@phdthesis{Diegelmann2003,
  author    = {Diegelmann, S{\"o}ren},
  title     = {Molekulare und ph{\"a}notypische Charakterisierung von Drosophila melanogaster Synapsin Mutanten und In-vivo Calcium Imaging},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8513},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Durch genaue Kartierung der Defizienzen in den Mutanten konnten bislang unbekannte regulatorische Elemente des Synapsin Gens identifiziert werden. Mit dieser Information sollte es m{\"o}glich sein, einen Synapsin-„Rescue" Vektor zu konstruieren, der nach Transformation in die Nullmutante den wildtypischen Ph{\"a}notyp wiederherstellt. Beim Vergleich der im Rahmen des Berkeley Drosophila Genom Projekt ver{\"o}ffentlichten Sequenz des Synapsin Gens mit vor sieben Jahren publizierten Sequenzdaten fielen Diskrepanzen sowohl in der genomischen Sequenz als auch in der cDNA auf. Um zu kl{\"a}ren, ob es sich hier um Artefakte, Polymorphismen oder systematische Modifikationen handelt, wurde der entsprechende Bereich von neun an verschiedenen Orten gefangenen Wildtypen genomisch und auf der cDNA Ebene amplifiziert und sequenziert. In allen F{\"a}llen wurde die genomische Sequenz des Genomprojekts verifiziert, so dass von einem Sequenzierfehler in der fr{\"u}heren Sequenz auszugehen ist. Als Folge ergibt sich eine Exon-Intron Struktur, bei der die Spleiß-Konsensussequenz (GT-AG Regel) im Intron 4 des Synapsins gewahrt bleibt. Dagegen best{\"a}tigten die RT-PCR Sequenzen die fr{\"u}heren cDNA-Daten, so dass ein A zu G Austausch zwischen der genomischen Sequenz und der cDNA des Proteins aufgedeckt wird. Dieser Austausch f{\"u}hrt zu einer Ver{\"a}nderung der in allen bisher bekannten Synapsinen konservierten Zielsequenz der Proteinkinase CaMK I/ IV und PKA, was interessante Fragen zu seiner funktionellen Bedeutung aufwirft. Die Basensubstitution spricht f{\"u}r ein A-zu-I RNA-Editing auf der Ebene der Ribonukleins{\"a}ure. Dieser Vorgang wird durch das Enzym dADAR katalysiert und wurde bereits f{\"u}r verschiedene neuronale Proteine nachgewiesen. Die f{\"u}r die Reaktion ben{\"o}tigte doppelstr{\"a}ngige Sekund{\"a}rstruktur der RNA kann durch die Sequenz der pr{\"a}-mRNA des Synapsins gebildet werden. Die potentielle „Editing site Complementary Sequence" (ECS) konnte im Intron 4 in einem Abstand von ca. 90 Basen stromabw{\"a}rts der Editing-Stelle durch ein Computerprogramm ermittelt werden. Der A zu G Austausch wird in allen Laborwildtypen und allen neu etablierten St{\"a}mmen, sowie in verschiedenen Entwicklungsstadien beobachtet. Lediglich in einem cDNA-Gemisch aus Eiern, Embryonen und 1. Larven findet man neben der editierten auch die nicht-editierte Sequenz. Um in sp{\"a}teren Experimenten die Funktion der Phosphorylierung und die Auswirkung der mRNA Editierung ermitteln zu k{\"o}nnen wurden in einem weiteren Versuch die beiden Erkennungsstellen der PKA in der cDNA durch Mutationen modifiziert, so dass Phosphorylierungstests an den Konstrukten durchgef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen. Zur ph{\"a}notypischen Charakterisierung der Nullmutante wurde die Defizienz-Linie Syn97 durch extensive R{\"u}ckkreuzung in den genetischen Hintergrund des Wildtyps CantonS eingebracht, der als Standard-Kontrollstamm f{\"u}r Verhaltensexperimente und insbesondere Lernversuche dient. Die Linie Syn97CS wurde im Rahmen einer Kooperation von Mitarbeitern des Lehrstuhls in verschiedenen Verhaltenstests und Lernparadigmen auf ph{\"a}notypische Ver{\"a}nderungen {\"u}berpr{\"u}ft. Dabei fanden sich mehrere Verhaltensunterschiede zum Wildtyp, die vermutlich auf geringf{\"u}gigen Modifikationen in komplexen neuronalen Netzwerken beruhen. In operanten Lernparadigmen konnte ein Einfluss der Synapsin-Elimination auf den Lernerfolg detektiert werden. Dabei trat die Reduktion des Lernindex bereits im dritten Larvenstadien auf und setzte sich in der adulten Fliege fort. Der Einfluss des Fehlens des Synapsins auf Lernprozesse in Drosophila steht im Einklang mit Befunden aus Knock-out M{\"a}usen f{\"u}r SynI + II. Im reduzierten Courtship Index der Syn97CS M{\"a}nnchen offenbart sich ein konkreter Hinweis auf eine verringerte Darwin'sche Fitness der Synapsin-Nullmutante. Die Gesamtheit der in der Synapsin-Nullmutante entdeckten Ph{\"a}notypen k{\"o}nnte den hohen Konservierungsgrad des Proteins zwischen Vertebraten und Invertebraten erkl{\"a}ren. In einem weiteren Teil-Projekt konnten Mutationen in die cDNA des Calciumsensor Cameleon 2.0 Proteins eingebracht werden, um so die verbesserte Version Cam 2.1 zu erhalten. Daraufhin wurden mehrere transgene UAS-Cam 2.1 Linien hergestellt, die bei der Kreuzung mit verf{\"u}gbaren Gal4 Linien den Calciumsensor f{\"u}r eine Expression in definierten Neuronenpopulationen von Drosophila zug{\"a}nglich machen. In weiterf{\"u}hrenden Arbeiten konnte die Funktionalit{\"a}t des Fusionsproteins {\"u}berpr{\"u}ft werden und somit die ersten Schritte hin zur Anwendung der in-vivo Calcium Imaging Methode am Lehrstuhl durchgef{\"u}hrt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Huber2003,
  author    = {Huber, Saskia},
  title     = {Charakterisierung von SAP47 in Drosophila melanogaster und der dazugeh{\"o}rigen Proteinfamilie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7777},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In der Arbeit wird ein synapsenassoziiertes Protein, das SAP47 und seine zugeh{\"o}rige Proteinfamilie charakterisiert.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leibold2003,
  author    = {Leibold, Christian},
  title     = {Das Cystein String Protein von Drosophila melanogaster - Invivo-Funktionsanalyse verschiedener Proteindom{\"a}nen am Modellsystem der larvalen neuromuskul{\"a}ren Synapse},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7481},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Cystein String Proteine (CSPs) wurden als synaptische Vesikelproteine entdeckt. In Drosophila werden sie in den funktionellen Synapsen und sekretorischen Organellen aller Entwicklungsstufen exprimiert. Es konnte gezeigt werden, dass CSPs an der regulierten Neurotransmitteraussch{\"u}ttung beteiligt sind und mehrere, von Insekten bis zum Menschen konservierte Dom{\"a}nen besitzen: eine N-terminale Phosphorylierungsstelle der Protein Kinase A (PKA), eine J-Dom{\"a}ne mit 50\%iger Homologie zum bakteriellen Chaperone-Protein DnaJ, eine Linker-Dom{\"a}ne, einen Cystein String aus elf aufeinander folgenden Cysteinen, die durch zwei Cystein-Paare flankiert werden und einen variableren C-Terminus. Es wurden Interaktionen mit den Proteinen HSC70, SGT, Syntaxin, Synaptobrevin/VAMP, verschiedenen Untereinheiten von G-Proteinen, Synaptotagmin, sowie spannungsabh{\"a}ngigen Ca2+-Kan{\"a}len beschrieben. csp-Nullmutanten CspU1 von Drosophila melanogaster zeigen einen temperatursensitiven Ph{\"a}notyp, in dem adulte Fliegen von CspU1 reversibel bei 37°C innerhalb von drei Minuten paralysieren. An der neuromuskul{\"a}ren Synapse dritter Larven von CspU1 kann bei nicht-permissiver Temperatur von 32°C eine reversible Blockade der synaptischen Transmission beobachtet werden. In der vorliegenden Arbeit sollten mit Hilfe des larvalen Nerv-Muskel-Pr{\"a}parats dritter Larven elektrophysiologische Untersuchungen an verschiedenen csp-Mutanten durchgef{\"u}hrt werden. Hierdurch sollte die Bedeutung der einzelnen Dom{\"a}nen f{\"u}r die Funktion von csp weiter aufgekl{\"a}rt werden. Am larvalen Nerv-Muskel-Pr{\"a}parat von Drosophila ist eine Arbeit auf Einzel-Zell-Niveau m{\"o}glich. Die Segmentierung, die wiederkehrende Anordnung von Muskeln und innervierenden Motoneuronen, sowie das Vorkommen vieler auch im Gehirn von Drosophila lokalisierter synaptischer Proteine machen die larvale neuromuskul{\"a}re Synapse f{\"u}r die vorliegenden Fragestellungen. Wie in vielen anderen Arbeiten, wurden elektrophysiologische Messungen an dem Longitudinalmuskel 6 durchgef{\"u}hrt. Alle Messungen evozierter Muskelpotentiale (EJP) wurden, wenn nicht anders erw{\"a}hnt, mit 0,2Hz Stimulusfrequenz durchgef{\"u}hrt. Die Reiz-Intensit{\"a}t wurde an jedes Pr{\"a}parat individuell angepasst und betrug das 2 ½ -fache des Initial-Schwellenwertes, bei dem ein vollst{\"a}ndiges EJP ausgel{\"o}st wurde. Zun{\"a}chst konnte der in der Literatur beschriebene larvale Block der synaptischen Transmitteraussch{\"u}ttung bei erh{\"o}hter Temperatur nicht reproduziert, jedoch durch R{\"u}ckkreuzungen der Nullmutante CspU1 gegen den Wildtyp w1118 wiederhergestellt werden. Das „Rescue"-Konstrukt scDNA1, welches die Grundlage f{\"u}r alle weiteren mutierten Formen von csp darstellt, rettete den larvalen temperatursensitiven Ph{\"a}notyp im csp-Nullmutantenhintergrund von CspU1 vollst{\"a}ndig. Larvale Mutanten der Linie SSP, bei denen der Cystein String durch einen Serin String ausgetauscht worden war (Serine-string protein), zeigten in {\"U}bereinstimmung mit den adulten Fliegen den bekannten temperatursensitiven Ph{\"a}notyp. Larvale Mutanten der Linie CLP (Cysteine-less protein) zeigten im Gegensatz zu adulten Tieren dieser Linie keinen temperatursensitiven Ph{\"a}notyp, sondern ein wildtypisches Verhalten. F{\"u}r die Mutante L\&\#8710;8, die im Nullmutantenhintergrund von CspU1 roc ein in der Linker-Dom{\"a}ne um acht Aminos{\"a}uren verk{\"u}rztes CSP-Protein exprimiert, wurden verschiedene elektrophysiologische Ph{\"a}notypen beobachtet: Larven der X-chromosomalen Linie zeigten den bekannten temperaturabh{\"a}ngigen Block der synaptischen Transmission. Larven der Insertionslinie f{\"u}r das 3. Chromosom zeigten keine Temperatursensitivit{\"a}t, sondern wildtypisches Verhalten. In immunhistochemischen Untersuchungen konnte f{\"u}r die X-chromosomale Linie eine deutlich schw{\"a}chere Expression des L\&\#8710;8-Proteins beobachtet werden. Larven der Linie C\&\#8710;27, die ein im C-terminalen Bereich von CSP um 27 Aminos{\"a}uren verk{\"u}rztes CSP-Protein exprimieren, im Nullmutantenhintergrund CspU1 roc konnten anhand des Ph{\"a}notyps in zwei Gruppen unterteilt werden. Unabh{\"a}ngig vom Insertionsort zeigte eine Gruppe den bekannten larvalen temperatursensitiven Ph{\"a}notyp. Die zweite Gruppe zeigte auch bei erh{\"o}hter Temperatur wildtypisches Verhalten. Im zweiten Teil der Arbeit wurde versucht, eine neue Deletionsmutante f{\"u}r csp durch Remobilisierung einer P-Insertion (P\#1617, flybase, Bloomington) im ersten Exon zu erzeugen, da in der Nullmutante CspU1 m{\"o}glicherweise auch benachbarte Gene betroffen sind. Nach {\"U}berpr{\"u}fung der erzeugten Mutanten durch Western und Southern Blot, immunhistochemische Experimente und elektrophysiologische Untersuchungen am Nerv-Muskel-Pr{\"a}parat 3. Larven konnte keine Deletionsmutante mit temperaturabh{\"a}ngigem Ph{\"a}notyp isoliert werden, die ausschließlich csp betraf.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kibler2002,
  author    = {Kibler, Eike Mathias U.},
  title     = {Casein-Kinase-2-Beta und neuronale Entwicklungsprozesse},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4202},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Pilzk{\"o}rper von Drosophila melanogaster stellen eine f{\"u}r die Lebensf{\"a}higkeit dieses Organismus entbehrliche Gehirnstruktur dar. Die Entwicklungsprozesse, die der Bildung dieser zentralnerv{\"o}sen Struktur zugrunde liegen, sind gut erforscht. Die neuronalen Stammzellen, die f{\"u}r die Bildung dieser Gehirnstruktur verantwortlich sind, sind identifiziert und experimentell gut zug{\"a}nglich. Daher bietet sich die Drosophila-Pilzk{\"o}rperentwicklung als neurogenetisches Modellsystem an, grundlegende Mechanismen der Gehirnentwicklung durch die Untersuchung von Pilzk{\"o}rperstrukturmutanten zu erforschen. In dieser Arbeit wurde mushroom bodies undersized P1 (mbuP1) als eine durch Transposon- Insertion in den Casein-Kinase-2ß-Genlokus verursachte, hypomorphe Mutation identifiziert, die zu einer starken Verringerung der Anzahl der die Pilzk{\"o}rper bildenden intrinsischen Neurone f{\"u}hrt. Eine Reversion des mbuP1-Pilzk{\"o}rperph{\"a}notyps konnte unter anderem durch die Expression von Casein-Kinase-2ß-(CK2ß)-Transgenen im mbuP1-Hintergrund erzielt werden. Durch Rekombination wurde ein fertiler mbuP1-Stamm etabliert, der nun die Untersuchung der zellul{\"a}ren mbuP1-Defekte erm{\"o}glicht. Eine partielle, letale Deletion der CK2ß-Transkriptionseinheit wurde erzeugt. Die Letalit{\"a}t dieser Deletion konnte sowohl durch ein genomisches CK2ß-Transgen als auch durch die ubiquit{\"a}re Expression einer CK2ß-cDNA gerettet, und hierdurch die essentielle Funktion der CK2ß-Transkriptionseinheit in Drosophila belegt werden. Durch die ubiquit{\"a}re Expression von in vitro-mutagenisierten CK2ß-cDNAs im CK2ß-Letalhintergrund wurde gezeigt, daß die Phosphorylierung der regulatorischen CK2ß-Untereinheit durch die katalytisch aktive CK2\&\#945;-Untereinheit kein lebensnotwendiger Prozess ist. Gleichartige Experimente wurden zur Untersuchung der funktionellen Bedeutung eines CK2ß-Zinkfingermotivs und eines CK2ß-Destruction-Box-Motivs durchgef{\"u}hrt. Diese legen nahe, daß das Zinkfingermotiv im Gegensatz zum Destruction-Box-Motiv f{\"u}r die in vivo-Funktion der CK2ß-Untereinheit essentiell ist. Expression der in vitro-mutagenisierten CK2ß-cDNAs im mbuP1-Hintergrund werden die funktionelle Bedeutung der ausgetauschten Aminos{\"a}uren f{\"u}r die Pilzk{\"o}rperentwicklung zeigen. Eine letale genetische Interaktion von mbuP1 mit einer Mutation des Drosophila-MAP-Kinase-Gens rolled (rlSem) und eine lebensf{\"a}hige Interaktion von mbuP1 mit einer Mutation des Drosophila-S6-Kinase-p90rsk-Gens ignorant (ignP1), bei der Fl{\"u}gel- und Augenent-wicklungsdefekte zu beobachten sind, wurden gefunden. Es wurde zudem gezeigt, daß rlSem als Suppressor des Pilzk{\"o}rperph{\"a}notyps eines schw{\"a}cheren mbu-Allels wirkt. Hierdurch konnte eine Beteiligung der Casein-Kinase-2 an MAP-Kinase-Signal{\"u}bertragungswegen wahrscheinlich gemacht werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Tschaepe2002,
  author    = {Tsch{\"a}pe, Jakob-Andreas},
  title     = {Molekulare und funktionelle Analyse der Drosophila-Mutante l{\"o}chrig},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2963},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Neurodegenerative Erkrankungen des Menschen sind eines der Hauptfelder molekularer neurobiologischer Grundlagenforschung. Um generell molekulare, komplizierte Vorg{\"a}nge in vivo untersuchen zu k{\"o}nnen, nutzt man seit geraumer Zeit Modellorganismen wie Caenorhabditis elegans oder Drosophila melanogaster. In der vorliegenden Arbeit wird die Drosophila-Neurodegenerationsmutante loe (l{\"o}chrig) beschrieben, die als Modell f{\"u}r die Rolle des Cholesterinhaushalts im Bezug auf Neurodegeneration herangezogen werden kann. Die Fliegen dieser Mutante zeigen stark progressive, altersabh{\"a}ngige Degeneration von Neuronen, dabei unterlaufen diese Nervenzellen einen nekrotischenZelltod. Verantwortlich f{\"u}r diese Mutation ist die Insertion eines P-Elementes in einem Intron des Drosophila-g-5'-AMP-aktivierten Proteinkinase- (AMPK)-Gens. Die verschiedenen Spleißprodukte des loe Gens kodieren f{\"u}r die regulatorische g-Untereinheit des AMPK-Komplexes, der , aktiviert durch 5'AMP, energieintensive Prozesse negativ reguliert. Die Spleißform loeI ist durch die P-Element-Insertion betroffen, Anteile des P-Elementes werden in das loeI-Transkript hineingespleißt. Eine neuronale Expression von loeI im loe-Hintergrund f{\"u}hrt zur Revertierung des loe-Ph{\"a}notypes. Mit der Expression anderer Spleißformen kann dieser Effekt nicht erzielt werden. Das LOE I-Protein birgt in seinem N-Terminus eine Reihe m{\"o}glicher Interaktionstellen mit anderen Proteinen, die den AMPK-Komplex in einen Kontext mit den Proteinen der APP (Amyloid Precursor Proteins) ?Familie stellen oder z. B. Interaktionen mit dem Cytoskelett herstellen k{\"o}nnen. Eine molekulare Interaktion mit NiPSNAP, einem Protein, dass vermutlich eine Rolle im Vesikelverkehr spielt, konnte nachgewiesen werden. Ein direktes humanes Homolog von LOE I ist nicht bekannt, wohlgleich es im Menschen drei AMPK-g-Untereinheiten gibt, von denen zwei {\"a}hnliche Funktionen {\"u}bernehmen k{\"o}nnten wie LOE I. Die loe-Mutante interagiert genetisch mit der Mutante clb ? columbus, die einen Defekt im Gen der HMG-CoA-Reduktase tr{\"a}gt. Dieses Emzym ist das Schl{\"u}sselenzym der Cholesterinbiosynthese. Die Art der Interaktion belegt eine negative Regulierung der HMG-CoA-Reduktase durch die AMPK. So schw{\"a}cht die clb-Mutation den neurodegenerativen loe-Ph{\"a}notyp ab, eine {\"U}berexpression von clb verst{\"a}rkt diesen. Eine Verminderung der Neurodegeneration kann auch mit Medikamenten erreicht werden: Statine, potente Hemmer der HMG-COA-Reduktase, reprimieren deutlich den loe-Ph{\"a}notyp. In loe ist der Cholesterinester-Spiegel auf 40\% abgesenkt. Eine weitere genetische Interaktion von loe konnte nachgewiesen werden: Die Mutante f{\"u}r das Drosophila-Homolog von APP (Appl) verst{\"a}rkt den neurodegenerativen Ph{\"a}notyp in loe stark, wogegen die Appl-Mutante selbst keine neurodegenerativen Defekte aufweist. Dar{\"u}berhinaus zeigt die Doppelmutante Defekte, die keine der Einzelmutanten aufweist: Sterilit{\"a}t oder eine extrem kurze Lebensdauer von nur 3-4 Tagen. Diese Interaktion ließ sich auf molekularer Ebene charakterisieren. Die proteolytische Prozessierung von APPL durch Sekretasen ist in loe alteriert. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass durch die loe-Mutation die b-Sekretase aus Vertebraten (BACE) und eine bisher noch nicht beschriebene endogene Sekretase aus Drosophila negativ beeiflusst werden. Ein AMPK-Komplex mit LOE I als g-Untereinheit scheint {\"u}ber den Cholesterinester-Spiegel die Aktivit{\"a}t einer speziellen Untergruppe der Sekretasen zu beeinflussen. Die Missfunktion dieser Sekretasen ist ein kritischer Punkt in der Pathogenese der Alzheimer-Krankheit. Die loe-Mutation wirft neues Licht auf die bekannten Verbindungen zwischen Cholesterin-Stoffwechsel, Vesikelverkehr und Prozessierung von APP(L). Mit den großen M{\"o}glichkeiten, die die Drosophila-Genetik bietet, stellt diese neue Mutante ein weiteres Werkzeug zur Charakterisierung von Therapie-Ans{\"a}tzen f{\"u}r die Alzheimer-Kankheit dar. Die vorliegende Arbeit belegt um ein weiteres Mal, dass Drosophila ein potentes Modellsystem zur Untersuchung humaner, neurodegenerativer Erkrankungen wie Chorea Huntington, Parkinson oder der Alzheimer Krankheit ist.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}