@phdthesis{Knoedel2000,
  author    = {Kn{\"o}del, Matthias},
  title     = {Regulation der terminalen B-Zell-Differenzierung durch Blimp-1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1571},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Nach Aktivierung differenzieren B-Zellen entweder direkt zu IgM sezernierenden Plasmazellen oder treten in den Differenzierungsweg zur Ged{\"a}chtniszelle ein, der sowohl durch die Affinit{\"a}tsreifung als auch den Klassensprung zu sekund{\"a}ren Immunglobulin-Isotypen gekennzeichnet ist. Welchen Weg die B-Zelle durchl{\"a}uft, ist abh{\"a}ngig von der Intensit{\"a}t und der Dauer des BZR-Signals, von der Verf{\"u}gbarkeit und der Art der T-Zell-Hilfe und von weiteren Signalen in der speziellen Mikroumgebung des Keimzentrums. Der Transkriptionsfaktor Blimp-1 ("B lymphocyte induced maturation protein 1") wird als ein „Mastergen" der terminalen B-Zell-Differenzierung betrachtet und ist in der Lage, die komplexen Differenzierungsprozesse zu Ig-sezernierenden Plasmazellen auszul{\"o}sen und voranzutreiben. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit identifizieren Blimp-1 als wichtigen Regulator, der bestimmt, ob eine B-Zelle zur Plasmazelle oder zur Ged{\"a}chtniszelle differenziert. Unter Verwendung ruhender, prim{\"a}rer B-Zellen der Maus, die in vitro mit Interleukin-4 (IL-4), anti-mF(ab´)2 oder anti-CD40 in verschiedenen Kombinationen sowohl in An- als auch in Abwesenheit von LPS stimuliert wurden, konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass die IgM-Sekretion und die Expression von Blimp-1 durch Signalgebung {\"u}ber den BZR oder CD40 und durch IL-4 entweder nicht induziert oder sogar unterdr{\"u}ckt wird. Die Zugabe von IL-2 und IL-5 induziert die Expression von Blimp-1 und erleichtert die Sekretion von IgM und IgG1 in diesem System. Gleiches kann durch direkte Transduktion der B-Zellen mit rekombinanten Retroviren erreicht werden, die f{\"u}r Blimp-1 codieren. Auf der anderen Seite wird der durch IL-4 induzierte Klassensprung nach IgG1 durch Blimp-1 gehemmt. Blimp-1 bewirkt daher ein Umschalten des B-Zell-Differenzierungsweges von der Ged{\"a}chtniszelle zur Plasmazelle. Die Unterdr{\"u}ckung der Expression von Blimp-1 sowohl durch Antigen-BZR-Wechselwirkungen als auch durch die von T-Helferzellen abh{\"a}ngige Signalgebung {\"u}ber CD40 und IL-4 unterdr{\"u}ckt die terminale Differenzierung zur Plasmazelle und ist f{\"u}r den Eintritt und das Durchlaufen des Ged{\"a}chtniszell-Differenzierungsweges notwendig. Zur Identifikation von Genen, deren Expression durch Blimp-1 direkt oder indirekt beeinflusst wird, wurde Blimp-1 in WEHI 231 B-Lymphomzellen unter Verwendung rekombinanter Retroviren {\"u}berexprimiert. Messika et al. zeigten, dass die {\"U}berexpression von Blimp-1 in B-Lymphomzellen in Abh{\"a}ngigkeit vom Reifungsstadium der Zelle entweder einen Wachstumsnachteil, gefolgt vom Zelltod, induziert oder zur terminalen Differenzierung f{\"u}hrt. Obwohl WEHI 231 Zellen unreife, d.h. sIgM+ B-Zellen repr{\"a}sentieren, exprimieren Blimp-1 transduzierte WEHI 231 Zellen die J-Kette, zeigen eine erh{\"o}hte Konzentration der f{\"u}r die sekretorische Form der my-Kette codierenden mRNA, exprimieren den Plasmazellmarker Syndecan-1 auf ihrer Oberfl{\"a}che und sezernieren f{\"u}r kurze Zeit IgM. Diese Differenzierungsprozesse gehen allerdings mit einem Wachstumsnachteil und Zellzyklus-Arrest, gefolgt vom Zelltod, einher. Blimp-1 exprimierende WEHI 231 Zellen zeigen somit den Ph{\"a}notyp kurzlebiger Plasmazellen. Eine Langzeitkultur Blimp-1+ WEHI 231 Zellen f{\"u}hrt zum Verlust des differenzierten Ph{\"a}notyps, d.h der Erhalt IgM-sezernierender WEHI 231 Zellen ist nicht ohne weitere Maßnahmen m{\"o}glich. Auf molekularer Ebene hemmt Blimp-1 die Expression von c-myc und diejenige des antiapoptotischen Bcl-2 Familienmitgliedes A1, stimuliert aber die Expression von mad4. Die Verschiebung des Verh{\"a}ltnisses von Myc/Max- zu Mad/Max-Heterodimeren zugunsten von Mad/Max-Komplexen und die daraus resultierende Inhibition der Transkription von Myc-abh{\"a}ngigen, proiliferationsf{\"o}rdernden Genen ist in vielen Systemen als von zentraler Bedeutung f{\"u}r die Initiation von Differenzierungsprozessen beschrieben und wurde auch bereits f{\"u}r B-Zellen diskutiert. Auch in prim{\"a}ren B-Zellen f{\"u}hrt Blimp-1 zu einer verst{\"a}rkten Expression von mad4. Wird der durch Blimp-1 bewirkte Verlust der Expression von A1 durch dessen {\"U}berexpression in Blimp-1+ WEHI 231 Zellen kompensiert, so {\"u}berleben diese Zellen wieder erheblich l{\"a}nger, bleiben aber weiterhin im Zellzyklus arretiert. Der differenzierte Ph{\"a}notyp, charakterisiert durch die verst{\"a}rkte Expression von mad4 und der Sekretion von IgM, wird dabei aufrechterhalten. Wachstumsnachteil und Zelltod k{\"o}nnen in diesem System daher entkoppelt werden. In prim{\"a}ren Zellen f{\"u}hrt Blimp-1 ebenfalls zur Erniedrigung der A1 Expression. Da diese Zellen aber nicht in dem Maße wie WEHI 231 Zellen absterben, kann der Verlust von A1 offensichtlich besser kompensiert werden. Die Lebensdauer einer Blimp-1+ Plasmazelle ist somit durch Manipulation der Expression von antiapoptotischen Molek{\"u}len wie A1 verl{\"a}ngerbar.},
  subject      = {B-Lymphozyt},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zellner2005,
  author    = {Zellner, Elisabeth},
  title     = {Wechselwirkungen zwischen Replikationsproteinen und Origin-DNA w{\"a}hrend Proliferation und terminaler Differenzierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15263},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Ein Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Fragestellung, ob beim {\"U}bergang von Proliferation zu Teilungsruhe und Differenzierung irreversible Ver{\"a}nderungen in der Zusammensetzung des pr{\"a}replikativen Komplexes auftreten. Ein daf{\"u}r geeignetes System ist die murine C2C12-Zell-Linie, die durch Kultivierung in Hungermedium zu Myotuben differenziert werden k{\"o}nnen. FACS-Analyse und BrdU-Einbau ergaben, dass in den Muskelzellen keine signifikante DNA-Synthese mehr stattfindet. Die Fluktuation von Replikationsproteinen wurde im Verlauf der terminalen Differenzierung untersucht. Gleiche Mengen an Kern- und Cytoplasma-Extrakten von proliferierenden, konfluenten und sich differenzierenden Zellen wurden durch SDS-PAGE aufgetrennt und im Immunblot mit Antik{\"o}rpern gegen Replikationsproteine untersucht ORC1, CDC6, MCM6 und Geminin konnten nach 132 h nicht mehr detektiert werden, w{\"a}hrend ORC2, ORC3, MCM3, CDT1 und CDC45 zwar noch vorhanden waren, jedoch in geringerer Menge als in proliferierenden Zellen. Weiterhin wurde die Menge an Replikationsproteinen in durch Serummangel transient aus dem Zellzyklus ausgetretenen G0-Phase-Zellen und Zellen, die durch Serum reaktiviert wurden, untersucht. Die Replikationsproteine waren in quieszenten C2C12- und 3T3-Zellen gleichermaßen wie in den terminal differenzierten Zellen in verringerter Menge vorhanden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass eine Restimulierung von quieszenten, nicht aber terminal differenzierten Zellen, die erneute Expression von Replikationsproteinen zur Folge hat. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Chromatin-Immunpr{\"a}zipitations-Experimente (ChIP) mit proliferierenden und terminal differenzierten C2C12-Zellen durchgef{\"u}hrt. Eine preRC-Assemblierungsstelle befindet sich im OBR-Bereich der murinen rRNA-Gene von -2519 bis -2152 (Fragment B). In proliferierenden C2C12-Zellen konnte die Bindung von ORC1-5, CDC6, CDT1, MCM3, MCM6, CDC45 und HP1\&\#61537; an Fragment B nachgewiesen werden. W{\"a}hrend der terminalen Differenzierung werden ORC1, CDC6, CDT1 und CDC45 von der preRC-Bindungsstelle entfernt, ORC2-5, MCM3, MCM6 und HP1\&\#61537; bleiben an Fragment B gebunden. Die Bindung von preRC-Proteinen an Fragment B sollte durch Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSAs) in vitro detailliert untersucht werden. Dazu mussten zun{\"a}chst preRC-Proteine nativ aus dem Kernextrakt proliferierender FM3A-Zellen durch Ionenaustausch- und Gelfiltrations-Chromatographie angereichert werden. Proteine in den Fraktionen B4 bis B12 bilden einen DNA-Protein-Komplex mit Fragment B. Die ATP-Abh{\"a}ngigkeit der Bildung des DNA-Protein-Komplexes wurde nachgewiesen. Die Ausbildung des DNA-Protein-Komplexes erfolgt sequenzspezifisch an Fragment B. Durch Zugabe spezifischer Antik{\"o}rper gegen ORC3 und CDT1 zur Bindungsreaktion konnte die Ausbildung des DNA-Protein-Komplexes reduziert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Bildung des DNA-Protein-Komplexes unabh{\"a}ngig von ATP-Hydrolyse erfolgt und dass Diadenosin-Tetraphosphat (Ap4A) die Bindung von preRC-Proteinen an die DNA nicht signifikant stimuliert. Zur Eingrenzung der preRC-Bindungsstelle wurden sowohl am 5´- als auch am 3´-Ende partiell deletierte B-Fragmente eingesetzt. Mit den um 100 bp verk{\"u}rzten Fragmenten kann der DNA-Protein-Komplex weiterhin gebildet werden. Deletionen von 200 bp entweder vom 5´- oder 3´-Ende verhindern hingegen die Ausbildung des DNA-Protein-Komplexes. Auf einem 119 bp langen Fragment (-2365 bis -2247), das zentral in Fragment B gelegen ist, kann sich der DNA-Protein-Komplex in einer ATP-stimulierten Weise wiederum ausbilden. Die Analyse dieses Bereiches zeigte, dass sich darin zwei auff{\"a}llige 9 bp-Sequenzen (CTCGGGAGA) befinden, die im Abstand von 63 bp wiederholt werden (-2343 bis -2335; -2280 bis -2272) und die durch die 200 bp-Deletionen ganz oder teilweise eliminiert wurden. Durch ortsgerichtete Mutagenese mittels PCR wurden innerhalb dieser 9 bp-Wiederholungen die Basen C zu A, T zu G und umgekehrt ausgetauscht. In vier sukzessiven Klonierungen wurden je 4 bp ersetzt (S1 bis S4), wobei die erhaltenen Konstrukte als Ausgangs-DNA f{\"u}r die nachfolgende Klonierung dienten. Die Substitutionen S1, S2 und S3 beeintr{\"a}chtigten die Ausbildung des DNA-Protein-Komplexes im Wesentlichen nicht. Wurden jedoch 8 bp in beiden 9 bp-Wiederholungen ersetzt (S4), war die Ausbildung des DNA-Protein-Komplexes nahezu vollst{\"a}ndig inhibiert. S4 hat außerdem eine leichte reduzierte elektrophoretische Mobilit{\"a}t der proteinfreien DNA-Fragmente zur Folge. Vermutlich stellen die 9 bp-Sequenzen jedoch keine Konsensus-Sequenz f{\"u}r die Bindung der preRC-Proteine per se dar, sondern haben vielmehr Effekte auf die Ausbildung spezifischer Sekund{\"a}r-Strukturen, die wiederum das Binden der preRC-Proteine an diese Region im OBR der murinen rRNA-Gene erlauben k{\"o}nnten.},
  subject      = {Replikation},
  language  = {de}
}