@phdthesis{Roemer2014,
  author    = {R{\"o}mer, Daniela},
  title     = {Where and how to build? Influence of social and environmental cues on nest building behavior in leaf-cutting ants},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-109409},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {This thesis explores the influence of social and environmental cues on the nest building behavior of leaf-cutting ants. Especially, the investigations are aimed at evaluating the mechanisms of nest building and how the nest environment can spatially guide building responses that lead to an adaptive nest architecture. The emergence of nest chambers in the nest of the leaf-cutting ant Acromyrmex lundi were evaluated. Rather than excavating nest chambers in advance, at places where workers encounter suitable environmental conditions for brood and fungus rearing, these items have to be present at a site. When presented in the laboratory with a choice between two otherwise identical digging sites, offering suitable environmental conditions, but one containing brood, the workers displayed a higher excavation activity at the site where they encountered the putative content of a chamber. The shape of the excavated cavity was also more round and chamber-like. It is concluded that leaf-cutting ants respond to social cues during nest building. Excavation is a costly process and colonies have to spend a part of their energy stores on nest building, so that regulatory responses for the control of nest excavation are expected to occur. Worker density at the beginning of the digging process influenced digging activity while the presence of in-nest stores did not. Stored brood and fungus did however influence the architecture of the excavated nest, leading to the excavation of larger chambers and smaller tunnels. While self-organized mechanisms appear to be involved in the nest building process, the social cues of the ants' environment during building clearly influence the nest architecture and lead to an adjustment of the nest size to the current space needs of the colony. Workers secondarily regulated nest size by the opportunistic refilling of unused space with excavated soil pellets. As the ants should provide suitable conditions for brood and fungus rearing, they should show a behavioral response to CO2 concentrations, as the gas is known to hinder fungus respiration. Workers of A. lundi did indeed avoid high CO2-levels for fungus rearing but actually preferred CO2-values in the range encountered close to the soil surface, where this species excavates their nests. However, different CO2-levels did not affect their excavation behavior. While fungus chambers make up part of a leaf-cutting ant nest, most leaf-cutting ants of the genus Atta also spent part of the colony's energy on excavating large, voluminous chambers for waste disposal, rather than scattering the material aboveground. It is expected that leaf-cutting ants also show environmental preferences for waste management. In experiments Atta laevigata workers preferred deposition in a warm and dry environment and showed no preference for specific CO2-levels. The continued accumulation of waste particles in a waste chamber seems to be based on the use of volatiles. These originate from the waste itself, and seem to be used as an orientation cue by workers relocating the material. The ensuing large accumulation of waste at one site should result in the emergence of more voluminous chambers for waste disposal.},
  subject      = {Nestbau},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wegert2010,
  author    = {Wegert, Jenny},
  title     = {WTX-Mutationsscreen und funktionelle Analyse des Retins{\"a}ure-Signalwegs in Wilms Tumoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52822},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Der Wilms Tumor (WT), auch Nephroblastom genannt, ist einer der h{\"a}ufigsten b{\"o}sartigen Tumoren im Kindesalter. Er entsteht aus embryonalem undifferenziertem Nierengewebe und tritt meist als unilateraler und sporadischer Tumor auf. In 10-15\% der Wilms Tumoren finden sich WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen. W{\"a}hrend diese schon l{\"a}nger als genetische Ursachen des Nephroblastoms bekannt sind, wurde erst k{\"u}rzlich WTX als drittes Gen beschrieben, welches eine Rolle in der Tumorentstehung spielt. F{\"u}r einen Großteil der WT ist die genetische Ursache jedoch unklar. Da die bisher publizierten WTX-Mutationsraten auf Untersuchungen kleiner Gruppen basieren und sich stark unterscheiden, sollten in dieser Arbeit WTX-, CTNNB1- und WT1-Mutationen in einem großen WT-Set bestimmt werden. Verluste genetischen Materials in der WTX-Region traten in 17\% der F{\"a}lle auf und waren zwischen den Geschlechtern gleich verteilt. Die Sequenzierung von WT-Proben zeigte, dass nur 2\% von WTX-Punktmutationen betroffen sind. In weiteren 11,5\% der Proben konnte keine WTX-Expression nachgewiesen werden. Die WTX-Ver{\"a}nderungen traten z. T. gemeinsam mit WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen auf. Die unvollst{\"a}ndige WTX-Deletion in einigen WT legte die Vermutung nahe, dass innerhalb eines Tumors eine Heterogenit{\"a}t in Bezug auf den WTX-Status m{\"o}glich ist. Dieser Verdacht konnte durch die detaillierte Untersuchung verschiedener Regionen solcher Tumoren erh{\"a}rtet werden: Hierzu wurden histologisch unterschiedliche Bereiche auf den Anteil einer WTX-Mutation bzw. eines WTX-LOH hin untersucht. Obwohl alle Regionen des jeweiligen Tumors einen kompletten LOH auf Chromosom 11 aufwiesen, waren die WTX-Ver{\"a}nderungen unterschiedlich stark ausgepr{\"a}gt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass WTX-Ver{\"a}nderungen keine notwendigen und fr{\"u}hen Ereignisse in der Tumorentstehung sind, sondern erst sp{\"a}ter auftreten und nur einen Teil der Tumorzellen betreffen k{\"o}nnen. Die Vermutung, dass WTX-Mutationen keinen direkten Einfluss auf die Tumorentwicklung und prognose haben, wird durch das Fehlen eines signifikanten Zusammenhangs zwischen WTX-Deletion bzw. WTX-Expression und den klinischen Eigenschaften der WT gest{\"u}tzt. Um die Rolle von Genen, die potentiell an der Entstehung und Entwicklung des Nephroblastoms beteiligt sind, zu untersuchen oder m{\"o}gliche neue Therapiestrategien zu {\"u}berpr{\"u}fen, sind in vitro-Modelle n{\"o}tig. Da ein solches f{\"u}r Wilms Tumoren nicht etabliert ist, wurden Prim{\"a}rkulturen aus verschiedenen WT-Proben angelegt. Kulturen aus Tumorgewebe von 12 Patienten mit unterschiedlichen genetischen Ver{\"a}nderungen konnten als echte Tumorzellen validiert werden. Zwei Zelltypen ließen sich morphologisch und immunhistochemisch unterscheiden: Zum einen runde, langsam wachsende Zellen mit Epithelcharakter und zum anderen fibroblasten{\"a}hnliche Zellen, welche weniger differenziert waren und h{\"a}ufig f{\"u}r viele Passagen kultiviert werden konnten. Somit wurde ein Set verschiedener WT-Prim{\"a}rkulturen etabliert, welches nun f{\"u}r in vitro-Experimente zur Untersuchung grundlegender Mechanismen der WT-Entstehung oder zum Test neuer Therapieans{\"a}tze eingesetzt werden kann. Fr{\"u}here Microarray-Analysen deuteten auf eine Deregulation des Retins{\"a}ure (RA)-Signalwegs in fortgeschrittenen Wilms Tumoren hin. Diese Ergebnisse sollten in einem großen unabh{\"a}ngigen Proben-Set mittels Realtime-RT-PCR validiert werden. Eine Deregulation des RA-Signalwegs und die {\"U}berexpression von NMYC wurden f{\"u}r Tumoren der Hochrisikogruppe im Vergleich zu Tumoren mit geringem/mittlerem Risiko nachgewiesen. So stellte sich die Frage, ob Patienten mit fortgeschrittenem WT von einem Retins{\"a}ure-Einsatz in der Therapie profitieren k{\"o}nnten. Um dies zu beantworten, wurde der Effekt von verschiedenen Retinoiden auf WT-Prim{\"a}rkulturen untersucht. Die WT-Zellen wurden mit all-trans RA (ATRA), 9cisRA, dem synthetischen Retinoid Fenretinid (4HPR) und Kombinationen von ATRA bzw. 4HPR und einem HDAC-Inhibitor (SAHA) behandelt. Gene, welche in Hochrisiko-WT differenziell reguliert waren, wurden untersucht und zeigten nach RA-Behandlung eine entgegengesetzte Expression. In sechs der sieben verwendeten Prim{\"a}rkulturen wurde eine RA-vermittelte Proliferationsreduktion nachgewiesen. F{\"u}r die Kombinationen von Retinoiden mit SAHA wurden keine synergistischen Effekte beobachtet. W{\"a}hrend Fenretinid in den meisten Kulturen Apoptose induzierte, verursachten ATRA und 9cisRA morphologische Ver{\"a}nderungen, welche auf Differenzierungsvorg{\"a}nge hindeuteten. Eine Microarray-Analyse ATRA-behandelter WT-Zellen zeigte die differenzielle Regulation vieler Gene, welche eine Rolle in der Bildung der extrazellul{\"a}ren Matrix oder bei Differenzierungsvorg{\"a}ngen von Knochen-, Knorpel-, Nerven- oder Muskelgewebe spielen. Diese Befunde bieten einen weiteren Hinweis darauf, dass Retinoide f{\"u}r den Einsatz in der Therapie des Nephroblastoms geeignet sein k{\"o}nnten.},
  subject      = {Nephroblastom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kleinhenz2008,
  author    = {Kleinhenz, Marco},
  title     = {W{\"a}rme{\"u}bertragung im Brutbereich der Honigbiene (Apis mellifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26866},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit untersuche ich das Verhalten von Arbeiterbienen beim Brutw{\"a}rmen, die W{\"a}rme{\"u}bertragung von den Bienen auf die gedeckelte Brut, die thermophysikalischen Eigenschaften des Brutnests und spezielle Aspekte des Brutnestaufbaus, die f{\"u}r dieses Thema relevant sind und bisher nicht untersucht wurden. Meine Arbeit umfasst Verhaltensbeobachtungen und thermografische Messungen an individuellen Bienen, die Simulation des Heizverhaltens von Arbeiterinnen und das Messen der Temperatur{\"a}nderungen in der Wabe, die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und der Zellw{\"a}nde (W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit und Durchl{\"a}ssigkeit f{\"u}r W{\"a}rmestrahlung), die Auswertung von Brutzelltemperaturen als Ergebnis des Verhaltens von Arbeiterbienen, die Analyse der Anzahl und der r{\"a}umlichen Verteilung von Brutl{\"u}cken (Auswertung in 2-D und 3-D bez{\"u}glich beider Wabenseiten) und die Entwicklung spezifischer Computersoftware, die zur Erarbeitung dieser Ergebnisse unverzichtbar ist. Ein wichtiges Ergebnis dieser Arbeit ist die Entdeckung und Beschreibung eines bemerkenswerten, bislang unbekannten Verhaltens der Honigbiene: Die Aufrechterhaltung hoher Thoraxtemperaturen (TTh) bei Langzeitbesuchen in offenen Zellen („L{\"u}cken") die verstreut in der gedeckelten Brutfl{\"a}che vorkommen. Hier zeige ich, dass die Aufrechterhaltung der hohen TTh nicht auf den Zellinhalt (z. B. offene Brut) bezogen ist - in den meisten F{\"a}llen waren die besuchten Zellen ohnehin leer - sondern auf die direkt benachbarte gedeckelte Brut, mit der diese Zellen {\"u}ber gemeinsame Zellw{\"a}nde in Kontakt stehen. Dieses Verhalten liefert eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r Langzeitzellbesuche von sehr langer Dauer ohne erkennbare Aktivit{\"a}t, die in fr{\"u}heren Arbeiten beschrieben aber nicht v{\"o}llig verstanden wurden, und es rehabilitiert die scheinbar „faulen" Bienen im Zellinnern. Diesem Verhalten kommt eine große Bedeutung f{\"u}r das Brutw{\"a}rmen zu, da sich der aufgeheizte Thorax tief in der Wabe (fast an der Mittelwand) befindet wo der W{\"a}rmeverlust an die Luft minimiert ist und von wo bis zu 6 umliegende Puppenzellen gleichzeitig gew{\"a}rmt werden k{\"o}nnen. Im Vergleich zum Brutw{\"a}rmeverhalten an der Wabenoberfl{\"a}che (Andr{\"u}cken des Thorax an die Brutdeckel), wo nur 1 oder Teile von 3 Brutdeckeln mit dem Thorax in Ber{\"u}hrung stehen, ist das W{\"a}rmen im Zellinnern mit derselben TTh bis zu 2,6-fach effizienter. Die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und die Simulation des Brutw{\"a}rmeverhaltens unter kontrollierten Bedingungen zeigen, dass sich die Wabe langsam aufw{\"a}rmt und eher ein lokal begrenztes W{\"a}rmen als eine rasche W{\"a}rmeausbreitung {\"u}ber eine große Fl{\"a}che beg{\"u}nstigt. Der Einflussbereich eines einzelnen Zellbesuchers h{\"a}ngt von seiner TTh und der Dauer des Zellbesuchs ab. Anstiege der Bruttemperatur in bis zu 3 Zellen Abstand zum Zellbesucher sind nachweisbar. Das hier beschriebene Brutw{\"a}rmeverhalten im Innern von L{\"u}cken (offenen Zellen) bietet nicht nur neue Einsichten in das Bienenverhalten. Es erm{\"o}glicht auch eine Neubewertung der L{\"u}cken und ihrer N{\"u}tzlichkeit f{\"u}r die Bienen. Eine von mir entwickelte Computersoftware („CombUse 2.0") erm{\"o}glicht es, das Vorkommen und die r{\"a}umliche Verteilung von L{\"u}cken mit hoher Genauigkeit auf der Ebene einzelner Zellen zu erfassen und auszuwerten. Die r{\"a}umliche Verteilung der L{\"u}cken in der gedeckelten Brutfl{\"a}che zeigt, dass schon bei geringen L{\"u}ckenh{\"a}ufigkeiten von ca. 4 bis 10 \%, die in gesunden Kolonien normal sind, eine {\"u}berraschend große Zahl gedeckelter Brutzellen (88 \% bis 99 \%, wenn die dreidimensionale Verteilung ber{\"u}cksichtigt wird) im Einflussbereich von Brut w{\"a}rmenden Zellbesuchern sind. Obwohl das Brutw{\"a}rmeverhalten im Zellinnern schwer zu entdecken und zu beobachten ist, f{\"u}hren die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Daten zu dem Schluss, dass es sich dabei um einen wichtigen Bestandteil der Nestklimatisierung bei Honigbienen handelt.},
  subject      = {Biene <Gattung>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heddergott2011,
  author    = {Heddergott, Niko},
  title     = {Zellbiologische Aspekte der Motilit{\"a}t von Trypanosoma brucei unter Ber{\"u}cksichtigung der Interaktion mit der Mikroumwelt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56791},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Trypanosomen sind Protozoen, die Krankheiten bei Mensch und Tier verursachen, die unbehandelt infaust verlaufen. Die Zellen sind hoch motil, angetrieben von einem einzelst{\"a}ndigen Flagellum, welches entlang des Zellk{\"o}rpers angeheftet ist. Selbst in Zellkultur h{\"o}ren Trypanosomen niemals auf sich zu bewegen und eine Ablation funktioneller Bestandteile des Flagellarapparates ist letal f{\"u}r Blutstromformen. Es wurde gezeigt, dass Motilit{\"a}t notwendig ist f{\"u}r die Zellteilung, Organellenpositionierung und Infektiosit{\"a}t. Dies macht Trypanosomen zu besonders geeigneten Modellorganismen f{\"u}r die Untersuchung der Motilit{\"a}t. Dennoch ist erstaunlich wenig {\"u}ber die Motilit{\"a}t bei Trypanosomen bekannt. Dies gilt auch noch genereller f{\"u}r die Protozoen. Unl{\"a}ngst ist dieses Gebiet allerdings in den Fokus vieler Arbeiten ger{\"u}ckt, was bereits erstaunliche, neue Erkenntnisse hervorgebracht hat. Doch Vieles ist noch nicht abschliessend gekl{\"a}rt, so z.B. wie der Flagellarschlag genau reguliert wird, oder wie sich der Schlag des Flagellums entlang des Zellk{\"o}rpers ausbreitet. Die vorliegende Arbeit befasst sich besonders mit den Einfl{\"u}ssen, die die Mikroumgebung auf die Motilit{\"a}t von Blutstromform-Trypanosomen aus{\"u}bt. In ihrem nat{\"u}rlichen Lebensraum finden sich Trypanosomen in einer hoch komplexen Umgebung wieder. Dies gilt sowohl f{\"u}r den Blutkreislauf, als auch f{\"u}r den Gewebezwischenraum in ihrem S{\"a}ugerwirt. Die hohe Konzentration von Zellen, Gewebeverb{\"a}nden und extrazellul{\"a}ren Netzwerken k{\"o}nnte man als Ansammlung von Hindernissen f{\"u}r die Fortbewegung auffassen. Diese Arbeit zeigt dagegen, dass der Mechanismus der Bewegung eine Adaptation an genau diese Umweltbedingungen darstellt, so z.B. an die Viskosit{\"a}t von Blut. Es wird auch ein Bewegungsmodell vorgestellt, das erl{\"a}utert, worin diese Adaption besteht. Dies erkl{\"a}rt auch, warum die Mehrheit der Zellen einer Trypanosomenkultur eine ungerichtete Taumel-Bewegung aufweist in nieder-viskosem Medium, das keine solchen "Hindernisse" enth{\"a}lt. Die Zugabe von Methylcellulose in einer Konzentration von ca. 0,5\% (w/v) erwies sich als geeigneter Ersatz von Blut, um optimale Bedingungen f{\"u}r gerichtetes Schwimmen von Blutstromform Trypanosomen zu erreichen. Zus{\"a}tzlich wurden in dieser Arbeit unterschiedliche Arten von Hindernissen, wie Mikroperlen (Beads) oder molekulare Netzwerke, sowie artifizielle, geordnete Mikrostrukturen verwendet, um die Interaktion mit einer festen Matrix zu untersuchen. In deren Anwesenheit war sowohl die Schwimmgeschwindigkeit, als auch der Anteil an persistent schwimmenden Trypanosomen erh{\"o}ht. Zellen, die frei schwimmend in Fl{\"u}ssigkeiten vorkommen (wie Euglena oder Chlamydomonas), werden effizient durch einen planaren Schlag des Flagellums angetrieben. Trypanosomen hingegen mussten sich evolution{\"a}r an eine komplexe Umgebung anpassen, die mit einer zu raumgreifenden Welle interferieren w{\"u}rde. Der dreidimensionale Flagellarschlag des, an die Zelloberfl{\"a}che angehefteten, Flagellums erlaubt den Trypanosomen eine effiziente Fortbewegung durch die Interaktion mit Objekten in jedweder Richtung gleichermassen. Trypanosomen erreichen dies durch eine hydrodynamisch verursachte Rotation ihres Zellk{\"o}rpers entlang ihrer L{\"a}ngsachse, entgegen dem Uhrzeigersinn. Der Einfluss der Mikroumgebung wurde in fr{\"u}heren Untersuchungen bisher vernachl{\"a}ssigt, ist zum Verst{\"a}ndnis der Motilit{\"a}t von T. brucei jedoch unerl{\"a}sslich. Ein weiterer, bisher nicht untersuchter Aspekt der Beeinflussung der Motilit{\"a}t durch die Umwelt sind hydrodynamische Str{\"o}mungseffekte, denen Trypanosomen im kardiovaskul{\"a}ren System ausgesetzt sind. Diese wurden in dieser Arbeit mittels Mikrofluidik untersucht. Um unser Verst{\"a}ndnis der Motilit{\"a}t von Trypanosomen von 2D, wie {\"u}blich in der Motilit{\"a}tsanalyse mittels Lebend-Zell-Mikroskopie, auf drei Dimensionen auszudehnen, wurde als bildgebendes Verfahren auch die Holographie eingesetzt. Mikrofluidik und Holographie sind beides aufkommende Techniken mit großem Anwendungspotential in der Biologie, die zuvor noch nie f{\"u}r die Motilit{\"a}tsanalyse von Trypanosomen eingesetzt worden waren. Dies erforderte daher interdisziplin{\"a}re Kooperationen. Zus{\"a}tzlich wurde in dieser Arbeit auch ein vollst{\"a}ndig automatisiertes und Software-gesteuertes Fluoreszenzmikroskopiesystem entwickelt, das in der Lage ist, einzelne Zellen durch entsprechende Steuerung des Mikroskoptisches autonom zu verfolgen und somit eine Bewegungsanalyse in Echtzeit erm{\"o}glicht, ohne weitere Benutzerinteraktion. Letztendlich konnte dadurch auch die Bewegung der schlagenden Flagelle und des gesamten Zellk{\"o}rpers mit hoher zeitlicher und r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung mittels Hochgeschwindigkeits-Fluoreszenzmikroskopie aufgekl{\"a}rt werden.},
  subject      = {Trypanosoma brucei},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Krueger2002,
  author    = {Kr{\"u}ger, Timothy},
  title     = {Zur funktionellen Architektur des Nukleolus in lebenden Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4000},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden Fusionsprodukte aus verschiedenen nukleol{\"a}ren Proteinen mit fluoreszierenden Proteinen (GFP und dsRed: rot fluoreszierendes Protein) in lebenden Zellen von S{\"a}ugern und Xenopus laevis exprimiert und lokalisiert. Dadurch standen "Marker" f{\"u}r die drei Hauptkomponenten des Nukleolus zur Verf{\"u}gung. Die dynamischen Eigenschaften dieser Fusionsproteine wurden quantitativ mit Hilfe von "Photobleaching"-Experimenten analysiert (FRAP: fluorescence recovery after photobleaching). Im einzelnen wurde durch die Untersuchung von RNA-Polymerase I der rDNA Transkriptionsort im fibrill{\"a}ren Zentrum des Nukleolus best{\"a}tigt. Die kinetischen Analysen von zwei pol I-Untereinheiten (RPA194 und RPA53) durch FRAP in transkriptionell aktiven und inaktiven Nukleoli erlaubten direkte R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Transkriptionsdauer der rRNA-Gene in vivo. Die individuellen pol I-Untereinheiten bewegen sich rasch zwischen Nukleoplasma und Nukleolus und interagieren in den fibrill{\"a}ren Zentren mit dem rDNA-Promoter. Dann werden sie in produktive Transkriptionskomplexe integriert, die w{\"a}hrend der Elongationsphase, die bei Raumtemperatur etwa f{\"u}nf Minuten dauert, stabil bleiben und erst nach der Termination dissoziieren. Zumindest ein Teil der Untereinheiten wandert anschließend in das Nukleoplasma. Die Ergebnisse widersprechen Modellen, welche die dichte fibrill{\"a}re Komponente als Transkriptionsort ansehen oder immobile RNA Polymerase I-Molek{\"u}le postulieren. Die Identifizierung des fibrill{\"a}ren Zentrums als rDNA-Transkriptionsort wurde durch die Koexpression der pol I-Untereinheiten mit Fibrillarin, einem Leitprotein der dichten fibrill{\"a}ren Komponente, erm{\"o}glicht. Durch die Expression der beiden Proteine als unterschiedlich fluoreszierende Fusionsproteine konnten die Orte der Transkription (die fibrill{\"a}ren Zentren) und die Orte der ersten Prozessierungsschritte, an denen Fibrillarin beteiligt ist (die dichte fibrill{\"a}re Komponente), in lebenden Zellen als direkt benachbarte, aber r{\"a}umlich getrennte Kompartimente identifiziert werden. Die Rolle der granul{\"a}ren Komponente als Ort sp{\"a}terer Prozessierungschritte und Integration ribosomaler Proteine wurde durch die Expression von B23 und der ribosomalen Proteine L4, L5 und L10 verdeutlicht. Dabei wurde die nukleol{\"a}re Lokalisation von L10 erstmals belegt. In der Literatur wurde bisher angenommen, L10 w{\"u}rde erst im Cytoplasma mit Ribosomen assoziieren. Dies ist nicht der Fall, wie insbesondere Experimente mit Leptomycin B gezeigt haben. Diese Droge hemmt den CRM1-abh{\"a}ngigen Kernexport und f{\"u}hrte zu einer deutlichen Akkumulation von L10-haltigen Pr{\"a}ribosomen im Nukleoplasma von menschlichen Zellen. Schließlich sollte ein neues nukleol{\"a}res Protein von Xenopus laevis molekular charakterisiert werden, das mit verschiedenen Antik{\"o}rpern in der granul{\"a}ren Komponente des Nukleolus lokalisiert wurde. Durch massenspektrometrische Analysen nach zweidimensionaler Gelelektrophorese wurden die Antigene {\"u}berraschenderweise als Cytokeratin-Homologe identifiziert. Im Verlauf dieser Arbeit wurden drei bisher unver{\"o}ffentlichte Cytokeratin 19 Isoformen von Xenopus kloniert, sequenziert und als GFP-Fusionsproteine exprimiert. Diese wurden allerdings wie regul{\"a}re Cytokeratine in cytoplasmatische Intermedi{\"a}rfilamente integriert und konnten, auch nach Translokation in den Zellkern durch ein experimentell eingef{\"u}gtes Lokalisationssignal, nicht im Nukleolus nachgewiesen werden. Nach der Kotransfektion mit verschiedenen Zellkern-Proteinen wurde Cytokeratin 19 mit diesen in den Zellkern und mit nukleol{\"a}ren Proteinen in den Nukleolus transportiert. Obwohl diese Versuche auf einen "Huckepack"-Transportmechanismus f{\"u}r ein normalerweise cytoplasmatisches Protein hinweisen, konnte Cytokeratin 19 nicht spezifisch in der granul{\"a}ren Komponente des Nukleolus lokalisiert werden. Daher konnte bisher, trotz intensiver Bem{\"u}hungen, die Identit{\"a}t des in der Immunfluoreszenz nachgewiesenen nukleol{\"a}ren Proteins leider nicht aufgekl{\"a}rt werden.},
  subject      = {Nucleolus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Larsen2015,
  author    = {Larsen, Mirjam},
  title     = {Zur genetischen Heterogenit{\"a}t der Muskeldystrophien: alternative genetische Ursachen der Myotonen Dystrophie und FSHD},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123431},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die klinische Symptomatik verschiedener erblicher Muskelerkrankungen verl{\"a}uft oft erstaunlich {\"a}hnlich mit Muskelschw{\"a}che und -schwund als den hervorstechenden Alltagsproblemen. Dem gegen{\"u}ber sind die genetischen Grundlagen sehr vielf{\"a}ltig mit > 250 bisher identifizierten Genen (musclegenetable.org). Auch innerhalb eines definierten Krankheitsbildes werden verschiedene genetische Ursachen nebeneinander gefunden, was durch die Verkn{\"u}pfung in einem gemeinsamen Pathomechanismus begr{\"u}ndet sein kann. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit verschiedenen Aspekten dieser genetischen Heterogenit{\"a}t am Beispiel der beiden h{\"a}ufigen Muskelerkrankungen Myotone Dystrophie (DM) und Facioscapulohumerale Muskeldystrophie (FSHD), bei denen alternative genetische Ursachen, sowie ankn{\"u}pfende Fragestellungen untersucht wurden. Das erste Projekt dieser Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit Fragestellungen, welche die DM betreffen. Die DM Typ 1 und Typ 2 (DM1 und DM2) bilden zusammen die h{\"a}ufigste Muskelerkrankung im Erwachsenenalter. Sie ist durch die gemeinsamen Symptome Myotonie, Muskelschw{\"a}che und Katarakt sowie die Beteiligung weiterer Organsysteme gekennzeichnet, was sie zu einer multisystemischen Erkrankung macht. Die genetische Ursache liegt f{\"u}r beide Formen in einer Repeatexpansion eines Mikrosatelliten in der untranslatierten Region zweier Gene (DMPK in DM1, CNBP in DM2). Dem gemeinsamen Pathomechanismus liegt eine toxische Funktionsgewinn-Mutation des expandierten RNA-Transkripts zugrunde. Die beiden bekannten Formen der DM sind ph{\"a}notypisch h{\"a}ufig nicht unterscheidbar, weshalb in vielen F{\"a}llen beide Erkrankungen molekulargenetisch untersucht werden m{\"u}ssen. Dabei ist die Diagnostik der DM durch die Notwendigkeit des Nachweises von sehr großen Repeatexpansionen recht aufw{\"a}ndig und die Bestimmung der Repeatl{\"a}nge im Fall der DM2 nur eingeschr{\"a}nkt m{\"o}glich. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Test zum Nachweis der Repeatexpansionen auf der Basis der Methode des Molecular Combing entwickelt, welche den gleichzeitigen Nachweis der beiden Loci von DM1 und DM2 erlaubt und zus{\"a}tzlich eine direkte Messung der Repeatl{\"a}nge erm{\"o}glicht. Das Molecular Combing ist eine fluoreszenz-mikroskopische Einzelmolek{\"u}l-Analysemethode, durch die es erstmals m{\"o}glich wurde, die vermutete somatische Instabilit{\"a}t bei DM2 darzustellen. Das zweite DM-Teilprojekt besch{\"a}ftigt sich mit der Identifikation m{\"o}glicher alternativer genetischer Ursachen f{\"u}r die Erkrankung. Dies wurde anhand einer Kohorte von 138 DM1- und DM2-negativen Indexpatienten mit dem typischen DM-Ph{\"a}notyp untersucht. Ausgehend von dem gemeinsamen Pathomechanismus wurden die prim{\"a}ren Krankheitsgene DMPK und CNBP, sowie CELF1 und MBNL1, welche wichtige Rollen auf sekund{\"a}rer Ebene des Pathomechanismus spielen, mittels Next Generation Sequencing untersucht. Dabei wurde eine auff{\"a}llige Variante in DMPK gefunden, keine Varianten in CNBP oder CELF1 und drei Varianten in MBNL1, was auf MBNL1 als Kandidatengen einer alternativen Ursache f{\"u}r DM hinweist. MBNL1 ist ein gewebespezifischer Spleißregulator, welcher einen Wechsel von einem fetalen zu einem adulten Spleißmuster im Muskel steuert. Die Pathogenit{\"a}t einer der Varianten wurde in einem RNA-Spleißassay mit MBNL1-Targetgenen untersucht. Dabei konnten keine spezifischen Spleiß-Effekte festgestellt werden, aber eine Verminderung des Expressionsniveaus im Sinne einer Haploinsuffizienz. Die 3D-Modellierung dieser Variante deutet auf {\"A}nderungen der Oberfl{\"a}chenladungen in MBNL1 hin. Der Nachweis der Pathogenit{\"a}t der Varianten und somit die Urs{\"a}chlichkeit von MBNL1-Mutationen f{\"u}r DM konnte hiermit nicht abschließend gekl{\"a}rt werden. Die gefundenen Ergebnisse regen jedoch hoffentlich zu nachfolgenden Studien an. Das zweite Projekt dieser Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit Fragestellungen um die FSHD. Diese bildet die dritth{\"a}ufigste Muskelerkrankung, charakterisiert durch eine oft asymmetrische Schw{\"a}che der Muskulatur von Gesicht, Schulterg{\"u}rtel und Oberarmen. Genetisch ist die FSHD Typ 1 (FSHD1) mit einer Kontraktion des Makrosatelliten D4Z4 verkn{\"u}pft, was eine Relaxation der Chromatinstruktur der Region mit sich bringt und damit die ektopische Expression des apoptotisch wirkenden Proteins DUX4 erm{\"o}glicht. Die pathogene Auspr{\"a}gung dieser Funktionsgewinn-Mutation findet dabei nur in Verbindung mit einem FSHD-permissiven Haplotyp statt. Auf der Grundlage des gleichen Pathomechanismus wurde eine zweite Form der FSHD (FSHD2) vorgestellt, bei der die Chromatinrelaxation unabh{\"a}ngig von der L{\"a}nge von D4Z4 durch einen Defekt in dem an der DNA-Methylierung beteiligten Gen SMCHD1 assoziiert sein soll. Die Vererbung von FSHD2 verl{\"a}uft digenisch mit Mutationen in SMCHD1 und dem FSHD-permissiven Haplotyp auf zwei unabh{\"a}ngigen Loci. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Kohorte von 55 FSHD1-negativen Patienten mit dem typischen FSHD-Ph{\"a}notyp untersucht. Dabei wurden der Haplotyp, die Methylierung von D4Z4 sowie das SMCHD1-Gen analysiert. Es konnten neun Patienten mit einem Defekt in SMCHD1 identifiziert werden. In einer zweiten Kohorte von 45 FSHD1-positiven Patienten wurde untersucht, ob SMCHD1-Mutationen auch in Kombination mit einer Kontraktion von D4Z4 vorkommen. Dieser Fall von FSHD1+2 konnte f{\"u}r drei Patienten gezeigt werden, welche außerdem einen auff{\"a}llig schweren Ph{\"a}notyp zeigten. SMCHD1 kann also als Modifier-Gen f{\"u}r die Schwere der Erkrankung bei FSHD1 angesehen werden. Damit wurden insgesamt zw{\"o}lf SMCHD1-Mutationstr{\"a}ger identifiziert, davon sind zehn der Varianten noch nicht beschrieben worden. F{\"u}r alle erkrankten Mutationstr{\"a}ger konnte eine Methylierung von D4Z4 ≤ 20 \% ermittelt werden, was als diagnostisches Kriterium verwendet werden kann. Mit einem Anteil von 16,3 \% Mutationstr{\"a}ger in der FSHD1-negetiven Kohorte bildet FSHD2 einen bedeutenden Anteil an dem Krankheitsbild der FSHD, weshalb die entwickelten Analysen in die Routinediagnostik eingegliedert wurden. Das zweite Teilprojekt der FSHD besch{\"a}ftigt sich mit der Funktion des SMCHD1-Gens bei der X-Inaktivierung (XI). Es ist bekannt, dass SMCHD1 bei weiblichen M{\"a}usen an der Aufrechterhaltung der XI mitwirkt. Die Untersuchung der XI bei FSHD2-Frauen ergab eine extreme Verschiebung der erwarteten XI von 50:50 auf 0:100 oder 100:0 bei sechs von 13 Patientinnen. Die {\"u}brigen sieben zeigten eine XI im Normalbereich von > 20:80 oder < 80:20. Der Befund der einseitigen Verschiebung k{\"o}nnte auf einen negativen Selektionsdruck gegen{\"u}ber Zellen mit unvollst{\"a}ndiger XI hindeuten. Es w{\"a}re interessant zu untersuchen, ob sich der gleiche Effekt auch in einer gr{\"o}ßeren Kohorte wiederfindet und ob er sich mit der Art der Mutation korrelieren l{\"a}sst.},
  subject      = {Myotonische Dystrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pitsch2024,
  author    = {Pitsch, Maximilian Jonathan},
  title     = {Zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) als {\"A}quivalent akkumulierter neuronaler Evidenz},
  doi       = {10.25972/OPUS-35129},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351292},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die vier Crz-Neurone des ventralen Nervensystems von Drosophila melanogaster sammeln Evidenz, wann im Rahmen eines Paarungsakts zirka 6 Minuten vergangen sind. Diese Entscheidung ist f{\"u}r die m{\"a}nnliche Fliege von Bedeutung, da das M{\"a}nnchen vor Ablauf dieser ~6 Minuten, welche den Zeitpunkt der Ejakulation darstellen, eher das eigene Leben opfern w{\"u}rde, als dass es die Paarung beenden w{\"u}rde. Nach Ablauf der ~6 Minuten f{\"a}llt die Motivation des M{\"a}nnchens dagegen dramatisch ab. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde zun{\"a}chst mittels optogenetischer neuronaler Inhibitionsprotokolle sowie Verhaltensanalysen das Ph{\"a}nomen der Evidenz-akkumulation in den Crz-Neuronen genauer charakterisiert. Dabei zeigte sich, dass die akkumulierte Evidenz auch w{\"a}hrend einer elektrischen Inhibition der Crz-Neurone persistierte. Dieses Ergebnis warf die Hypothese auf, dass das {\"A}quivalent der akkumulierten Evidenz in den Crz-Neuronen biochemischer Natur sein k{\"o}nnte. Es wurde daraufhin ein Hochdurchsatzscreening-Verfahren entwickelt, mittels dessen 1388 genetische Manipulationen der Crz-Neurone durchgef{\"u}hrt und auf eine {\"A}nderung der Evidenzakkumulation getestet wurden. Nur ~30 genetische Manipulationen zeigten eine ver{\"a}nderte Evidenzakkumulation, wobei die meisten dieser Manipulationen den cAMP-Signalweg betrafen. Mittels der optogenetischen Photoadenylatzyklase bPAC, einer Reihe weiterer genetischer Manipulationen des cAMP-Signalwegs sowie der ex vivo Kalzium-Bildgebung und Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie konnte best{\"a}tigt werden, dass cAMP das {\"A}quivalent der in den Crz-Neuronen spannungsabh{\"a}ngig akkumulierten Evidenz darstellt, wobei die Kombination dieser Methoden nahelegte, dass der Schwellenwert der Evidenzakkumulation durch die cAMP-Bindungsaffinit{\"a}t der regulatorischen PKA-Untereinheiten festgelegt sein k{\"o}nnte. Mittels genetischer Mosaikexperimente sowie bildgebenden Verfahren konnte dar{\"u}ber hinaus gezeigt werden, dass innerhalb des Crz-Netzwerks eine positive R{\"u}ckkopplungsschleife aus rekurrenter Aktivit{\"a}t sowie der cAMP-Akkumulation besteht, welche, sobald die cAMP-Spiegel den Schwellenwert erreichen, zu einem netzwerkweit synchronisierten massiven Kalziumeinstrom f{\"u}hrt, was die Abgabe des Crz-Signals an nachgeschaltete Netzwerke triggert. Dieses Ph{\"a}nomen k{\"o}nnte ein Analogon des Aktionspotenzials auf Netzwerkebene sowie auf Intervallzeitskalen darstellen und wurde als „Eruption" bezeichnet. Genetische, optogenetische sowie Bildgebungsexperimente konnten zeigen, dass die CaMKII derartige Eruptionen durch Niedrighalten der cAMP-Spiegel unterdr{\"u}ckt, was den Zeitmessmechanismus des ersten beschriebenen Intervallzeitmessers CaMKII offenlegt.},
  subject      = {Evidenz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagner2022,
  author    = {Wagner, Martin},
  title     = {Zyto- und Gentoxizit{\"a}t von Zinkoxid-Nanopartikeln in humanen mesenchymalen Stammzellen nach repetitiver Exposition und im Langzeitversuch},
  doi       = {10.25972/OPUS-27572},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-275726},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) finden in vielen Produkten des t{\"a}glichen Verbrauchs Verwendung. Daten {\"u}ber die toxikologischen Eigenschaften von ZnO-NP werden kontrovers diskutiert. Die menschliche Haut ist in Bezug auf die ZnO-NP Exposition das wichtigste Kontakt-Organ. Intakte Haut stellt eine suffiziente Barriere gegen{\"u}ber NP dar. Bei defekter Haut ist ein Kontakt zu den proliferierenden Stammzellen m{\"o}glich, sodass diese als wichtiges toxikologische Ziel f{\"u}r NP darstellen. Das Ziel dieser Dissertation war die Bewertung der genotoxischen und zytotoxischen Effekte an humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch niedrig dosierte ZnO-NP nach 24 st{\"u}ndiger Exposition, repetitiven Expositionen und im Langzeitversuch bis zu 6 Wochen. Zytotoxische Wirkungen von ZnO-NP wurden mit 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid-Test (MTT) gemessen. Dar{\"u}ber hinaus wurde die Genotoxizit{\"a}t durch den Comet-Assay bewertet. Zur Langzeitbeobachtung bis zu 6 Wochen wurde die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Zytotoxizit{\"a}t nach 24-st{\"u}ndiger ZnO-NP-Exposition war ab einer Konzentration von 50 µg/ml nachweisbar. Genotoxizit{\"a}t konnten bereits bei Konzentrationen von 1 und 10 µg/ml ZnO-NP beschrieben werden. Wiederholte Exposition verst{\"a}rkte die Zyto-, aber nicht die Genotoxizit{\"a}t. Eine intrazellul{\"a}re NP-Akkumulation mit Penetration der Zellorganelle wurde bei einer Exposition bis zu 6 Wochen beobachtet. Die Ergebnisse deuten auf zytotoxische und genotoxisches Effekte von ZnO-NP hin. Bereits geringe Dosen von ZnO-NP k{\"o}nnen bei wiederholter Exposition toxische Wirkungen hervorrufen sowie eine langfristige Zellakkumulation. Diese Daten sollten bei der Verwendung von ZnO-NP an gesch{\"a}digter Haut ber{\"u}cksichtigt werden.},
  subject      = {nanoparticle},
  language  = {de}
}