@phdthesis{Franz2009,
  author    = {Franz, Mirjam},
  title     = {Analyse der Hangover Funktion w{\"a}hrend der Entwicklung von Ethanol-induziertem Verhalten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35591},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Entwicklung von Ethanoltoleranz ist ein Indikator f{\"u}r eine m{\"o}gliche Abh{\"a}ngigkeit von Alkohol. Der genaue molekulare Mechanismus der Ethanoltoleranzentwicklung ist jedoch nicht bekannt. Drosophila erm{\"o}glicht die molekulare und ph{\"a}notypische Untersuchung von verschiedenen Mutanten mit ver{\"a}nderter Toleranz und kann so zu einem besseren Verst{\"a}ndnis beitragen. Die hangAE10 Mutante entwickelt eine reduzierte Ethanoltoleranz, wobei dieser Ph{\"a}notyp auf Defekte in der zellul{\"a}ren Stressantwort zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. F{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis, in welchen molekularen Mechanismen bzw. Signalwegen HANG wirkt, wurde die Funktion des Proteins auf zellul{\"a}rer Ebene analysiert und m{\"o}gliche Zielgene charakterisiert. Die auff{\"a}llige Proteinstruktur von HANG spricht f{\"u}r eine Interaktion mit Nukleins{\"a}uren. Immunhistochemische Analysen von ektopisch exprimiertem Hangover Protein ergaben, dass dieses nicht mit der DNA co-lokalisiert und auch nicht an polyt{\"a}nen Chromosomen nachgewiesen werden kann. Die ektopische Expression von HANG in Speicheldr{\"u}senzellen zeigte eine punktf{\"o}rmige Verteilung des Proteins innerhalb des Zellkerns. Dieses punktf{\"o}rmige Expressionsmuster wird h{\"a}ufig in RNA-bindenden Proteinen gefunden. Deshalb wurden Co-Lokalisationsstudien von HANG mit Markern f{\"u}r RNAmodifizierende Proteine durchgef{\"u}hrt. Dabei wurde keine Interaktion mit verschiedenen Markerproteinen des Spleißapparates gefunden. Mithilfe von in vitro Experimenten konnte aber die Bindung von RNA an bestimmten Hangover Proteinbereichen nachgewiesen werden Diese Ergebnisse legen nahe, dass HANG eine RNA-regulierende Funktion hat. In einem cDNA Microarray Experiment wurde das Gen dunce als m{\"o}gliches Zielgen von Hangover identifiziert. Das Gen dunce kodiert f{\"u}r eine Phosphodiesterase, welche spezifisch cAMP hydrolysiert. Zur Best{\"a}tigung der cDNA Microarray Experimente wurden die dnc Transkriptunterschiede in Wildtyp und hangAE10 Mutante mithilfe von semiquantitativer RT-PCR f{\"u}r jede der vier Gruppen untersucht. Dabei konnte eine Reduktion der dncRMRA-Transkriptgruppe in hangAE10 Mutanten nachgewiesen werden. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die dncRMRA -spezifische dnc\&\#916;143 Mutante hergestellt und auf Verhaltensebene analysiert. Die Experimente zeigten, dass sowohl dnc1, als auch die dnc\&\#916;143 Mutante eine reduzierte Ethanoltoleranz und Defekte in der zellul{\"a}ren Stressantwort aufweisen. F{\"u}r die Rettung der reduzierten Toleranz von hangAE10 und dnc\&\#916;143 in dncRMRA-spezifischen Neuronen wurde die dncRMRA Promotor- GAL4 Linie hergestellt. Die reduzierte Ethanoltoleranz der dnc\&\#916;143 Mutanten konnte {\"u}ber die Expression von UAS-dnc mit der dncRMRA-GAL4 Linie auf Wildtyp Level gerettet werden. Die reduzierte Toleranz der hangAE10 Mutante konnte mithilfe derselben GAL4 Linie verbessert werden. Dies beweist, dass in beiden Mutanten dieselben Zellen f{\"u}r die Entwicklung von Ethanoltoleranz ben{\"o}tigt werden und sie wahrscheinlich in der gleichen Signaltransduktionskaskade eine Funktion haben. Aufgrund der Anf{\"a}lligkeit der UAS/ GAL4 Systems gegen{\"u}ber Hitze war es außerdem nicht m{\"o}glich die Defekte der zellul{\"a}ren Stressantwort von dnc\&\#916;143 bzw. hangAE10 Fliegen zu retten. Die Rettung der reduzierten Ethanoltoleranz der dcn\&\#916;143 Mutante f{\"u}hrte außerdem zu der Vermutung, dass die cAMP Regulation eine wichtige Funktion bei der Ethanoltoleranzentwicklung hat. {\"U}ber die Expression von cAMP-regulierenden Proteinen in dncRMRA-spezifischen Neuronen wurde der Einfluss von cAMP bei Ethanol-induziertem Verhalten {\"u}berpr{\"u}ft. Bei der {\"U}berexpression von dunce und rutabaga konnte weder eine Ver{\"a}nderung f{\"u}r die Ethanolsensitivit{\"a}t, noch f{\"u}r die Toleranzentwicklung festgestellt werden. Eine Erkl{\"a}rung hierf{\"u}r w{\"a}re, dass Ver{\"a}nderungen in der cAMP Konzentration {\"u}ber R{\"u}ckkopplungsmechanismen zwischen Dunce und Rutabaga ausgeglichen werden k{\"o}nnen. F{\"u}r eine genauere Aussage m{\"u}sste jedoch die cAMP Konzentration in diesen Fliegen gemessen werden. Die {\"U}berexpression von pka- in dncRMRA spezifischen Zellen f{\"u}hrt zu einer erh{\"o}hten Ethanolresistenz. Das bedeutet, dass die Modulation der cAMP Konzentration durch dunce und rutabaga in dncRMRA spezifischen Zellen keinen Einfluss auf Ethanol-induziertes Verhalten hat, wohingegen die St{\"a}rke der cAMP vermittelten Signalverarbeitung {\"u}ber die cAMP-abh{\"a}ngige PKA zu Ver{\"a}nderungen im Verhalten f{\"u}hrt. F{\"u}r Mutanten des cAMP Signalweges ist außerdem bekannt, dass sie Defekte im olfaktorischen Lernen bzw. Ged{\"a}chtnis aufweisen. Deshalb wurden die dnc\&\#916;143, dnc1 und hangAE10 Mutanten in diesem Paradigma getestet. Sowohl dnc1, als auch dnc\&\#916;143 Fliegen zeigten einen reduzierten Performance Index f{\"u}r das zwei und 30 Minuten Ged{\"a}chtnis. Nach 180 Minuten verhielten sich die dnc\&\#916;143 Mutanten nicht mehr unterschiedlich zum Wildtyp, die dnc1 Mutante zeigte jedoch immer noch eine Reduktion des Performance Index im Vergleich zur Kontrolle. Demnach ist in dnc\&\#916;143 Mutanten nur das Kurzzeitged{\"a}chtnis betroffen, wohingegen hangAE10 Mutanten keine Reduktion des Performance Index f{\"u}r das olfaktorische Kurzzeitged{\"a}chtnis aufweisen. Die unterschiedlichen Ergebnisse der beiden Mutanten in der Ged{\"a}chtnisentwicklung deuten außerdem daraufhin, dass Lernen und Ged{\"a}chtnis in dnc\&\#916;143 und hangAE10 Mutanten von der Toleranzentwicklung unabh{\"a}ngig {\"u}ber unterschiedliche cAMP-abh{\"a}ngige Signaltransduktionskaskaden reguliert werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Yarali2008,
  author    = {Yarali, Ayse},
  title     = {Aspects of predictive learning in the fruit fly},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28741},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Past experience contributes to behavioural organization mainly via learning: Animals learn otherwise ordinary cues as predictors for biologically significant events. This thesis studies such predictive, associative learning, using the fruit fly Drosophila melanogaster. I ask two main questions, which complement each other: One deals with the processing of those cues that are to be learned as predictors for an important event; the other one deals with the processing of the important event itself, which is to be predicted. Do fruit flies learn about combinations of olfactory and visual cues? I probe larval as well as adult fruit flies for the learning about combinations of olfactory and visual cues, using a so called 'biconditional discrimination' task: During training, one odour is paired with reinforcement only in light, but not in darkness; the other odour in turn is reinforced only in darkness, but not in light. Thus, neither the odours nor the visual conditions alone predict reinforcement, only combinations of both do. I find no evidence that either larval or adult fruit flies were to solve such task, speaking against a cross-talk between olfactory and visual modalities. Previous studies however suggest such cross-talk. To reconcile these results, I suggest classifying different kinds of interaction between sensory modalities, according to their site along the sensory-motor continuum: I consider an interaction 'truly' cross-modal, if it is between the specific features of the stimuli. I consider an interaction 'amodal' if it instead engages the behavioural tendencies or 'values' elicited by each stimulus. Such reasoning brings me to conclude that different behavioural tasks require different kinds of interaction between sensory modalities; whether a given kind of interaction will be found depends on the neuronal infrastructure, which is a function of the species and the developmental stage. Predictive learning of pain-relief in fruit flies Fruit flies build two opposing kinds of memory, based on an experience with electric shock: Those odours that precede shock during training are learned as predictors for punishment and are subsequently avoided; those odours that follow shock during training on the other hand are learned as signals for relief and are subsequently approached. I focus on such relief learning. I start with a detailed parametric analysis of relief learning, testing for reproducibility as well as effects of gender, repetition of training, odour identity, odour concentration and shock intensity. I also characterize how relief memories, once formed, decay. In addition, concerning the psychological mechanisms of relief learning, first, I show that relief learning establishes genuinely associative conditioned approach behaviour and second, I report that it is most likely not mediated by context associations. These results enable the following neurobiological analysis of relief learning; further, they will form in the future the basis for a mathematical model; finally, they will guide the researchers aiming at uncovering relief learning in other experimental systems. Next, I embark upon neurogenetic analysis of relief learning. First, I report that fruit flies mutant for the so called white gene build overall more 'negative' memories about an experience with electric shock. That is, in the white mutants, learning about the painful onset of shock is enhanced, whereas learning about the relieving offset of shock is diminished. As they are coherently affected, these two kinds of learning should be in a balance. The molecular mechanism of the effect of white on this balance remains unresolved. Finally, as a first step towards a neuronal circuit analysis of relief learning, I compare it to reward learning and punishment learning. I find that relief learning is distinct from both in terms of the requirement for biogenic amine signaling: Reward and punishment are respectively signalled by octopamine and dopamine, for relief learning, either of these seem dispensible. Further, I find no evidence for roles for two other biogenic amines, tyramine and serotonin in relief learning. Based on these findings I give directions for further research.},
  subject      = {Lernen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bucher2008,
  author    = {Bucher, Daniel},
  title     = {An Electrophysiological Analysis of Synaptic Transmission at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27784},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In this thesis, synaptic transmission was studied electrophysiologically at an invertebrate model synapse, the neuromuscular junction of the Drosophila 3rd instar wandering larvae. In the first part, synaptic function is characterized at the neuromuscular junction in fly lines which are null mutants for the synaptic proteins "the synapse associated protein of 47 kDa" (Sap-47156), Synapsin (Syn97), the corresponding double mutant (Sap-47156, Syn97), a null mutant for an as yet uncharacterized Drosophila SR protein kinase, the Serine-Arginine protein kinase 3 (SRPK3), and the L{\"o}chrig (Loe) mutant which shows a strong neurodegenerative phenotype. Intracellular voltage recordings from larval body wall muscles 6 and 7 were performed to measure amplitude and frequency of spontaneous single vesicle fusion events (miniature excitatory junction potentials or mEJPs). Evoked excitatory junction potentials (eEJPs) at different frequencies and calcium concentrations were also measured to see if synaptic transmission was altered in mutants which lacked these synaptic proteins. In addition, structure and morphology of presynaptic boutons at the larval neuromuscular junction were examined immunohistochemically using monoclonal antibodies against different synaptic vesicle proteins (SAP-47, CSP, and Synapsin) as well as the active zone protein Bruchpilot. Synaptic physiology and morphology was found to be similar in all null mutant lines. However, L{\"o}chrig mutants displayed an elongated bouton morphology, a significant shift towards larger events in mEJP amplitude frequency histograms, and increased synaptic facilitation during a 10 Hz tetanus. These deficits suggest that Loe mutants may have a defect in some aspect of synaptic vesicle recycling. The second part of this thesis involved the electrophysiological characterization of heterologously expressed light activated proteins at the Drosophila neuromuscular junction. Channelrhodopsin-2 (ChR2), a light gated ion channel, and a photoactivated adenylate cyclase (PAC) were expressed in larval motor neurons using the UAS-Gal4 system. Single EJPs could be recorded from muscles 15, 16, and 17 when larva expressing ChR2 were illuminated with short (100 ms) light pulses, whereas long light pulses (10 seconds) resulted in trains of EJPs with a frequency of around 25 Hz. Larva expressing PAC in preparations where motor neurons were cut from the ventral ganglion displayed a significant increase in mEJP frequency after a 1 minute exposure to blue light. Evoked responses in low (.2 mM) calcium were also significantly increased when PAC was stimulated with blue light. When motor nerves were left intact, PAC stimulation resulted in light evoked EJPs in muscles 6 and 7 in a manner consistent with RP3 motor neuron activity. ChR2 and PAC are therefore useful and reliable tools for manipulating neuronal activity in vivo.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ritze2007,
  author    = {Ritze, Yvonne},
  title     = {Die Rolle des Neurotransmitters Serotonin bei der Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26271},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Der Neurotransmitter Serotonin spielt ein Rolle bei der Entwicklung von Ethanoltoleranz und Alkoholismus. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Funktion von Serotonin (5HT) im Bezug auf Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster. Pharmakologisch wurden die 5HT Konzentrationen durch F{\"u}ttern eines Vorl{\"a}ufers der 5HT Synthese kurzeitig erh{\"o}ht oder mit einem Syntheseinhibitor reduziert. Die Ver{\"a}nderung der 5HT Konzentrationen mittels dieser Pharmaka hatte jedoch keinen Einfluss auf die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t oder Toleranz. 5HT wird durch den 5HT Transporter (SERT) aus dem synaptischen Spalt in die Pr{\"a}synapse wieder aufgenommen. Die kurzzeitige F{\"u}tterung des SERT Inhibitors Paroxetin f{\"u}hrt zu erh{\"o}hter Ethanolsensitivit{\"a}t und reduzierter Toleranz. Ein {\"a}hnlicher Ph{\"a}notyp wurde in der hypomorphen sert55 Mutante, die eine reduzierte dsert Expression aufweist, beobachtet. Dies legt nahe, dass kurz- wie langfristige Reduktion der SERT Funktion die Entwicklung einer vollst{\"a}ndigen Ethanoltoleranz verhindern. Folglich hat die Verl{\"a}ngerung der 5HT Signaltransduktion im synaptischen Spalt, nicht aber die allgemeine Erh{\"o}hung von 5HT Konzentrationen im Fliegengehirn einen Einfluss auf die Entwicklung von Ethanoltoleranz. Zur genauen Bestimmung der SERT Expression im adulten Gehirn der Fliege wurde ein Drosophila SERT (dSERT) Antik{\"o}rper hergestellt. Mit Hilfe dieses Antik{\"o}rpers konnte gezeigt werden, dass der dSERT mit serotonergen Somata, Axonen und Dendriten kolokalisiert. Ferner sollten 5HT Konzentrationen im synaptischen Spalt durch {\"U}berexpression des wildtypischen dsert in einem Großteil der Neurone mit Hilfe des UAS/GAL4 Systems reduziert werden. Diese Fliegen wiesen weder eine ver{\"a}nderte 5HT Konzentration in den K{\"o}pfen auf noch war die Ethanolsensitivit{\"a}t bzw. Toleranz ver{\"a}ndert. Das kann einerseits daran liegen, dass der dSERT nicht in die Membran integriert wird oder andererseits daran, dass unser Konstrukt nicht funktional ist. Die {\"U}berexpression eines inaktiven dSERTs sollte theoretisch zur Erh{\"o}hung von 5HT Konzentrationen im synaptischen Spalt f{\"u}hren. Wurde ein inaktiver dSERT in den meisten Neuronen der Fliege exprimiert, erh{\"o}hten sich zwar die 5HT Konzentrationen in den K{\"o}pfen der Fliegen, dennoch war das ethanolinduzierte Verhalten nicht ver{\"a}ndert. Zus{\"a}tzlich wurde untersucht, welchen Einfluss die Inhibition der 5HT Aussch{\"u}ttung auf die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz hat. Zur Inhibition der Neurotransmission in serotonergen Zellen wurde ein Tetanus Toxin (TNT) Transgen in Verbindung mit verschiedenen GAL4 Treiberlinien eingesetzt. Die Inhibition von serotonergen und dopaminergen Neuronen mit Hilfe einer GAL4 Linie, die einen Abschnitt des Gens der Dopamin Decarboxylase (ddc) beinhaltet, f{\"u}hrte zu keiner Ver{\"a}nderung von Ethanolsensitivit{\"a}t bzw. Toleranz. F{\"u}r weitere GAL4 Linien wurde zun{\"a}chst das Expressionsmuster neuroanatomisch untersucht. Von vier ausgew{\"a}hlten GAL4 Linien zeigten zwei Expression in serotonergen Neuronen. Die sert1+2-GAL4 Linie mit einem St{\"u}ck Promotorregion des dsert zeigt Expression in 46\% der serotonergen Neuronen. Wurden diese mit Hilfe von Tetanus Toxin inhibiert, zeigten die Fliegen eine leicht aber signifikant erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t und eine unver{\"a}nderte Toleranz. Die zweite GAL4 Linie enth{\"a}lt ein St{\"u}ck Promotorregion des 5HT1b Rezeptors und zeigt Expression in ebenfalls 46\% der serotonergen Neurone, weitgehend {\"u}berlappend mit der Expression der Linie sert1+2-GAL4. Jedoch exprimiert die 5htr1b-GAL4 Linie zus{\"a}tzlich in vier serotonergen Neuronen, in elf dopaminergen und einem unbekannten Neuron. Interessanterweise ist nach Inhibition der Neurotransmission in diesen Neuronen eine stark erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t sowie eine reduzierte Ethanoltoleranz zu beobachten. Folglich k{\"o}nnte die Inhibition der Neurotransmission in dopaminergen Neuronen f{\"u}r die Reduktion der Ethanolsensitivit{\"a}t verantwortlich sein. Deshalb wurde die Neurotransmitterausssch{\"u}ttung in dopaminergen Neuronen mit Hilfe der th-GAL4 Linie und TNT unterdr{\"u}ckt und diese Fliegen wurden auf ihre F{\"a}higkeit untersucht, Ethanolsensitivt{\"a}t und/oder Toleranz zu entwickeln. Nach Inhibition der von th-GAL4 getriebenen dopaminergen Neurone wurde eine erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t gemessen, aber keine signifikant ver{\"a}nderte Ethanoltoleranz. Da die ddc-GAL4 Linie im Vorfeld keinen ethanolinduzierten Verhaltensph{\"a}notyp gezeigt hat, sollte bestimmt werden, welche dopaminergen Neuronen der 5htr1b-GAL4 sowie der th-GAL4 Linie f{\"u}r die erh{\"o}hte Ethanolsensitivit{\"a}t verantwortlich sind. Serotonerge Neuronengruppen, die in die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz involviert sein k{\"o}nnten, sind SE1, SE2, SE3, LP1, LP2, SP1, SP2 und IP, w{\"a}hrend es sich bei den dopaminergen Neuronengruppen um PAL1, PPL1, PPM2, PPM3 und SVP1 handeln k{\"o}nnte. Einige Neurone der 5htr1b-GAL4 Linie projizieren in den Ellipsoidk{\"o}rper, eine Struktur des Zentralkomplexes, f{\"u}r die bereits gezeigt wurde, dass sie in die Entwicklung vonEthanoltoleranz involviert ist. Jedoch muss n{\"a}her untersucht werden, welche Neuronen f{\"u}r die Innervation verantwortlich sind. Daf{\"u}r sollten GAL4 Linien verwendet werden, die eine {\"a}hnliche Expression wie die 5htr1b-GAL4 Linie, aber ausschließlich im Ellipsoidk{\"o}rper, zeigen. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass serotonerge und dopaminerge Neurone in die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz in Drosophila melanogaster involviert sind. Ferner konnte gezeigt werden, dass eine ver{\"a}nderte 5HT Signaltransduktion zu einer reduzierten Toleranz f{\"u}hrt. Weiterf{\"u}hrend ist die Identifizierung von serotonergen Neuronen, die f{\"u}r die Entwicklung von Ethanolsensitivit{\"a}t und/oder Toleranz verantwortlich sind, von großem Interesse. Ziel ist es, die neuronalen Schaltkreise aufzudecken, die den Ph{\"a}nomenen Ethanolsensitivit{\"a}t und Toleranz zugrundeliegen.},
  subject      = {Ethanol},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hoyer2007,
  author    = {Hoyer, Susanne Christine},
  title     = {Neuronal Correlates of Aggression in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25871},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Aggression ist ein facettenreiches Ph{\"a}nomen, das sowohl in Vertebraten als auch in Invertebraten auftritt. Trotz der weiten Verbreitung dieses Verhaltens sind die neuronalen Netzwerke, die der Aggression zugrunde liegen, noch kaum bekannt. Zahlreiche Studien weisen den biogenen Aminen eine prominente Rolle in der Modulation von Aggression zu. Das Ziel dieser Doktorarbeit war mit Hilfe des Modellorganismus Drosophila melanogaster zu der Aufschl{\"u}sselung der neuronalen Korrelate von Aggression beizutragen, insbesondere im Hinblick auf das biogene Amin Oktopamin. In Drosophila sind aggressive Interaktionen aus einer Vielzahl von offensiven und defensiven Verhaltensweisen zusammengesetzt, von denen einige bez{\"u}glich der H{\"a}ufigkeit ihres Auftretens geschlechtsspezifisch sind. Um die Auswertung dieser vielseitigen Verhaltensweisen zu vereinfachen, wurde die Analyse auf einen einzigen Indikator f{\"u}r Aggression beschr{\"a}nkt: den „lunge". Diese bemerkenswerte Verhaltensweise tritt nur im Kontext der Aggression auf und ist charakteristisch f{\"u}r M{\"a}nnchen. In Kooperation mit Andreas Eckart habe ich ein Computerprogramm entwickelt, das eine automatische Ausz{\"a}hlung der lunges in einem vom Forscher gew{\"a}hlten Zeitraum durchf{\"u}hrt. Zus{\"a}tzlich erh{\"a}lt man u.a. Informationen {\"u}ber die Laufstrecke der einzelnen Tiere wie auch {\"u}ber ihre Gr{\"o}ße. Dank eines weiteren von uns entwickelten Programms ist es m{\"o}glich, K{\"a}mpfe zweier Drosophila M{\"a}nnchen unabh{\"a}ngig von deren Genotyp wahlweise automatisch oder halb-automatisch auszuwerten. Mit Hilfe dieser Programme wurde gezeigt, dass (1) die gemeinsame Laufaktivit{\"a}t der beiden M{\"a}nnchen mit der Anzahl aller aufgetretenen lunges korreliert und, dass (2) ein Gr{\"o}ßenunterschied von 8\% ausreichend ist, um zu beeinflussen, welches Tier mehr lunges durchf{\"u}hrt. Ebenfalls konnte festgestellt werden, dass (3) eine Nullmutation im ‚white' Gen, welches einen ABC-Transporter kodiert, aggressives Verhalten fast vollst{\"a}ndig unterdr{\"u}ckt, was teilweise auf eine visuelle Beeintr{\"a}chtigung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Außerdem f{\"u}hrt (4) das Absenken des White-Levels in verschiedenen Bereichen des Zentralgehirns zu reduzierter Aggression; ein Effekt, der auch durch die chemische Entfernung der Pilzk{\"o}rper, einer Struktur des zentralen Gehirns, hervorgerufen werden kann. Dies weist darauf hin, dass die Integrit{\"a}t verschiedener neuronaler Netzwerke/Gehirnbereiche erforderlich ist, um wildtypische Aggression zu erm{\"o}glichen. Zus{\"a}tzlich konnte (5) anhand von Mutationen in zwei Genen der Oktopaminsynthese, die beide die Oktopamin-Konzentration zwar erniedrigen, die Tyramin-Konzentration jedoch heben bzw. senken, demonstriert werden, dass Oktopaminmangel Aggression fast vollst{\"a}ndig zum Erliegen bringt. Wird ein lunge durchgef{\"u}hrt, so ist dessen Ausf{\"u}hrung fast wildtypisch. Rettungsversuche, in denen Oktopamin- und/oder Tyramin-Konzentrationen wiederhergestellt werden, legen nahe, dass ein sehr spezifisches Muster von Oktopamin r{\"a}umlich und zeitlich gew{\"a}hrleistet sein muss, um ein so komplexes und faszinierendes Verhalten wie die Aggression in Drosophila hervorzurufen.},
  subject      = {Biogene Amine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Cruz2006,
  author    = {Cruz, Alexandre Bettencourt da},
  title     = {Molecular and functional characterization of the swiss-cheese and olk mutants in Drosophila melanogaster : two approaches to killing neurons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17734},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {In this thesis two genes involved in causing neurodegenerative phenotypes in Drosophila are described. olk (omb-like), a futsch allele, is a micotubule associated protein (MAP) which is homologous to MAP1B and sws (swiss cheese) a serine esterase of yet unknown function within the nervous system. The lack of either one of these genes causes progressive neurodegeneration in two different ways. The sws mutant is characterized by general degeneration of the adult nervous system, glial hyperwrapping and neuronal apoptosis. Deletion of NTE (neuropathy target esterase), the SWS homolog in vertebrates, has been shown to cause a similar pattern of progressive neural degeneration in mice. NTE reacts with organophosphates causing axonal degeneration in humans. Inhibition of vertebrate NTE is insufficient to induce paralyzing axonal degeneration, a reaction called "aging reaction" is necessary for the disease to set in. It is hypothesized that a second "non-esterase" function of NTE is responsible for this phenomenon. The biological function of SWS within the nervous system is still unknown. To characterize the function of this protein several transgenic fly lines expressing different mutated forms of SWS were established. The controlled expression of altered SWS protein with the GAL4/UAS system allowed the analysis of isolated parts of the protein that were altered in the respective constructs. The characterization of a possible non-esterase function was of particular interest in these experiments. One previously described aberrant SWS construct lacking the first 80 amino acids (SWS\&\#916;1-80) showed a deleterious, dominant effect when overexpressed and was used as a model for organophosphate (OP) intoxication. This construct retains part of its detrimental effect even without catalytically active serine esterase function. This strongly suggests that there is another characteristic to SWS that is not defined solely by its serine esterase activity. Experiments analyzing the lipid contents of sws mutant, wildtype (wt) and SWS overexpressing flies gave valuable insights into a possible biological function of SWS. Phosphatidylcholine, a major component of cell membranes, accumulates in sws mutants whereas it is depleted in SWS overexpressing flies. This suggests that SWS is involved in phosphatidylcholine regulation. The produced \&\#945;-SWS antibody made it possible to study the intracellular localization of SWS. Images of double stainings with ER (endoplasmic reticulum) markers show that SWS is in great part localized to the ER. This is consistent with findings of SWS/ NTE localization in yeast and mouse cells. The olk mutant also shows progressive neurodegeneration but it is more localized to the olfactory system and mushroom bodies. Regarding specific cell types it seemed that specifically the projection neurons (PNs) are affected. A behavioral phenotype consisting of poor olfactory memory compared to wt is also observed even before histologically visible neurodegeneration sets in. Considering that the projection neurons connect the antennal lobes to the mushroom bodies, widely regarded as the "learning center", this impairment was expected. Three mutants where identified (olk1-3) by complementation analysis with the previously known futschN94 allele and sequencing of the coding sequence of olk1 revealed a nonsense mutation early in the protein. Consistent with the predicted function of Futsch as a microtubule associated protein (MAP), abnormalities are most likely due to a defective microtubule network and defects in axonal transport. In histological sections a modified cytoskeletal network is observed and western blots confirm a difference in the amount of tubulin present in the olk1 mutant versus the wt. The elaboration of neuronal axons and dendrites is dependent on a functional cytoskeleton. Observation of transport processes in primary neural cultures derived from olk1 mutant flies also showed a reduction of mitochondrial transport. Interaction with the fragile X mental retardation gene (dfmr1) was observed with the olk mutant. A dfmr1/ olk1 double mutant shows an ameliorated phenotype compared to the olk1 single mutant. tau, another MAP gene, was also shown to be able to partially rescue the olk1 mutant.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Masek2005,
  author    = {Masek, Pavel},
  title     = {Odor intensity learning in Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15546},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {It has been known for a long time that Drosophila can learn to discriminate not only between different odorants but also between different concentrations of the same odor. Olfactory associative learning has been described as a pairing between odorant and electric shock and since then, most of the experiments conducted in this respect have largely neglected the dual properties of odors: quality and intensity. For odorant-coupled short-term memory, a biochemical model has been proposed that mainly relies on the known cAMP signaling pathway. Mushroom bodies (MB) have been shown to be necessary and sufficient for this type of memory, and the MB-model of odor learning and short-term memory was established. Yet, theoretically, based on the MB-model, flies should not be able to learn concentrations if trained to the lower of the two concentrations in the test. In this thesis, I investigate the role of concentration-dependent learning, establishment of a concentration-dependent memory and their correlation to the standard two-odor learning as described by the MB-model. In order to highlight the difference between learning of quality and learning of intensity of the same odor I have tried to characterize the nature of the stimulus that is actually learned by the flies, leading to the conclusion that during the training flies learn all possible cues that are presented at the time. The type of the following test seems to govern the usage of the information available. This revealed a distinction between what flies learned and what is actually measured. Furthermore, I have shown that learning of concentration is associative and that it is symmetrical between high and low concentrations. I have also shown how the subjective quality perception of an odor changes with changing intensity, suggesting that one odor can have more than one scent. There is no proof that flies perceive a range of concentrations of one odorant as one (odor) quality. Flies display a certain level of concentration invariance that is limited and related to the particular concentration. Learning of concentration is relevant only to a limited range of concentrations within the boundaries of concentration invariance. Moreover, under certain conditions, two chemically distinct odorants could smell sufficiently similarly such, that they can be generalized between each other like if they would be of the same quality. Therefore, the abilities of the fly to identify the difference in quality or in intensity of the stimuli need to be distinguished. The way how the stimulus is analyzed and processed speaks in favor of a concept postulating the existence of two separated memories. To follow this concept, I have proposed a new form of memory called odor intensity memory (OIM), characterized it and compared it to other olfactory memories. OIM is independent of some members of the known cAMP signaling pathway and very likely forms the rutabaga-independent component of the standard two-odor memory. The rutabaga-dependent odor memory requires qualitatively different olfactory stimuli. OIM is revealed within the limits of concentration invariance where the memory test gives only sub-optimal performance for the concentration differences but discrimination of odor quality is not possible at all. Based on the available experimental tools, OIM seems to require the mushroom bodies the same as odor-quality memory but its properties are different. Flies can memorize the quality of several odorants at a given time but a newly formed memory of one odor interferes with the OIM stored before. In addition, the OIM lasts only 1 to 3 hours - much shorter than the odor-quality memory.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schindelin2005,
  author    = {Schindelin, Johannes},
  title     = {The standard brain of Drosophila melanogaster and its automatic segmentation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15518},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In this thesis, I introduce the Virtual Brain Protocol, which facilitates applications of the Standard Brain of Drosophila melanogaster. By providing reliable and extensible tools for the handling of neuroanatomical data, this protocol simplifies and organizes the recurring tasks involved in these applications. It is demonstrated that this protocol can also be used to generate average brains, i.e. to combine recordings of several brains with the same features such that the common features are emphasized. One of the most important steps of the Virtual Insect Protocol is the aligning of newly recorded data sets with the Standard Brain. After presenting methods commonly applied in a biological or medical context to align two different recordings, it is evaluated to what extent this alignment can be automated. To that end, existing Image Processing techniques are assessed. I demonstrate that these techniques do not satisfy the requirements needed to guarantee sensible alignments between two brains. Then, I analyze what needs to be taken into account in order to formulate an algorithm which satisfies the needs of the protocol. In the last chapter, I derive such an algorithm using methods from Information Theory, which bases the technique on a solid mathematical foundation. I show how Bayesian Inference can be applied to enhance the results further. It is demonstrated that this approach yields good results on very noisy images, detecting apparent boundaries between structures. The same approach can be extended to take additional knowledge into account, e.g. the relative position of the anatomical structures and their shape. It is shown how this extension can be utilized to segment a newly recorded brain automatically.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schwenkert2005,
  author    = {Schwenkert, Isabell},
  title     = {Phenotypic characterization of hangover at the neuromuscular junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14977},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Ethanoltoleranz beruht vermutlich auf Ver{\"a}nderung in synaptischer Plastizit{\"a}t; da die Mechanismen, die zu dieser Anpassung der Synapsen f{\"u}hren, in hang-Mutanten offensichtlich defekt sind, war es Ziel dieser Arbeit zu erkl{\"a}ren, wie HANG zu synaptischer Plastizit{\"a}t beitr{\"a}gt. In diesem Zusammenhang war es besonders wichtig herauszufinden, in welchem neuronalen Prozeß HANG eine Rolle spielt. Antik{\"o}rperfarbungen gegen HANG zeigten, da das Protein in allen neuronalen Zellkernen larvaler und adulter Gehirne vorhanden ist. Gehirne der hangAE10 Mutante zeigen keine F{\"a}rbung, was best{\"a}tigt, da diese Tiere Nullmutanten f{\"u}r HANG sind. Eine genauere Analyse der Verteilung von HANG im Zellkern ergab, daß HANG in einem punktartigen Muster an bestimmten Stellen im Kern angereichert ist; diese HANG-Aggregate sind an der Innenseite der Kernmembran lokalisiert und colokalisieren nicht mit dem Chromatin. Auf der Basis dieser Ergebnissen wurde postuliert, daß HANG vermutlich an der Stabilisierung, Prozessierung oder dem Export von mRNAs beteiligt ist. Da synaptische Plastizit{\"a}t gut an den einzelnen Neuronen der neuromuskul{\"a}ren Synapse von Drosophila-Larven studiert werden kann, wurde die Morphologie der Motorneurone dritter Larven am Muskelpaar 6/7 des Segments A4 untersucht. Diese Untersuchungen zeigten, da Boutonanzahl und Axonl{\"a}nge in hangAE10-Larven um 40 \% erh{\"o}ht sind. Außerdem zeigen einige Boutons der hang-Mutanten eine abnormale, sanduhrf{\"o}rmige Form, was darauf hinweist, daß sie nach Initiation der Bouton-Teilung m{\"o}glicherweise in einem halb-separierten Zustand geblieben sind. Die Zunahme an Boutons in den Mutanten ist im wesentlichen auf eine Zunahme der Anzahl der Typ Ib-Boutons zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Die Analyse der Verteilung verschiedener synaptischer Marker in hangover-Mutanten ergab keine Hinweise auf Abnormalit{\"a}ten im Zytoskelett oder in der Ausbildung der pr{\"a}-und postsynaptischen Strukturen. Des weiteren ist die Anzahl der aktiven Zonen relativ zur Boutonoberfl{\"a}che nicht ver{\"a}ndert; da hang-Mutanten aber mehr synaptische Boutons pro synaptischem Terminal besitzen, kann man insgesamt von einer Zunahme der Anzahl der aktiven Zonen ausgehen. Die pr{\"a}synaptische Expression von HANG in den Mutanten rettet die erh{\"o}hte Boutonanzahl und die verl{\"a}ngerten Axone, was ebenfalls beweist, daß die beobachteten synaptischen Defekte auf das Fehlen von HANG und nicht auf Sekund{\"a}rmutationen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Eine postsynaptische Expression der hangover cDNA in den Mutanten dagegen rettet den Ph{\"a}notyp nicht. Die Anzahl der synaptischen Boutons wird unter anderem durch cAMP-Levels bestimmt, welche somit synaptische Plastizit{\"a}t regeln. Da hang-Mutanten eine erh{\"o}hte Boutonanzahl aufweisen, f{\"u}hrte dies zu der Spekulation, daß der Ph{\"a}notyp dieser Mutanten m{\"o}glicherweise auf ver{\"a}nderte cAMPlevels zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Um dies zu {\"u}berpr{\"u}fen, wurde die Morphologie der neuromuskul{\"a}ren Synapsen von hangAE10-Larven mit denen von dnc1 verglichen, welche Defekte in der cAMP-Kaskade aufweisen. Einige Aspekte des Ph{\"a}notyps (z. B. die Zunahme der Boutonanzahl und das Verhaltnis von aktiven Zonen pro Boutonfl{\"a}che) sind sehr ¨ahnlich; jedoch unterscheiden sich die beiden Mutanten in anderen morphologischen Aspekten. Die Expression eines UAS-dnc-Transgens in hangover-Mutanten modifizierte den hang-Ph{\"a}notyp ebenfalls nicht. Auf der Basis der Ergebnisse dieser Arbeit wurde ein Modell f{\"u}r die Funktion von HANG erstellt, nach dem dieses Protein vermutlich am Isoform-spezifischen Spleißen bestimmter Transkripte beteiligt ist, deren Produkte f{\"u}r die synaptische Plastizit{\"a}t an der neuromuskul{\"a}ren Synapse ben{\"o}tigt werden.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Pick2004,
  author    = {Pick, Simon},
  title     = {Kinematik und visuelle Steuerung des Kletterverhaltens und der Beinplatzierung der Fliege Drosophila melanogaster und {\"U}bertragung auf die Robotik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden visuelle Einfl{\"u}sse auf die Beinplatzierung beim Laufen und auf das Kletterverhalten der Fliege Drosophila melanogaster analysiert. W{\"a}hrend sich die Beinplatzierung als vorwiegend taktil gesteuert herausstellte, ist das Klettern sowohl bez{\"u}glich der Entscheidung zur Durchf{\"u}hrung (Motivationssteuerung) als auch bez{\"u}glich der Ausf{\"u}hrung selbst unter pr{\"a}ziser visueller Kontrolle. F{\"u}r die Untersuchungen wurde ein L{\"u}cken-{\"U}berwindungsparadigma entwickelt und die Kinematik des Kletterns {\"u}ber verschieden breite L{\"u}cken mit einer eigens entwickelten 3D-Hochgeschwindigkeits-Videoanlage erstmals quantitativ beschrieben. Drei wesentliche Verhaltensanpassungen sorgen daf{\"u}r, dass die Fliegen die maximal m{\"o}gliche Spannbreite ihrer Beine voll ausn{\"u}tzen und L{\"u}cken von bis zu 170\% der eigenen K{\"o}rperl{\"a}nge {\"u}berqueren k{\"o}nnen. Das Kletterverhalten wird abh{\"a}ngig von der L{\"u}ckenbreite initiiert und sinnlose Versuche an un{\"u}berwindbar breiten L{\"u}cken vermieden. Die visuelle L{\"u}ckenbreitenmessung wurde analysiert; sie beruht auf der Auswertung von Bewegungsparallaxe beim Anlauf. Einige Erkenntnisse aus der Laufforschung an Fliegen wurden auf einem im Rahmen dieser Arbeit modifizierten hexapoden Laufroboter umgesetzt und die Verbesserungen quantifiziert.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Spall2004,
  author    = {Spall, Thomas},
  title     = {Optische Visualisierung neuronaler Aktivit{\"a}t : Etablierung des in-vivo Calcium-Imaging mit dem genetisch codierten Sensor Yellow Cameleon 2.1 und Untersuchung der olfaktorischen Codierung im Gehirn von Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11575},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Messung der r{\"a}umlich aufgel{\"o}sten Aktivit{\"a}t von neuronalen Zellverb{\"a}nden ist ein wichtiges Werkzeug, um die Funktionsweise von Gehirnen zu verstehen. F{\"u}r diese Arbeit diente die Fruchtfliege Drosophila melanogaster mit ihrer gut beschriebenen Genetik und Neurobiologie als Untersuchungsobjekt. Bei der vorgelegten Arbeit lag eine zweigeteilte Aufgabenstellung vor: Zum einen wurde die Technik des in - vivo Calcium - Imagings mit Hilfe des genetisch codierten Sensors Yellow Cameleon 2.1 am Lehrstuhl komplett neu etabliert, zum anderen wurde mit der neuen Technik das Zusammenspiel der funktionellen Elemente neuronaler Systeme anhand der Fliegenolfaktorik untersucht. Sowohl die Experimente zur Depolarisation durch KCl, als auch die Experimente zur olfaktorischen Codierung, wurden mit dem Calciumsensor Yellow Cameleon 2.1 durchgef{\"u}hrt. Es wurde ausgehend von der Vorg{\"a}ngerversion Yellow Cameleon 2.0 durch gezielte Mutagenese von S{\"o}ren Diegelmann erstellt. Eine Photomultiplier - basierte in - vitro Funktionsanalyse des rekombinanten Sensorproteins ergab eine Zunahme der Ratio EYFP / ECFP mit steigender Calciumkonzentration. Dabei konnte auch der ratiometrische FRET - Effekt des Cameleons verdeutlicht werden: Mit steigender Calciumkonzentration verschiebt sich das Verh{\"a}ltnis von EYFP - Fluoreszenz zu ECFP - Fluoreszenz zu h{\"o}heren Ratiowerten. Durch Zugabe des Calciumchelators EGTA konnte außerdem die reversible Arbeitsweise des Sensors nachgewiesen werden. Das in die Fliege eingebrachte Yellow Cameleon 2.1 - Konstrukt wurde mittels der GAL4 - UAS - Technik in verschiedenen olfaktorischen Gehirnzentren exprimiert. Von besonderer Relevanz f{\"u}r die Experimente zur olfaktorischen Codierung war dabei die GAL4 - Treiberlinie GH146. Mit ihrer Hilfe konnte das Fusionsprotein in den olfaktorischen Projektionsneuronen des Fliegengehirns exprimiert, und so die Duftrepr{\"a}sentation im postsynaptischen Neuropil der Antennalloben bzw. in den pr{\"a}synaptischen Neuropilen der Calyces und des lateralen Protocerbrums untersucht werden: Die Stimulation von 3 individuellen Fliegen mit den D{\"u}ften Benzaldehyd, Isoamylacetat und Octanol liefert duftspezifische neuronale Aktivit{\"a}tsmuster im Antenallobus. Die auf die Duftstimuli mit Calciumsignalen reagierenden Areale haben eine Gr{\"o}ße von 10 - 30 µm, liegen also in der Gr{\"o}ßenordnung von individuellen Glomeruli. Die Duftrepr{\"a}sentation in den Antennalloben zeigt außerdem einen kombinatorischen Aspekt: Jeder Duft evoziert ein charakteristisches Aktivit{\"a}tsmuster bestehend aus einem oder mehreren Glomeruli. Die Aktivit{\"a}tsmuster verschiedener D{\"u}fte k{\"o}nnen sich {\"u}berlagern, d.h. individuelle Glomeruli k{\"o}nnen durch verschiedene D{\"u}fte aktiviert werden, das gesamte Aktivit{\"a}tsmuster, d.h. die Summe der aktivierten Glomeruli eines bestimmten Duftes, ist jedoch charakteristisch. Die Duftrepr{\"a}sentation in den Antennalloben von Drososophila geschieht also in Form eines glomerul{\"a}ren Codes, ein Prinzip der Duftverarbeitung, das auch in anderen Insekten und Vertebraten nachgewiesen werden konnte. F{\"u}r den Calyx des Pilzk{\"o}rpers ergaben sich innerhalb eines Individuums, bei wiederholter Stimulation mit demselben Duft, ebenfalls duftspezifische Aktivit{\"a}tsmuster. Dabei waren die auf den Duftstimulus hin antwortenden neuronalen Areale diskret {\"u}ber den Calyx hinweg verteilt. Insgesamt zeigt das hohe Maß an Reproduzierbarkeit der Aktivit{\"a}tsmuster f{\"u}r einen gegebenen Duft, dass im Calyx, wie in den Antennalloben, eine duftspezifische r{\"a}umliche Repr{\"a}sentation vorliegt. Der kombinatorische Aspekt der Codierung konnte auch hier beobachtet werden. Die einzelnen Spots der im Calyx gemessenen Aktivit{\"a}tsmuster liegen in der Gr{\"o}ßenordnung von 5 +/- 2 µm und entsprechen somit in ihrer Gr{\"o}ße den elektronenmikroskopisch beschriebenen Microglomeruli. Durch die Calcium - Imaging Experimente am lateralen Protocerebrum konnte nachgewiesen werden, dass die Erh{\"o}hung der Duftkonzentration eine r{\"a}umliche Ausdehnung des aktivierten Neuropils zur Folge hat. Die EYFP -, ECFP - und Ratio - Intensit{\"a}ten, die aus einer "Region of Interest" im anterioren Bereich des lateralen Protocerebrums berechnet wurden, zeigen weiterhin, dass mit steigender Duftkonzentration auch die St{\"a}rke des Calciumsignals zunimmt. Dabei gibt es zwischen den 4 getesteten D{\"u}ften statistisch signifikante Unterschiede: Methylcyclohexanol evoziert {\"u}ber den gesamten Verd{\"u}nnungsbereich hinweg die schw{\"a}chste neuronale Aktivit{\"a}t, Isoamylacetat evoziert in den Verd{\"u}nnungsstufen 10-3 und 10-1 die st{\"a}rkste neuronale Aktivit{\"a}t. D.h. neben der r{\"a}umlichen Ausdehnung des Signals, f{\"u}hrt die Konzentrationserh{\"o}hung auch zu einer gesteigerten Intensit{\"a}t des Calciumsignals, wobei sich die Signalintensit{\"a}ten f{\"u}r verschiedene D{\"u}fte und Verd{\"u}nnungsstufen unterscheiden k{\"o}nnen. Mit der verwendeten Versuchsanordnung und Datenauswertung, war es jedoch bislang nicht m{\"o}glich eine r{\"a}umliche Repr{\"a}sentation der D{\"u}fte im lateralen Protocerebrum nachzuweisen.},
  subject      = {Terpyridinderivate <2},
  language  = {de}
}
@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{Roth2003,
  author    = {Roth, Martin},
  title     = {Functional and developmental characterisation of matrix binding sites in decapentaplegic},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In the last years it became evident that many cytokines do not only bind to their specific cell surface receptors but also interact with components of the extracellular matrix. Mainly in Drosophila, several enzymes were identified, that are involved in glycosaminoglycan synthesis. Mutations in these enzymes mostly result in disturbances of several signaling pathways like hedgehog, wingless, FGF or dpp. In most cases it was, due to these pleiotropic effects, not possible to examine the relevance of matrix interactions for single pathways. The aim of this work was to examine the relevance of matrix interactions for the TGF-ß superfamily member DPP. Based on the fact that DPP is highly homologous to human BMP-2, the basic N-terminus of mature DPP was mutated, which has been shown to contain a heparin-binding site in BMP-2. Thus, a wildtype variant (D-MYC), a deletion variant (D-DEL), which lacked the whole basic part of the N-terminus and a duplication variant (D-DUP), which contained a second copy of the basic core moitiv, were generated. In order to characterise the variants biochemically, they were expressed in E.coli and refolded in a bioactive form. In chicken limbbud assay, the deletion variant was much more active than the wildtype variant, comparable to data of BMP-2. By means of biacore mesurements with the immobilised ectodomain of the high affinity type I receptor thick veins, it could be demonstrated, that the variants differ only in matrix binding and not in their receptor affinity. Different matrix binding was shown by Heparin FPLC. The biological relevance of the matrix interaction of DPP was examined in transgenic flies. To allow expression of the different variants under the control of various Gal4 driver lines, they were cloned behind an UAS-promoter site. In early tracheal development, a strong dependence of DPP signaling on matrix binding was observed. While ectopic expression of the deletion variant caused only minor defects, the branching pattern was strongly disturbed by overexpression of wildtype and duplication variant. Ubiquitous expression of the variants in the wing imaginal disc caused overproliferation of the disc and expansion of the omb target gene expression. The extent of phenotypes correlated with the matrix binding ability of the variants. Corresponding disturbances of the wing vein pattern was observed in adult flies. By the crossing of different dpp allels, transheterozygous animals were created, that lack dpp only in imaginal discs. Expression of the variants under the control of a suitable dpp-Gal4 driver line revealed insights into the biological relevance of matrix binding on DPP gradient formation and specific target gene activation in wing imaginal discs. It was shown, that all variants were able to generate a functional DPP gradient with correct expression of the target genes omb and spalt. Again a correlation between extent of target gene domains and matrix binding ability of the corresponding variants was found. Thus by mutating the N-terminus of DPP, it could be shown that this is responsible for DPP`s matrix interaction. Also the relevance of matrix binding of DPP in different tissues was examined. It turned out, that the reorganisation of tracheal branching by DPP strongly depends on matrix interactions wheras the establishing of a gradient in wing imaginal discs depends only gradually on matrix interactions. Based on these data a model for the action of DPP/TGFßs as morphogens was established. While a deletion of matrix binding leads to a decrease in specific bioactivity of the cytokine, the latter is increased by additional matrix binding sites.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@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{Putz2002,
  author    = {Putz, Gabriele},
  title     = {Characterization of memories and ignorant (S6KII) mutants in operant conditioning in the heat-box},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4195},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Learning and memory processes of operant conditioning in the heat-box were analysed. Age, sex, and larval desity were not critical parameters influencing memory, while low or high activity levels of flies were negatively correlated with their performance. In a search for conditioning parameters leading to high retention scores, intermittent training was shown to give better results than continuous training. As the memory test is the immediate continuation of the conditioning phase just omitting reinforcement, we obtain a memory which consists of two components: a spatial preference for one side of the chamber and a stay-where-you-are effect in which the side preference is contaminated by the persistence of heat avoidance. Intermittent training strengthens the latter. In the next part, memory retention was investigated. Flies were trained in one chamber and tested in a second one after a brief reminder training. With this direct transfer, memory scores reflect an associative learning process in the first chamber. To investigate memory retention after extended time periods, indirect transfer experiments were performed. The fly was transferred to a different environment between training and test phases. With this procedure an after-effect of the training was still observed two hours later. Surprisingly, exposure to the chamber without conditioning also lead to a memory effect in the indirect transfer experiment. This exposure effect revealed a dispositional change that facilitates operant learning during the reminder training. The various memory effects are independent of the mushroom bodies. The transfer experiments and yoked controls proved that the heat-box records an associative memory. Even two hours after the operant conditioning procedure, the fly remembers that its position in the chamber controls temperature. The cAMP signaling cascade is involved in heat-box learning. Thus, amnesiac, rutabaga, and dunce mutants have an impaired learning / memory. Searching for, yet unknown, genes and signaling cascades involved in operant conditioning, a Drosophila melanogaster mutant screen with 1221 viable X-chromosome P-element lines was performed. 29 lines with consistently reduced heat avoidance/ learning or memory scores were isolated. Among those, three lines have the p[lacW] located in the amnesiac ORF, confirming that with the chosen candidate criteria the heat-box is a useful tool to screen for learning and /or memory mutants. The mutant line ignP1 (8522), which is defective in the gene encoding p90 ribosomal S6 kinase (S6KII), was investigated. The P-insertion of line ignP1 is the first Drosophila mutation in the ignorant (S6KII) gene. It has the transposon inserted in the first exon. Mutant males are characterized by low training performance, while females perform well in the standard experiment. Several deletion mutants of the ignorant gene have been generated. In precise jumpouts the phenotype was reverted. Imprecise jumpouts with a partial loss of the coding region were defective in operant conditioning. Surprisingly, null mutants showed wild-type behavior. This might indicate an indirect effect of the mutated ignorant gene on learning processes. In classical odor avoidance conditioning, ignorant null mutants showed a defect in the 3-min, 30-min, and 3-hr memory, while the precise jumpout of the transposon resulted in a reversion of the behavioral phenotype. Deviating results from operant and classical conditioning indicate different roles for S6KII in the two types of learning.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Porsch2002,
  author    = {Porsch, Matthias},
  title     = {OMB and ORG-1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3614},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Members of the T-box gene family encode transcription factors that play key roles during embryonic development and organogenesis of invertebrates and vertebrates. The defining feature of T-box proteins is an about 200 aa large, conserved DNA binding motif, the T domain. Their importance for proper development is highlighted by the dramatic phenotypes of T-box mutant animals. My thesis was mainly focused on two Drosophila T-box genes, optomotor-blind (omb) and optomotor-blind related 1 (org-1), and included (i) a genetic analysis of org-1 and (ii) the identification of molecular determinants within OMB and ORG-1 that confer functional specificity. (i) Genetic analysis of org-1 initially based on a behavioral Drosophila mutant, C31. C31 is a X-linked, recessive mutant and was mapped to 7E-F, the cytological region of org-1. This pleiotropic mutant is manifested in walking defects, structural aberrations in the central brain, and "held-out" wings. Molecular analysis revealed that C31 contains an insertion of a 5' truncated I retrotransposon within the 3' untranslated transcript of org-1, suggesting that C31 might represent the first org-1 mutant. Based on this hypothesis, we screened 44.500 F1 female offspring of EMS mutagenized males and C31 females for the "held-out" phenotype, but failed to isolate any C31 or org-1 mutant, although this mutagenesis was functional per se. Since we could not exclude the possibility that our failure is due to an idiosyncracy of C31, we intended not to rely on C31 in further genetic experiments and followed a reverse genetic strategy . All P element lines cytologically mapping to 7E-7F were characterized for their precise insertion sites. 13 of the 19 analyzed lines had P element insertions within a hot-spot 37 kb downstream of org-1. No P element insertions within org-1 could be identified, but several P element insertions were determined on either side of org-1. The org-1 nearest insertions were used for local-hop experiments, in which we associated 6 new genes with P insertions, but failed to target org-1. The closest P elements are still 10 kb away from org-1. Subsequently, we employed org-1 flanking P elements to induce precise deletions in 7E-F spanning org-1. Two org-1 flanking P elements were brought together on a recombinant chromosome. Remobilization of P elements in cis configuration frequently results in deletions with the P element insertion sites as deficiency endpoints. In a first attempt, we expected to identify deficiencies by screening for C31 alleles. 8 new C31 alleles could be isolated. The new C31 chromosomes, however, did not carry the desired deletion. Molecular analysis indicated that C31 is not caused by aberrations in org-1, but by mutations in a distal locus. We repeated the P element remobilization and screened for the absence of P element markers. 4 lethal chromosomes could be isolated with a deletion of the org-1 locus. (ii) The consequences of ectopic org-1 were analyzed using UAS-org-1 transgenic flies and a number of different Gal4 driver lines. Misexpression of org-1 during imaginal development interfered with the normal development of many organs and resulted in flies with a plethora of phenotypes. These include a homeotic transformation of distal antenna (flagellum) into distal leg structures, a strong size reduction of the legs along their proximo-distal axis, and stunted wings. Like ectopic org-1, ectopic omb leads to dramatic changes of normal developmental pathways in Drosophila as well. dpp-Gal4/ UAS-omb flies are late pupal lethal and show an ectopic pair of wings and largely reduced eyes. GMR-Gal4 driven ectopic omb expression in the developing eye causes a degeneration of the photoreceptor cells, while GMR-Gal4/ UAS-org-1 flies have intact eyes. Hence, ectopic org-1 and omb induce profound phenotypes that are qualitatively different for these homologous genes. To begin to address the question where within OMB and ORG-1 the specificity determinants reside, we conceptionally subdivided both proteins into three domains and tested the relevance ofthese domains for functional specificity in vivo. The single domains were cloned and used as modules to assemble all possible omb-org-1 chimeric trans- genes. A method was developed to determine the relative expression strength of different UAS-transgenes, allowing to compare the various transgenic constructs for qualitative differences only, excluding different transgene quantities. Analysis of chimeric omb-org-1 transgenes with the GMR-Gal4 driver revealed that all three OMB domains contribute to functional specificity.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@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}
}
@phdthesis{Brembs2000,
  author    = {Brembs, Bj{\"o}rn},
  title     = {An Analysis of Associative Learning in Drosophila at the Flight Simulator},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1039},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Most natural learning situations are of a complex nature and consist of a tight conjunction of the animal's behavior (B) with the perceived stimuli. According to the behavior of the animal in response to these stimuli, they are classified as being either biologically neutral (conditioned stimuli, CS) or important (unconditioned stimuli, US or reinforcer). A typical learning situation is thus identified by a three term contingency of B, CS and US. A functional characterization of the single associations during conditioning in such a three term contingency has so far hardly been possible. Therefore, the operational distinction between classical conditioning as a behavior-independent learning process (CS-US associations) and operant conditioning as essentially behavior-dependent learning (B-US associations) has proven very valuable. However, most learning experiments described so far have not been successful in fully separating operant from classical conditioning into single-association tasks. The Drosophila flight simulator in which the relevant behavior is a single motor variable (yaw torque), allows for the first time to completely separate the operant (B-US, B-CS) and the classical (CS-US) components of a complex learning situation and to examine their interactions. In this thesis the contributions of the single associations (CS-US, B-US and B-CS) to memory formation are studied. Moreover, for the first time a particularly prominent single association (CS-US) is characterized extensively in a three term contingency. A yoked control shows that classical (CS-US) pattern learning requires more training than operant pattern learning. Additionally, it can be demonstrated that an operantly trained stimulus can be successfully transferred from the behavior used during training to a new behavior in a subsequent test phase. This result shows unambiguously that during operant conditioning classical (CS-US) associations can be formed. In an extension to this insight, it emerges that such a classical association blocks the formation of an operant association, which would have been formed without the operant control of the learned stimuli. Instead the operant component seems to develop less markedly and is probably merged into a complex three-way association. This three-way association could either be implemented as a sequential B-CS-US or as a hierarchical (B-CS)-US association. The comparison of a simple classical (CS-US) with a composite operant (B, CS and US) learning situation and of a simple operant (B-US) with another composite operant (B, CS and US) learning situation, suggests a hierarchy of predictors of reinforcement. Operant behavior occurring during composite operant conditioning is hardly conditioned at all. The associability of classical stimuli that bear no relation to the behavior of the animal is of an intermediate value, as is operant behavior alone. Stimuli that are controlled by operant behavior accrue associative strength most easily. If several stimuli are available as potential predictors, again the question arises which CS-US associations are formed? A number of different studies in vertebrates yielded amazingly congruent results. These results inspired to examine and compare the properties of the CS-US association in a complex learning situation at the flight simulator with these vertebrate results. It is shown for the first time that Drosophila can learn compound stimuli and recall the individual components independently and in similar proportions. The attempt to obtain second-order conditioning with these stimuli, yielded a relatively small effect. In comparison with vertebrate data, blocking and sensory preconditioning experiments produced conforming as well as dissenting results. While no blocking could be found, a sound sensory preconditioning effect was obtained. Possible reasons for the failure to find blocking are discussed and further experiments are suggested. The sensory preconditioning effect found in this study is revealed using simultaneous stimulus presentation and depends on the amount of preconditioning. It is argued that this effect is a case of 'incidental learning', where two stimuli are associated without the need of reinforcement. Finally, the implications of the results obtained in this study for the general understanding of memory formation in complex learning situations are discussed.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}