung ist die Veresterung der JA zu Methyljasmonat (MeJA) durch die Jasmons{\"a}ure-Carboxyl-Methyltransferase (JMT). Interessanterweise ist diese Reaktion reversibel, da die Methyljasmonatesterase (MJE) die Hydrolyse zu JA katalysiert. Obwohl die Funktion diverser Metabolite, wie die des biologisch aktivsten Metaboliten JA-Isoleucin, aufgekl{\"a}rt wurde, ist die Rolle der reversiblen Methylierung noch weitestgehend unklar. Aufgrund der differenten physikochemischen Eigenschaften von JA und MeJA wird diskutiert ob MeJA von JA unterschiedliche biologische Eigenschaften aufweist und/oder als transzellul{\"a}res oder systemisches Signal fungiert. Anhand der Generierung transgener Pflanzen, in denen die Umwandlung zwischen JA und MeJA gest{\"o}rt ist, sollten diese Hypothesen {\"u}berpr{\"u}ft werden. Dazu wurden Tomatenlinien hergestellt, die die Enzyme der reversiblen Methylierung (JMT, MJE) {\"u}berexprimieren (JMT-OE, MJE-OE) sowie Linien, in denen durch ,,Post transcriptional gene silencing" die MJE verringert exprimiert wird. Basierend auf MJE-RNAi-Linien, die eine reduzierte in vitro MeJA-Hydrolyseaktivit{\"a}t auf-weisen, sollte durch exogene Applikation von MeJA analysiert werden, ob MeJA selbst biologische Aktivit{\"a}ten aufweist oder zun{\"a}chst mittels MJE in JA umgewandelt werden muss. Es war kein reproduzierbarer Unterschied der Reaktion auf die MeJA-Applikation {\"u}ber die w{\"a}ssrige Phase und {\"u}ber die Gasphase zwischen Kontroll- und MJE-RNAi-Linien festzustellen. Um zu eruieren, ob MeJA als transzellul{\"a}res, parakrines Signal agiert, wurden die Gen-expression und das Oxylipinprofil in verwundeten Bl{\"a}ttern der transgenen Linien unter-sucht. Ob MeJA als systemisches Signal dient, sollte anhand der Verwundung von Pfropfkombinationen aus Kontrolllinie als Unterlage und MJE-RNAi als Spross anhand der Analyse der Genexpression in distalen Bereichen festgestellt werden. Die Ergebnisse der Studien deuten daraufhin, dass MeJA weder als transzellul{\"a}res Signal noch als sys-temisches Signal bei der Verwundungsantwort agiert. Zudem kann ausgeschlossen wer-den, dass die MJE in distalen Bereichen der Pflanze in der Perzeption des systemischen Signals involviert ist. Da Jasmonate an der Abwehr von Pathogenen beteiligt sind, wurde die Empfindlichkeit gegen{\"u}ber dem nekrotrophen Pilz S. sclerotiorum getestet. Alle transgenen Linien mit Ver{\"a}nderung der reversiblen Methylierung wiesen erh{\"o}hte L{\"a}sionsgr{\"o}ßen, st{\"a}rkeres Pilzwachstum und erh{\"o}hte JA-Isoleucin und 12-OH-JA-Isoleucin Spiegel auf. Allerdings war keine Korrelation zwischen den erh{\"o}hten JA-Isoleucin Spiegeln und der Expression von Abwehrgenen wie PINII und JA-Biosyntheseenzymen wie AOC zu verzeichnen. Somit scheint die reversible Methylierung eine Rolle in der Pathogenabwehr gegen{\"u}ber S. sclerotiorum zu spielen jedoch sind die Mechanismen, die zur erh{\"o}hten Suszeptibilit{\"a}t der Linien f{\"u}hren, noch unklar.},
  subject      = {Jasmons{\"a}ure},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bonfig2008,
  author    = {Bonfig, Katharina Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Rolle des Kohlenhydratmetabolismus w{\"a}hrend Pflanze-Pathogen-Interaktionen und der Keimlingsentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32488},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Invertasen sind Schl{\"u}sselenzyme in der Kohlenhydratverteilung und haben m{\"o}glicherweise auch w{\"a}hrend einer Pathogeninfektion eine zentrale Bedeutung. In vorliegender Arbeit wurde zun{\"a}chst die Regulation verschiedener Stoffwechselwege in Arabidopsis thaliana nach Infektionen mit einem virulenten oder avirulenten Stamm von Pseudomonas syringae untersucht. Mit Hilfe der Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung konnten r{\"a}umliche und zeitliche Ver{\"a}nderungen der Photosynthese verfolgt werden. Verschiedene Parameter waren unterschiedlich reguliert. In beiden Interaktionen waren Effekte nur lokal um die Infektionsstellen erkennbar und qualitativ {\"a}hnlich. Unterschiede waren im zeitlichen Eintreten und Verlauf sichtbar. Die Methode schien geeignet f{\"u}r die sensitive, nicht-invasive Pathogenfr{\"u}herkennung vor dem Auftreten sichtbarer Symptome. Die Regulation verschiedener Gene innerhalb von Source-Sink-{\"U}berg{\"a}ngen und die Aktivit{\"a}t von Invertasen war in den beiden Interaktionen qualitativ unterschiedlich. Die Infektion mit virulenten Bakterien resultierte in einer Repression photosynthetischer Gene. Die Aktivit{\"a}t vakuol{\"a}rer Invertasen stieg vor{\"u}bergehend nach Infektion mit virulenten Bakterien an, w{\"a}hrend sie nach Infektion mit avirulenten Bakterien sank. Die Aktivit{\"a}t extrazellul{\"a}rer Invertasen war in beiden Interaktionen reprimiert. Die erfolgreiche Generierung verschiedener Bakterienst{\"a}mme von P. syringae, die das gr{\"u}n fluoreszierende Protein exprimieren, kann bei der weiteren Charakterisierung von Pflanze-Pathogen-Interaktionen helfen. Die Regulation von Invertasen erfolgt auf transkriptioneller und posttranslationaler Ebene. Um die Funktion von Invertasen in Pflanze-Pathogen-Interaktionen zu verstehen, wurde zun{\"a}chst die Regulation von Invertasen durch endogene proteinogene Invertaseinhibitoren untersucht. In {\"U}bereinstimmung mit in silico Expressionsdaten konnte durch Untersuchung von Reportergenlinien und in Northern Blot Analysen eine starke Expression von Invertaseinhibitoren in Bl{\"a}ttern von A. thaliana festgestellt werden. Nach Applikation biotischer und abiotischer Stressfaktoren wurde diese Expression nahezu vollst{\"a}ndig reprimiert. Die indirekte Bestimmung der Invertaseinhibitoraktivit{\"a}t durch Messung der Invertaseaktivit{\"a}t in Mischextrakten zeigte, dass diese nach einer Pathogeninfektion vollst{\"a}ndig reprimiert war. In funktionellen Ans{\"a}tzen wurden transgene Pflanzen generiert, die Invertaseinhibitoren unter Kontrolle induzierbarer Promotoren exprimieren. Die Induktion der Invertaseinhibitorexpression {\"a}nderte die Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber verschiedenen Pathogenen nicht signifikant. In einem pharmakologischen Ansatz wurde der chemische Inhibitor Acarbose zur Hemmung der Invertaseaktivit{\"a}t in A. thaliana verwendet. Eine Behandlung von Bl{\"a}ttern bei gleichzeitiger Infektion mit Bakterien verursachte eine erh{\"o}hte Sensitivit{\"a}t der Pflanzen gegen{\"u}ber der Infektion, eine st{\"a}rkere Repression verschiedener Chlorophyllfluoreszenzparameter sowie ein erh{\"o}htes Bakterienwachstum im Vergleich zu einer Infektion mit den Bakterien allein. Keine Effekte wurden auf transkriptioneller Ebene bei der Untersuchung von Genen verschiedener Stoffwechselwege gefunden. Die Invertaseaktivit{\"a}t nach zus{\"a}tzlicher Behandlung mit Acarbose war tendenziell niedriger als die Aktivit{\"a}t nach einer Pathogeninfektion alleine. Acarbose erh{\"o}hte die Spiegel an Salicyls{\"a}ure unabh{\"a}ngig von einer Pathogeninfektion. Da das Bakterienwachstum in Mutanten des Salicyls{\"a}ure-vermittelten Abwehrweges bei zus{\"a}tzlicher Behandlung mit Acarbose ebenfalls erh{\"o}ht war, kann eine Beteiligung dieses Abwehrweges am Acarboseeffekt bisher ausgeschlossen werden. Invertasen sind neben ihrer Beteiligung an der Abwehr f{\"u}r die Regulation von Entwicklungsprozessen wichtig. In einem funktionellen Ansatz mit Pflanzen, die Invertaseinhibitoren induzierbar produzieren, wurde die Funktion von Invertasen getestet. Zur Generierung spezifischer Effekte wurden die Inhibitoren unter Kontrolle synthetischer Promotoren in A. thaliana exprimiert. Unerwarteterweise war das Wachstum putativ transgener Keimlinge jedoch im 4-Blatt-Stadium arretiert. Eine Analyse der Aktivit{\"a}t der ß-Glucuronidase in den entsprechenden Reporterlinien zeigte eine Korrelation zwischen der Wachstumsarretierung und einer hohen Aktivit{\"a}t dieser Promotoren unter verschiedenen in vitro Bedingungen. Dieser negative Effekt der Invertaseinhibition auf das Keimlingswachstum wurde in transgenen Tabakpflanzen bekr{\"a}ftigt, die Invertaseinhibitoren unter Kontrolle eines Tetracyclin-induzierbaren Promotors exprimierten. Eine erfolgreiche Induktion des Promotors resultierte in einer Reduktion des Frischgewichtes der Keimlinge. Mittels in silico Expressionsdaten und Northern Blot Analysen konnte f{\"u}r A. thaliana eine spezifische und starke Expression verschiedener Invertaseisoformen in Keimlingen nachgewiesen werden. Diese komplement{\"a}ren Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit der Invertaseaktivit{\"a}t f{\"u}r eine normale Keimlingsentwicklung.},
  subject      = {Invertase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gueta2012,
  author    = {Gueta, Ronnie},
  title     = {Untersuchungen zur Struktur und Funktion von Channelrhodopsinen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85693},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die zur Gruppe der mikrobiellen Rhodopsine geh{\"o}renden lichtaktivierbaren Ionenkan{\"a}le Channelrhodopsin 1 (ChR1) und Channelrhodopsin 2 (ChR2) aus dem Augenfleck von C. rheinhardtii sind Bestandteile des visuellen Systems und an der Phototaxis beteiligt. Sie bestehen aus einem zytosolisch gelegenen C Terminus, dessen Funktion noch ungekl{\"a}rt ist und einem, f{\"u}r die Kanalaktivit{\"a}t verantwortlichen, N terminalen Bereich aus sieben Transmembranhelices. Der lichtsensitive Kofaktor all trans Retinal ist kovalent an einen Lysinrest (K257) der siebten Transmembranhelix gebunden. Bei einer Belichtung mit Blaulicht isomerisiert das Chromophor zur 13 cis Form, was eine Konformations{\"a}nderung und das {\"O}ffnen des Kanals zur Folge hat. Im Zuge dessen str{\"o}men ein und zweiwertige Kationen in die Zelle und eine Depolarisation findet statt. Um einen tieferen Einblick in Struktur und funktionelle Mechanismen zu bekommen, wurden Wildtyp und Mutanten von Ch1 und ChR2 heterolog in Oozyten von X. laevis exprimiert. In Bakteriorhodopsin bilden die Seitenketten von T90 und D115 eine f{\"u}r Stabilit{\"a}t und Funktion wichtige Wasserstoffbr{\"u}cke aus. Durch elektrophysiologische, fluoreszenzmikroskopische und biochemische Verfahren wurden Mutanten der entsprechenden Reste in ChR2 (C128, D156) untersucht. Diese zeigten eine deutlich verlangsamte Kinetik und eine 10 bis 100fache Erh{\"o}hung der Lichtempfindlichkeit. Die identischen Auswirkungen von Mutationen beider Reste deuten auf eine Bindung mit funktioneller Bedeutung zwischen C128 und D156 hin. Im Falle von ChR2 C128T, C128A und D156A konnte der Kanal nach Anregung mit Blaulicht, durch gr{\"u}nes und violettes Licht vorzeitig geschlossen werden. Diese Lichtqualit{\"a}ten entsprechen den Absorptionswellenl{\"a}ngen zweier Intermediate des Photozyklus von ChR2 (P390 und P520). Durch Ver{\"a}nderung des externen pH-Wertes konnten Hinweise auf eine protonenabh{\"a}ngige Gleichgewichtsreaktion dieser Intermediate gefunden werden. Auch in dem f{\"u}r Protonen h{\"o}her leitf{\"a}higen ChR1 konnten Hinweise auf eine Interaktion zwischen den Resten C167 und D195 gefunden werden. Elektrische Messungen von Mutanten zeigten eine deutliche Erh{\"o}hung des Photostroms bei verh{\"a}ltnism{\"a}ßig geringem Anstieg der Schließzeit. Der Einfluss dieser Mutationen auf die Kinetik war somit weniger ausgepr{\"a}gt als bei ChR2. Einen besonderen Stellenwert unter allen Channelrhodopsin Mutanten nehmen ChR2 D156C und ChR1 D195C ein. Mit einem Photostrom von 5 µA bei ChR1 D195C und bis zu 50 µA bei ChR2 D156C konnten f{\"u}r diese die h{\"o}chsten Photostr{\"o}me aller bisher charakterisierten ChR1 bzw. ChR2 Varianten nachgewiesen werden. Durch fluoreszenzmikroskopische Quantifizierung konnte f{\"u}r alle im Rahmen dieser Arbeit erstellten ChR1 und ChR2 Mutanten eine erh{\"o}hte Proteinmenge sowohl in Anwesenheit als auch Abwesenheit zus{\"a}tzlichen all trans Retinals w{\"a}hrend der Inkubation nachgewiesen werden. Die Fluoreszenzintensit{\"a}ten korrelierten hierbei mit der H{\"o}he der Stromamplituden und erreichten ein Maximum bei ChR2 D156C. Biochemische Experimente mit der Gesamtmembranfraktion von ChR2 exprimierenden Oozyten lieferten Hinweise auf eine dimere Quart{\"a}rstruktur von Channelrhodopsinen, was durch die Kristallstruktur einer Chim{\"a}re aus ChR1 und ChR2 von (Kato et al., 2012) best{\"a}tigt wurde. Unter der Annahme, dass die Poren in den Proteomeren gebildet werden, konnte eine gegenseitige Beeinflussung der Regionen in heterodimeren Kan{\"a}len aus ChR2 Wildtyp und Mutanten aufgrund kinetischer Unterschiede bei kurzer und langer Belichtung oder der Verwendung von unterschiedlichen Lichtintensit{\"a}ten nachgewiesen werden. Eine Voraussetzung f{\"u}r diesen Effekt ist eine synchrone Anregung beider Untereinheiten. Die Interaktion von Channelrhodopsin Untereinheiten konnte in vivo mithilfe der bimolekularen Fluoreszenzkomplementation nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich, dass die Wechselwirkung nicht nur auf identische Untereinheiten in Homodimeren beschr{\"a}nkt ist, sondern auch bei Heterodimeren aus verschiedenen ChR2 Untereinheiten und sogar zwischen ChR2 und ChR1 m{\"o}glich ist.},
  subject      = {Ionenkanal},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dunkel2008,
  author    = {Dunkel, Marcel},
  title     = {Untersuchungen zur Translokation und Funktion von Tandem-Poren Kaliumkan{\"a}len der TPK-Familie aus Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34743},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {• Die Modellpflanze der Pflanzenphysiologen, Arabidopsis thaliana, besitzt mindestens 15 verschiedene kaliumselektive Kan{\"a}le, von denen 5 der Strukturklasse der Tandemporen-Kaliumkan{\"a}le angeh{\"o}ren und daher TPK-Kan{\"a}le genannt werden. • Tandemporenkan{\"a}le findet man nur bei eukaryontischen Organismen. Die pflanzlichen Tandemporen Kaliumkan{\"a}le haben einen gemeinsamen phylogenetischen Ursprung und unterscheiden sich von den Tierischen und denen der Pilze und Einzeller. Die pflanzlichen TPK-Kan{\"a}le lassen sich wiederum in die TPK1-Unterfamilie und die TPK2-Unterfamilie unterteilen. Die weitere Evolution der TPK2-Unterfamilie von A. thaliana, TPK2, TPK3, TPK4 und TPK5, l{\"a}sst sich eindeutig auf bestimmte Duplikationsereignisse im Genom von A. thaliana und dessen Ahnen zur{\"u}ckf{\"u}hren. Auch der Ein-Poren Kaliumkanal KCO3 geht sehr wahrscheinlich auf die Duplikation des TPK2 und einer anschließenden Deletion und nicht auf einen der prokaryontischen Ein-Poren-Kaliumkanal-Prototypen zur{\"u}ck. • Vier der A. thaliana TPK-Kan{\"a}le (TPK1, 2, 3 und 5) lokalisieren in der Vakuolenmembran, w{\"a}hrend einer, TPK4, zum großen Teil im ER, aber auch in der Plasmamembran zu finden ist. Die Translokation des TPK1 folgt dem sekretorischen Pfad vom ER, durch den Golgi und m{\"o}glichen intermedi{\"a}ren Kompartimenten hin zur Membran der lytischen Vakuole. Von entscheidender Bedeutung ist dabei der zytoplasmatische Carboxy-Terminus (CT) des TPK1. Deletionsmutanten des TPK1 CT zeigen, dass die Translokation mindestens zwei Sortierungsschritten, am Ausgang des ER und des Golgi, unterliegt. Fehlt der CT komplett bleibt der Kanal im ER. Die Sortierungssignale des TPK1 CT konnten auf die EF-Hand Dom{\"a}ne I eingegrenzt werden. Anschließende Punktmutationen in diesem Bereich konnten zeigen, dass TPK1 in der eigentlich f{\"u}r die Ca2+ Bindung zust{\"a}ndigen Dom{\"a}ne ein di-azidisches ER-Export Motiv bestehend aus Asparagins{\"a}ure, Leucin und Glutamins{\"a}ure enth{\"a}lt. Andere Arbeiten legen nahe, dass der Mechanismus des ER-exports von TPK1 auf der Interaktion mit COPII Vesikelh{\"u}llproteinen beruht; TPK1 also in Vesikel sortiert wird, die sich am ER abschn{\"u}ren und mit dem cis-Golgi fusionieren. Der Vergleich mit anderen pflanzlichen TPK Kan{\"a}len l{\"a}sst vermuten, dass TPK1 Orthologe, nicht aber die A. thaliana Homologen ein di-azidisches ER-Exportmotiv besitzen. Die Translokation des TPK3 erwies sich dementsprechend als unabh{\"a}ngig von dessen CT. Weitere Experimente schließen außerdem eine Beteiligung der 14-3-3 Bindung an der Translokation aus. • TPK4 ist der einzige TPK der heterolog in Xenopus Oozyten funktionell exprimiert werden kann. Wie Mutationen an einem essentiellen Aspartat (Asp86, Asp200) in der Pore zeigten, sind beide tandem repetierten Porendom{\"a}nen einer Kanaluntereinheiten an der Porenbildung beteiligt. Somit formt sich TPK4 {\"a}hnlich wie die tierischen TPK-Kan{\"a}le voraussichtlich aus zwei Untereinheiten. Ein Austausch der zweiten Porendom{\"a}ne von TPK4 konnte zeigen, dass TPK2, TPK3 und TPK5, mit ihrer zweiten Porendom{\"a}ne und TPK4 mit seiner ersten Porendom{\"a}ne den TPK4 zu einem funktionellen Kaliumkanal komplementieren k{\"o}nnen. Da keine der TPK4 Eigenschaften, außer geringf{\"u}gig die relative Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Rb+, ver{\"a}ndert wurde, kann man absehen, dass die homologen TPK2, TPK3 und TPK5 als instantan aktivierte, spannungsunabh{\"a}ngige Kaliumkan{\"a}le der Vakuolenmembran fungieren. Dazu kommt wahrscheinlich {\"a}hnlich wie bei TPK1 ein 14-3-3 und Ca2+ abh{\"a}ngiges {\"O}ffnen und Schließen. • Weiterf{\"u}hrende elektrophysiologische Untersuchungen am TPK4 zeigten eine Beteiligung einer transmembranen Asparagins{\"a}ure (Asp110) an der Kaliumpermeation und der schwachen Einw{\"a}rtsgleichrichtung. Der Aspartatrest ist in die wassergef{\"u}llte Aussparung der zytoplasmatischen Porenh{\"a}lfte orientiert. Damit kann er {\"u}ber ionische Wechselwirkungen sowohl Kalium in der Pore konzentrieren als auch potentielle Kanalblocker wie Mg2+ oder Polyamine binden. Die Konservierung des Aspartats unter anderem bei TPK2, TPK3 und TPK5 deutet daraufhin, dass auch die vakuol{\"a}ren TPK-Kan{\"a}le eine Einw{\"a}rtsgleichrichtung vermitteln, die auf einem spannungsabh{\"a}ngigen Block von zytoplasmatischer Seite basiert. • Im Gegensatz zum zytoplasmatischen Block ist das Schließen des TPK4 durch zytoplasmatische Ans{\"a}uerung spannungsunabh{\"a}ngig und ist daher von einer Protonierungsreaktion abh{\"a}ngig. {\"U}ber zahlreiche Deletionen und Chim{\"a}ren des TPK4 wurde der Bereich, in dem sich pH-Sensor und pH-Tor befinden, auf den Bereich zwischen transmembranen und zytoplasmatischen Dom{\"a}nen eingegrenzt. Dar{\"u}ber hinaus fungieren Histidine nicht als pH-Sensor.},
  subject      = {Vakuole},
  language  = {de}
}
@article{KunzGoetzGaoetal.2020,
  author    = {Kunz, Tobias C. and G{\"o}tz, Ralph and Gao, Shiqiang and Sauer, Markus and Kozjak-Pavlovic, Vera},
  title     = {Using Expansion Microscopy to Visualize and Characterize the Morphology of Mitochondrial Cristae},
  series = {Frontiers in Cell and Developmental Biology},
  volume    = {8},
  journal   = {Frontiers in Cell and Developmental Biology},
  issn      = {2296-634X},
  doi       = {10.3389/fcell.2020.00617},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-208296},
  year      = {2020},
  abstract  = {Mitochondria are double membrane bound organelles indispensable for biological processes such as apoptosis, cell signaling, and the production of many important metabolites, which includes ATP that is generated during the process known as oxidative phosphorylation (OXPHOS). The inner membrane contains folds called cristae, which increase the membrane surface and thus the amount of membrane-bound proteins necessary for the OXPHOS. These folds have been of great interest not only because of their importance for energy conversion, but also because changes in morphology have been linked to a broad range of diseases from cancer, diabetes, neurodegenerative diseases, to aging and infection. With a distance between opposing cristae membranes often below 100 nm, conventional fluorescence imaging cannot provide a resolution sufficient for resolving these structures. For this reason, various highly specialized super-resolution methods including dSTORM, PALM, STED, and SIM have been applied for cristae visualization. Expansion Microscopy (ExM) offers the possibility to perform super-resolution microscopy on conventional confocal microscopes by embedding the sample into a swellable hydrogel that is isotropically expanded by a factor of 4-4.5, improving the resolution to 60-70 nm on conventional confocal microscopes, which can be further increased to ∼ 30 nm laterally using SIM. Here, we demonstrate that the expression of the mitochondrial creatine kinase MtCK linked to marker protein GFP (MtCK-GFP), which localizes to the space between the outer and the inner mitochondrial membrane, can be used as a cristae marker. Applying ExM on mitochondria labeled with this construct enables visualization of morphological changes of cristae and localization studies of mitochondrial proteins relative to cristae without the need for specialized setups. For the first time we present the combination of specific mitochondrial intermembrane space labeling and ExM as a tool for studying internal structure of mitochondria.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Beck2019,
  author    = {Beck, Sebastian},
  title     = {Using optogenetics to influence the circadian clock of \(Drosophila\) \(melanogaster\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-18495},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184952},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Almost all life forms on earth have adapted to the most impactful and most predictable recurring change in environmental condition, the cycle of day and night, caused by the axial rotation of the planet. As a result many animals have evolved intricate endogenous clocks, which adapt and synchronize the organisms' physiology, metabolism and behaviour to the daily change in environmental conditions. The scientific field researching these endogenous clocks is called chronobiology and has steadily grown in size, scope and relevance since the works of the earliest pioneers in the 1960s. The number one model organism for the research of circadian clocks is the fruit fly, Drosophila melanogaster, whose clock serves as the entry point to understanding the basic inner workings of such an intricately constructed endogenous timekeeping system. In this thesis it was attempted to combine the research on the circadian clock with the techniques of optogenetics, a fairly new scientific field, launched by the discovery of Channelrhodopsin 2 just over 15 years ago. Channelrhodopsin 2 is a light-gated ion channel found in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. In optogenetics, researches use these light-gated ion channels like Channelrhodopsin 2 by heterologously expressing them in cells and tissues of other organisms, which can then be stimulated by the application of light. This is most useful when studying neurons, as these channels provide an almost non-invasive tool to depolarize the neuronal plasma membranes at will. The goal of this thesis was to develop an optogenetic tool, which would be able to influence and phase shift the circadian clock of Drosophila melanogaster upon illumination. A phase shift is the adaptive response of the circadian clock to an outside stimulus that signals a change in the environmental light cycle. An optogenetic tool, able to influence and phase shift the circadian clock predictably and reliably, would open up many new ways and methods of researching the neuronal network of the clock and which neurons communicate to what extent, ultimately synchronizing the network. The first optogenetic tool to be tested in the circadian clock of Drosophila melanogaster was ChR2-XXL, a channelrhodopsin variant with dramatically increased expression levels and photocurrents combined with a prolonged open state. The specific expression of ChR2-XXL and of later constructs was facilitated by deploying the three different clock-specific GAL4-driver lines, clk856-gal4, pdf-gal4 and mai179-gal4. Although ChR2-XXL was shown to be highly effective at depolarizing neurons, these stimulations proved to be unable to significantly phase shift the circadian clock of Drosophila. The second series of experiments was conducted with the conceptually novel optogenetic tools Olf-bPAC and SthK-bPAC, which respectively combine a cyclic nucleotide-gated ion channel (Olf and SthK) with the light-activated adenylyl-cyclase bPAC. These tools proved to be quite useful when expressed in the motor neurons of instar-3 larvae of Drosophila, paralyzing the larvae upon illumination, as well as affecting body length. This way, these new tools could be precisely characterized, spawning a successfully published research paper, centered around their electrophysiological characterization and their applicability in model organisms like Drosophila. In the circadian clock however, these tools caused substantial damage, producing severe arrhythmicity and anomalies in neuronal development. Using a temperature-sensitive GAL80-line to delay the expression until after the flies had eclosed, yielded no positive results either. The last series of experiments saw the use of another new series of optogenetic tools, modelled after the Olf-bPAC, with bPAC swapped out for CyclOp, a membrane-bound guanylyl-cyclase, coupled with less potent versions of the Olf. This final attempt however also ended up being unsuccessful. While these tools could efficiently depolarize neuronal membranes upon illumination, they were ultimately unable to stimulate the circadian clock in way that would cause it to phase shift. Taken together, these mostly negative results indicate that an optogenetic manipulation of the circadian clock of Drosophila melanogaster is an extremely challenging subject. As light already constitutes the most impactful environmental factor on the circadian clock, the combination of chronobiology with optogenetics demands the parameters of the conducted experiments to be tuned with an extremely high degree of precision, if one hopes to receive positive results from these types of experiments at all.},
  subject      = {Chronobiologie},
  language  = {en}
}
@article{BoehmScherzerShabalaetal.2016,
  author    = {B{\"o}hm, J. and Scherzer, S. and Shabala, S. and Krol, E. and Neher, E. and Mueller, T. D. and Hedrich, R.},
  title     = {Venus flytrap HKT1-type channel provides for prey sodium uptake into carnivorous plant without conflicting with electrical excitability},
  series = {Molecular Plant},
  volume    = {9},
  journal   = {Molecular Plant},
  number    = {3},
  doi       = {10.1016/j.molp.2015.09.017},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189803},
  pages     = {428-436},
  year      = {2016},
  abstract  = {The animal diet of the carnivorous Venus flytrap, Dionaea muscipula, contains a sodium load that enters the capture organ via an HKT1-type sodium channel, expressed in special epithelia cells on the inner trap lobe surface. DmHKT1 expression and sodium uptake activity is induced upon prey contact. Here, we analyzed the HKT1 properties required for prey sodium osmolyte management of carnivorous Dionaea. Analyses were based on homology modeling, generation of model-derived point mutants, and their functional testing in Xenopus oocytes. We showed that the wild-type HKT1 and its Na\(^+\)- and K\(^+\)-permeable mutants function as ion channels rather than K\(^+\) transporters driven by proton or sodium gradients. These structural and biophysical features of a high-capacity, Na\(^+\)-selective ion channel enable Dionaea glands to manage prey-derived sodium loads without confounding the action potential-based information management of the flytrap.},
  language  = {en}
}