@phdthesis{Fischer2004,
  author    = {Fischer, Matthias},
  title     = {Lokalisierung eines Ged{\"a}chtnisses bei Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8050},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Es konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, daß das olfaktorische Kurzzeitged{\"a}chtnis von Drosophila melanogaster in den Pilzk{\"o}rpern lokalisiert ist. Zu Beginn dieser Doktorarbeit war bekannt, daß die Pilzk{\"o}rper notwendig f{\"u}r das Geruchsged{\"a}chtnis sind. Drei unabh{\"a}ngige Methoden der Ablation bzw. Ver{\"a}nderung der biochemischen Eigenschaften der Pilzk{\"o}rper hatten zu dem selben Ergebnis gef{\"u}hrt, daß funktionierende Pilzk{\"o}rper unentbehrlich f{\"u}r den Aufbau eines Geruchsged{\"a}chtnisses sind. Noch informativer als ein Experiment, in dem durch Zerst{\"o}rung einer Struktur eine Leistung unm{\"o}glich gemacht wird ist der umgekehrte Weg, der durch einen gewebespezifischen „rescue" die Leistung wiederherstellt. Dazu wurde in dieser Arbeit das wildtypische Allel des Gens rutabaga in rut-mutanten Fliegen mit Hilfe des Gal4/UAS-Systems ausschließlich in den Pilzk{\"o}rpern, bzw., im Gegenexperiment, nur außerhalb der Pilzk{\"o}rper zur Expression gebracht. rut kodiert f{\"u}r die Adenylatcyclase I, die mit synaptischer Plastizit{\"a}t bei Drosophila, Aplysia und M{\"a}usen in Verbindung gebracht wird. Man geht davon aus, daß synaptische Plastizit{\"a}t die molekulare Grundlage f{\"u}r Lernen und Ged{\"a}chtnis ist. Die AC I stellt cAMP her, dessen Menge und pr{\"a}zise Regulation die {\"U}bertragungsst{\"a}rke an Neuronen beeinflußt. Eine St{\"o}rung dieses Signalweges z. B. durch die rut-Mutation f{\"u}hrt zu einer Beeintr{\"a}chtigung des Ged{\"a}chtnisses bei Drosophila. rut wurde mit Hilfe des in Drosophila etablierten Gal4/UAS-Systems exprimiert: Der gewebespezifisch aktive Hefe-Transkriptionsfaktor Gal4 f{\"u}hrt dazu, daß das hinter einen Gal4-spezifischen UAS-Promotor klonierte wildtypische rut-Gen in denjenigen Zellen transkribiert wird, in denen der Transkriptionsfaktor vorhanden ist. Dies wurde in einer rut-Mutante durchgef{\"u}hrt, so daß in allen anderen Zellen keine funktionierende AC I vorhanden war. Die rut-abh{\"a}ngige synaptische Plastizit{\"a}t wurde damit ausschließlich auf die gew{\"u}nschten Regionen beschr{\"a}nkt. Das Expressionsmuster der Gal4-Linien wurde durch Immuncytochemie (Anti-Tau) sichtbar gemacht. Diese Fliegen wurden in einem klassischen Konditionierungsexperiment auf ihr Geruchs-Ged{\"a}chtnis untersucht. Dazu wurden einer Gruppe von Fliegen nacheinander 2 Ger{\"u}che pr{\"a}sentiert, von denen einer mit Elektroschocks gepaart war. Nach ca. 2 min konnten diese Fliegen sich f{\"u}r einen der beiden Ger{\"u}che entscheiden, die nun gleichzeitig aus 2 unterschiedlichen Richtungen dargeboten wurden. Je nach Lernleistung entschieden sich mehr oder weniger Fliegen f{\"u}r den vorher unbestraften Geruch. Es ergab sich, daß der Ort im Gehirn, an dem die wildtypische AC I exprimiert wurde, {\"u}ber die H{\"o}he des Ged{\"a}chtniswertes entschied: Die AC I ausschließlich in den Pilzk{\"o}rpern gew{\"a}hrte ein v{\"o}llig normales Ged{\"a}chtnis, wogegen die AC I außerhalb der Pilzk{\"o}rper das Ged{\"a}chtnis nicht gegen{\"u}ber der rut-Mutante verbessern konnte. Die Analyse der Expressionsverteilung von insgesamt 9 getesteten Fliegenlinien mißt {\"u}berdies dem \&\#61543;-Lobus des Pilzk{\"o}rpers eine besondere Bedeutung bei und l{\"a}ßt den Schluß zu, daß das hier untersuchte Ged{\"a}chtnis ausschließlich in den \&\#61543;-Loben lokalisiert ist. Dieses erfolgreiche rut-„rescue" - Experiment zeigt, daß rut-abh{\"a}ngige synaptische Plastizit{\"a}t ausschließlich in den Pilzk{\"o}rpern ausreichend f{\"u}r ein wildtypisches Ged{\"a}chtnis ist. Dieses Ergebnis vervollst{\"a}ndigt die Erkenntnisse von den Pilzk{\"o}rper-Ablationsexperimenten insofern, als nun die Aussage zutrifft, daß die Pilzk{\"o}rper notwendig und hinreichend f{\"u}r das olfaktorische Kurzzeitged{\"a}chtnis sind.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fischer2010,
  author    = {Fischer, Matthias},
  title     = {Der Einfluß der Ribosomale S6 Kinase 2 (RSK2) auf das Neuriten- und Synapsenwachstum in vivo und in Zellkultur},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48341},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In dieser Arbeit sollte die Funktion der Ribosomalen S6 Kinase 2 (RSK2) auf neuronaler Ebene untersucht werden. Dahingehend gab es, z.B. auf Grund der Ph{\"a}notypen von Fliegen und M{\"a}usen mit Mutationen im entsprechenden Gen oder von Patienten mit Coffin-Lowry-Syndrom (CLS) nur Vermutungen. Es bestand letztlich die Hoffnung, einen Beitrag zur Aufkl{\"a}rung der Pathophysiologie des CLS zu leisten. Es stellte sich auf Grund von Experimenten sowohl in vivo als auch in vitro in verschiedenen Modellsystemen in dieser Arbeit heraus, daß RSK2 einen negativen Einfluß auf das Neuriten- und Synapsenwachstum hat. In kultivierten Motoneuronen f{\"u}hrte der KO von RSK2 zu l{\"a}ngeren Axonen und die {\"U}berexpression eines konstitutiv aktiven RSK2-Konstrukts zu k{\"u}rzeren Axonen. In PC12-Zellen f{\"u}hrte die Expression von konstitutiv aktiven RSK2 Konstrukten zur Verk{\"u}rzung der Neuriten und die Expression eines Kinase-inaktiven RSK2 Konstrukts zu l{\"a}ngeren Neuriten. In vivo war die neuromuskul{\"a}re Synapse bei RSK2-KO M{\"a}usen vergr{\"o}ßert und hatte bei Drosophila rsk Mutanten mehr Boutons. Das RSK2-Protein ist in Motoneuronen der Maus und in {\"u}berexprimierter Form in den Boutons der neuromuskul{\"a}ren Synapse bei Drosophila nachweisbar. Damit wurde zum ersten Mal die Funktion von RSK2 auf neuronaler Ebene beschrieben. Bez{\"u}glich des Mechanismus, wie RSK2 das Nervenwachstum beeinflußt gab es deutliche Hinweise, die daf{\"u}r sprechen, daß RSK2 dies {\"u}ber eine in der Literatur schon h{\"a}ufiger beschriebene Hemmung der MAPK ERK1/2 erreicht. F{\"u}r diese Hypothese spricht die Tatsache, daß die ERK-Phosphorylierung in murinen Motoneuronen und im R{\"u}ckenmark embryonaler M{\"a}use der RSK2-Mutante erh{\"o}ht ist und der Axonwachstumsdefekt durch eine Hemmung von MEK/ERK behoben werden kann. Auch ist die ERK-Phosphorylierung an der murinen Muskel-Endplatte in der Mutante erh{\"o}ht. Zudem zeigen genetische Epistasis-Experimente in Drosophila, daß RSK die Bouton-Zahl {\"u}ber ERK/RL hemmt. RSK scheint also in Drosophila von der Funktion her der RSK2-Isoform in Wirbeltieren sehr {\"a}hnlich zu sein. Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist die Beobachtung, daß RSK2 bei Motoneuronen keinen wesentlichen Einfluß auf das {\"U}berleben der Zellen in Gegenwart neurotropher Faktoren hat. M{\"o}glicherweise spielen hier redundante Funktionen der RSK Familienmitglieder eine Rolle. Ein bislang unerkl{\"a}rter Befund ist die reduzierte Frequenz spontaner Depolarisationen bzw. damit einhergehender Ca2+ Einstr{\"o}me bei RSK2-KO Motoneuronen in Zellkultur. Die H{\"a}ufigkeit und Dichte von Ca2+-Kan{\"a}len und aktive Zonen Proteinen war in Motoneuronen nicht von der Anwesenheit des RSK2-Proteins abh{\"a}ngig. Im Hippocampus konnte außerdem das RSK2-Protein pr{\"a}synaptisch in den Moosfaser-Boutons der CA3 Region nachgewiesen werden. Es befindet sich auch in den Pyramidenzellen, aber nicht in den Pyramidenzell-Dendriten in CA3. Bez{\"u}glich der Bedeutung dieser Befunde f{\"u}r die Aufkl{\"a}rung der Pathologie des CLS ist zu folgern, daß der neuro-psychologische Ph{\"a}notyp bei CLS Patienten wahrscheinlich nicht durch reduziertes {\"U}berleben von Neuronen, sondern eher durch disinhibiertes Axonwachstum oder Synapsenwachstum bedingt ist. Dies kann grob sowohl f{\"u}r die peripheren als auch die zentralen Defekte gelten, denn die Synapsen im ZNS und am Muskel sind in ihrer molekularen Ausstattung z.B. im Bereich der Vesikel, der aktiven Zonen oder der Transmitteraussch{\"u}ttung sehr {\"a}hnlich. Weiterhin k{\"o}nnte eine ver{\"a}nderte synaptische Plastizit{\"a}t u.a. an der Moosfaser-Pyramidenzell-Synapse in der CA3 Region des Hippocampus eine Rolle bei den kognitiven und mnestischen Einschr{\"a}nkungen der Patienten spielen. Die Entdeckung, daß aktiviertes ERK bei den beobachteten Effekten eine Rolle spielt kann f{\"u}r die Entwicklung von Therapiestrategien eine wertvolle Erkenntnis sein.},
  subject      = {Ribosom},
  language  = {de}
}