@phdthesis{Schlueter2008,
  author    = {Schl{\"u}ter, Jan},
  title     = {Molekulare Charakterisierung der Proepikardentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30287},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der molekularen Grundlagen der Proepikardentwicklung im Huhn. Das Proepikard (PE) stellt die Vorl{\"a}uferpopulation des Koronargef{\"a}ßsystems dar. Es wurden zwei Schwerpunkte bearbeitet, zum einen die Rolle von einem Mitglied der TGFß-Superfamilie (BMP, bone morphogenetic protein) w{\"a}hrend der Induktionsphase des PE und zweitens die molekularen Mechanismen, welche der links/rechts Asymmetrie der PE Entwicklung zugrunde liegen. Die Expressionsmuster von TBX18, WT1, CFC weisen diese als proepikardiale Marker aus. BMP4 wird ebenfalls im PE exprimiert, wenngleich wesentlich schw{\"a}cher als BMP2 im benachbarten Sinusmyokard. Durch in vitro Experimente mit proepikardialen Prim{\"a}rkulturen wurde festgestellt, dass die Zugabe von rekombinatem BMP2 einen Teil der Zellen zu Kardiomyozyten differenzieren l{\"a}sst. Daher wird angenommen, dass ein Teil der proepikardialen Zellen konzentrationsabh{\"a}ngig auf Wachstumsfaktoren reagieren und in der Lage sind, die epikardiale Linie zu verlassen und ein myokardiales Schicksal anzunehmen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Rolle des NODAL-PITX2-Signalweges in Bezug auf die Unilateralit{\"a}t des Proepikards im H{\"u}hnchen analysiert. Dazu wurden Manipulationen des Hensenschen Knotens im HH Stadium 4 durchgef{\"u}hrt, mit dem Ziel linksseitige Markergene auf der rechten Seite ektopisch zu induzieren. Keine dieser Manipulationen, als auch eine virale {\"U}berexpression von PITX2 in sinuatrialen Progenitoren in vivo, liess eine Ver{\"a}nderung der TBX18-Lateralit{\"a}t erkennen, obwohl die PITX2-Expression randomisiert war. Dagegen f{\"u}hrte die Inhibition des asymmetrischen Ionenfluxes sowie der Apoptose im Primitivstreifen zu einer v{\"o}lligen Randomisierung der TBX18-Expression, sowie unter anderem der Entwicklung bilateraler Proepikardien. Die Induktion bilateraler TBX18-Expressionsdom{\"a}nen war ebenfalls durch ektopisches FGF8 auf der linken Seite des Knotens zu beobachten. Der Verlust der rechtsseitigen FGF Signalgebung im Knoten resultierte in einem Verlust der rechtsseitigen TBX18-Expression im Sinus. Daraus kann geschlossen werden, dass proepikardiale Progenitoren nicht nur durch den asymmetrischen Ionenflux sowie Apoptose im Primitivstreifen in ihrer Lateralit{\"a}t festgelegt werden, sondern auch von rechtsseitigen FGF-Signalen im Knoten und unabh{\"a}ngig vom linkseitigen NODAL-PITX2-Signalweg lateralisiert werden.},
  subject      = {Embryonalentwicklung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaer2006,
  author    = {Sch{\"a}r, Jennifer},
  title     = {Molekulare Charakterisierung der Response-Regulatoren ArsR (HP0166), HP1043 und HP1021 von Helicobacter pylori},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21855},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Bakterien m{\"u}ssen st{\"a}ndig in der Lage sein auf Ver{\"a}nderungen in ihrer Umwelt reagieren zu k{\"o}nnen. Zur Wahrnehmung dieser Ver{\"a}nderungen haben sich unterschiedliche Signaltransduktionssysteme entwickelt. Ein weit verbreiteter und gut charakterisierter Mechanismus zur Signaltransduktion sind die so genannten Zwei-Komponentensysteme. Im Genom von H. pylori konnten nur wenige Bestandteile von Zwei-Komponentensystemen identifiziert werden. Dazu z{\"a}hlen neben dem Chemotaxis-System lediglich drei Histidin-Kinasen, ArsS, CrdS und FlgS, und f{\"u}nf Response-Regulatoren HP1021, HP1043, ArsR, CrdR und FlgR, die vermutlich Transkriptions-regulatorische Funktionen haben. Zwei der Response-Regulatoren, HP1043 und ArsR als essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben von H. pylori, w{\"a}hrend HP1021 einen deutlichen Einfluss auf das Zellwachstum hat, da ein Wachstums-Defekt zu erkennen ist, wenn das entsprechende Gen hp1021 deletiert wird. Eine Deletion von arsS, dem Gen der zugeh{\"o}rigen Histidin-Kinase von ArsR, hat unter Standard-Wachstumsbedingungen keine Auswirkung auf das Zellwachstum von H. pylori. Diese Beobachtung spricht f{\"u}r die Hypothese, dass der Response-Regulator ArsR die Transkription zweier unterschiedlicher Sets von Zielgenen kontrolliert. Demzufolge reguliert der Response-Regulator ArsR nach S{\"a}ure-induzierter Phosphorylierung durch ArsS die Transkription von Genen, die zur S{\"a}ureresistenz beitragen, w{\"a}hrend ArsR im nicht-phosphorylierten Zustand die Transkription von weiteren Zielgenen kontrolliert, von denen mindestens eines f{\"u}r das Zellwachstum essentiell sein sollte. Das durch ArsR~P kontrollierte Regulon konnte bereits weitgehend charakterisiert werden allerdings sind die Zielgene des unphosphorylierten Regulators bislang unbekannt. In der vorliegenden Arbeit konnte die zuvor beschriebene Hypothese best{\"a}tigt werden, da gezeigt wurde, dass ein Derivat von ArsR, mit einer Mutation der Phosphorylierungsstelle D52 zu N52, das wildtypische Protein bez{\"u}glich des Zellwachstums unter Standardbedingungen funktionell ersetzen kann. F{\"u}r die Response-Regulatoren HP1021 und HP1043 konnte bislang keine zugeh{\"o}rige Histidin-Kinase identifiziert werden und interessanterweise findet man in der Receiver-Dom{\"a}ne dieser Response-Regulatoren atypische Abweichungen von der Konsensus-Sequenz. Um die Bedeutung dieser atypischen Prim{\"a}rsequenzen f{\"u}r die Funktion dieser Response-Regulatoren zu untersuchen wurden mutierte H. pylori-St{\"a}mme konstruiert, die ausschließlich Derivate von HP1021 bzw. HP1043 exprimieren, die in ihrer Receiver-Sequenz der Konsensus-Sequenz entsprachen. Da diese Mutanten sich bez{\"u}glich ihres Zellwachstums nicht vom Wildtyp unterscheiden, konnte nachgewiesen werden, dass die atypischen Receiver-Sequenzen der beiden Response-Regulatoren nicht entscheidend f{\"u}r die Funktionen der Response-Regulatoren sind. Weiterhin konnten Indizien daf{\"u}r gesammelt werden, dass HP1021 und HP1043 hinsichtlich ihrer Aktivierung vermutlich vom {\"u}blichen Zwei-Komponentenparadigma abweichen. Derivate von HP1021 und HP1043 mit Mutationen ihrer putativen atypischen Phosphorylierungsstelle sind in der Lage ihre wildtypischen Pendants hinsichtlich der bekannten Ph{\"a}notypen funktionell zu ersetzen. Somit ist eine Phosphorylierung der Receiver-Dom{\"a}ne dieser Response-Regulatoren keine Voraussetzung f{\"u}r ein normales Zellwachstum von H. pylori. Diese Hypothese wird gest{\"u}tzt durch die Beobachtung, dass ein Ortholog von HP1043 aus C. jejuni CJ0355, das nat{\"u}rlicherweise an der potentiellen Phosphorylierungsstelle einen nicht phosphorylierbaren Aminos{\"a}urerest tr{\"a}gt, HP1043 in seiner Funktion ersetzen kann. Es konnte gezeigt werden, dass in vitro keine Phosphorylierung durch radioaktiv markiertes Acetylphosphat stattfindet und dass ein H. pylori-Stamm mit einer Deletion der Gene pta und ackA, welche Proteine kodieren, die bei der Synthese von zellul{\"a}rem Acetylphosphat ben{\"o}tigt werden, einen normalen Wachstums-Ph{\"a}notyp zeigt. Zus{\"a}tzlich konnten in einer massenspektrometrischen Analyse des Proteins HP1021, welches nach Zweidimensionaler Gelelektrophorese von Gesamtzellproteinlysaten aus H. pylori isoliert wurde, keine Hinweise auf eine Serinphosphorylierung entdeckt werden. Es ist daher fraglich ob in vivo eine funktionell relevante Phosphorylierung stattfindet. Die Mechanismen zur Modulation der Regulator-Aktivit{\"a}t von HP1043 und HP1021 bleiben unklar. In der vorliegenden Arbeit konnte demonstriert werden, dass eine strikte Transkriptionskontrolle nicht f{\"u}r die Zellwachstums-assoziierten Funktionen von HP1021 von Bedeutung ist. Dagegen wurden Hinweise darauf erzielt, dass die Expression von HP1043 auf einem posttranskriptionellen und/oder auf einem posttranslationellen Level reguliert wird. Es waren bislang keine Zielgene von HP1021 bekannt. Durch vergleichende Zweidimensionale Gelelektrophorese der H. pylori St{\"a}mme 26695 und 26695 1021\&\#916; konnten einige potentielle Zielgene des Response-Regulators HP1021 identifiziert werden.},
  subject      = {Helicobacter pylori},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Link2007,
  author    = {Link, Stefanie},
  title     = {Molekulare Charakterisierung des Filament{\"o}sen H{\"a}magglutinins von Bordetella holmesii},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23049},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Zur Gattung Bordetella z{\"a}hlen derzeit neun verschiedene Arten Gram-negativer Bakterien. Der strikt humanpathogene Keim B. pertussis ist der Erreger des Keuchhustens und stellt das wohl wichtigste Mitglied der Gattung dar. B. holmesii geh{\"o}rt zu den sogenannten neuen Bordetella-Arten und wurde 1995 erstmals von Weyant et al. beschrieben. In den letzten Jahren gewann B. holmesii als humanpathogener Keim, der Keuchhusten-{\"a}hnliche Erkrankungen verursacht, zunehmend an Bedeutung. Mit Ausnahme des BvgAS-Systems (Gerlach et al., 2004) konnten in B. holmesii bislang keine f{\"u}r die „klassischen" Bordetella-Arten bekannten Virulenzfakoren nachgewiesen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein zum Filament{\"o}sen H{\"a}magglutinin homologer Faktor in B. holmesii identifiziert. Der fhaB-Locus aus B. holmesii unterscheidet sich deutlich von dem der anderen Bordetella-Arten, da die fhaB-Sequenz in B. holmesii (fhaBBH) stromaufw{\"a}rts von einem putativen Membranprotein und stromabw{\"a}rts von einem IS1001-{\"a}hnlichen IS-Element flankiert wird. Sowohl auf DNA- als auch auf Proteinebene weist das fhaBBH-Gen die gr{\"o}ßte {\"A}hnlichkeit zu dem fhaB-Homolog aus B. avium auf, was die Vermutung best{\"a}rkt, dass B. holmesii phylogenetisch im Umfeld von B. avium anzusiedeln ist. Durch in silico-Analysen der FhaBBH-Aminos{\"a}uresequenz konnte eine N-terminale Signalpeptiddom{\"a}ne sowie eine TPS-Dom{\"a}ne identifiziert werden. Dies l{\"a}sst vermuten, dass FHABH an die bakterielle Oberfl{\"a}che transportiert und m{\"o}glicherweise sekretiert wird. Anhand von in silico-Analysen wurde zudem ein KGD-Motiv, nicht jedoch eine Heparinsulfat- und eine Kohlenhydratbindedom{\"a}ne im FhaBBH identifiziert. Das KGD-Motiv k{\"o}nnte das RGD-Motiv im FHA der „klassischen" Bordetella-Arten bei der Erkennung von Rezeptoren ersetzen. In Zellkultur-Experimenten konnte die Ad{\"a}sionsf{\"a}higkeit von B. holmesii G7702 an A549-Zellen nachgewiesen werden. Eine fhaB-Deletionsmutante des entsprechenden Stammes zeigte dagegen eine signifikant niedrigere Adh{\"a}sionsrate an die menschlichen Lungenepithelzellen. Somit konnte gezeigt werden, dass FHA in B. holmesii eine Rolle als Adh{\"a}sionsfaktor spielt. Die im Vergleich zum Wildtyp stark verringerte Adh{\"a}sionsrate der bvgA-Mutante von B. holmesii G7702 l{\"a}sst zudem auf die Beteiligung weiterer Adh{\"a}sionsfaktoren an der Wirtszelladh{\"a}sion in B. holmesii und deren Regulation durch das BvgAS-Systems schließen. Die Regulationsstudien haben gezeigt, dass die fhaB-Transkription in B. holmesii {\"u}ber zwei konstitutiv aktive Promotoren und einen bvg-abh{\"a}ngigen Promotor erfolgt. In vitro ist phosphoryliertes BvgABH in der Lage, spezifisch an die fhaB-upstream-Region aus B. holmesii zu binden. Innerhalb der fhaBBH-upstream-Region wurden drei putative BvgA-Bindestellen BS2-4 identifiziert, die {\"A}hnlichkeiten zu inverted repeat-Anordnungen der BvgA-Konsensussequenz 5'- T/A T T C C/T T A -3' aufweisen. Basierend auf den Ergebnissen der in vitro-Binde- und in vivo-Expressionsstudien zur Charakterisierung der einzelnen putativen BvgABH-Bindestellen wird ein Modell f{\"u}r die BvgABH-Bindung innerhalb des fhaB-Promotors in B. holmesii vorgeschlagen. Demnach wird zun{\"a}chst die prim{\"a}re BvgABH-Bindestelle BS2 mit der h{\"o}chsten Affinit{\"a}t von BvgABH-P gebunden, wobei f{\"u}r BvgABH-P eine Dimerisierung angenommen wird. Anschließend bindet ein zweites BvgABH-P-Dimer an die als sekund{\"a}re Bindestelle bezeichnete BS3-Region, die sich stromabw{\"a}rts von BS2 befindet. Eine m{\"o}glicherweise darauf folgende unspezifische Anlagerung von zwei weiteren BvgABH-P-Dimeren an den 37 bp großen DNA-Abschnitt zwischen BS2 und BS3 ist, ebenso wie die Besetzung der niedrigaffinen Bindestelle BS4 durch ein weiteres BvgABH-P-Dimer, haupts{\"a}chlich auf kooperative Protein-Protein-Wechselwirkungen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Das an BS4 gebundene BvgABH-P-Dimer befindet sich am weitesten stromabw{\"a}rts und k{\"o}nnte zusammen mit der RNA-Polymerase die Initiation der Transkription gew{\"a}hrleisten. Ergebnisse aus den in vitro-Bindestudien sowie die unterschiedliche Zusammensetzung und Anordnung der putativen BvgA-Bindestellen der fhaB-Promotoren aus B. holmesii und B. pertussis deuten auf eine unterschiedliche Regulation dieser beiden Promotoren hin. So scheint der fhaB-Promotor aus B. holmesii, im Vergleich zum fhaB-Promotor aus B. pertussis, erst bei h{\"o}heren Konzentrationen an phosphoryliertem BvgA gebunden und somit aktiviert zu werden. In B. holmesii wird vermutlich die konstitutive FHA-Synthese nach BvgAS-Stimulation durch die bvg-abh{\"a}ngige fhaBBH-Expression unterst{\"u}tzt, um eine erfolgreiche Infektion des Wirtes zu gew{\"a}hrleisten.},
  subject      = {Bordetella},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gareiss2006,
  author    = {Gareiß, Martin},
  title     = {Molekulare Charakterisierung und entwicklungsspezifische Expression der Kernmembranproteine Emerin und MAN1 im Tiermodell Xenopus laevis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-19869},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Mutationen im humanen Emerin-Gen verursachen beim Menschen eine angeborene Muskelschw{\"a}che, die X-gebundene Emery-Dreifuss. Der Ph{\"a}notyp dieser St{\"o}rung manifestiert sich in der zweiten und dritten Lebensdekade durch Verk{\"u}rzungen der Nacken , Ellenbogen- und Achillessehnen, progressiven Muskelschwund am Oberk{\"o}rper sowie St{\"o}rung der Reizweiterleitung und eine Kardiomyopathie. Zwar wurden die Funktionen dieses ubiquit{\"a}ren Kernmembranproteins bislang intensiv erforscht, allerdings blieben die krankheitsverursachenden Mechanismen, die f{\"u}r den sp{\"a}ten Ausbruch der gewebespezifischen Erkrankung verantwortlich sind, noch weitestgehend unverstanden. Um Erkenntnisse {\"u}ber die pathologische(n) Funktion(en) des integralen Membranproteins Emerin zu gewinnen, wurde dessen spatio-tempor{\"a}re Transkriptions- und Expressionsmuster w{\"a}hrend der fr{\"u}hen Embryonalentwicklung im Modellsystem Xenopus laevis charakterisiert. Durch EST-Datenbankanalysen konnten in der pseudotetraploiden Spezies zwei Emerin-Gene (Xemerin1 und -2) identifiziert werden. Im Unterschied zu dem l{\"a}ngeren S{\"a}uger-Emerin (254 Reste bei Homo sapiens ) konnte allerdings kein Kernlokalisationssignal und auch kein serinreicher Sequenzbereich festgestellt werden. Durch Herstellung monoklonaler Antik{\"o}rper wurde die subzellul{\"a}re und gewebespezifische Lokalisation der Xemerin-Proteine untersucht. Interessanterweise war Xemerin weder in der Immunfluoreszenz noch im Immunblot in Oozyten nachweisbar. Mit dem zweidimensionalen Gelektrophorese-Verfahren NEPHGE konnte gezeigt werden, dass der von uns hergestellte monoklonale Antik{\"o}rper 59/7 beide Xemerin-Formen erkannte und die Proteine durch unterschiedliche molekulare Massen und isoelektrische Punkte voneinander zu trennen waren. Durch Immunoblotting embryonaler Proteine aus unterschiedlichen Entwicklungsstadien konnte gezeigt werden, dass Xemerin1 und -2 im Laufe der Embryogenese von Xenopus laevis erstmals im Entwicklungsstadium 43 exprimiert werden. Unerwarteterweise konnte durch RT-PCR-Analysen eine Aktivit{\"a}t der Xemerin-Gene w{\"a}hrend der gesamten Embryogenese belegt werden. Northernblot- und Sequenzanalysen der Xemerin-mRNA zeigten außerordentlich große untranslatierte Bereiche mit snRNP-Bindungsmotiven. Durch zwei voneinander unabh{\"a}ngige Analyseverfahren wurde festgestellt, dass die Xemerin-Genaktivit{\"a}t ab dem Stadium 30 deutlich zunahm. {\"A}ußerst interessant war in diesem Zusammenhang die Beobachtung, dass exakt zu diesem Zeitpunkt die Aktivit{\"a}t des XMAN1-Gens, einem weiteren Protein der inneren Kernmembran, signifikant herunterreguliert wurde. Whole-mount in situ Hybridisierungsversuche zeigten einen Xemerin-Expressionsschwerpunkt in neuro-ektodermalen Geweben von Tadpole-Embryonen, wie dies auch von XMAN1 (auch SANE genannt) berichtet wurde. Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde angenommen, dass Xemerin und XMAN1 {\"u}berlappende Funktionen aufweisen. Durch die Herstellung rekombinanter Fusionproteine konnte gezeigt werden, dass XMAN1 eine identische subzellul{\"a}re Verteilung wie Xemerin aufwies. In vitro Bindungsassays wiesen eine direkte Wechselwirkung von XMAN1 mit beiden Xemerin-Formen sowie mit Xenopus Lamin A nach. Diese Arbeit konnte durch die Charakterisierung von Xenopus Emerin die Grundlagen f{\"u}r weitere intensive Forschungen legen und zeigt eindeutig, dass das Modellsystem Xenopus laevis mit dem S{\"a}ugermodell Maus konkurrenzf{\"a}hig ist, um die krankheitsverursachende Mechanismen der Emery-Dreifuss Muskeldystrophie aufzukl{\"a}ren.},
  subject      = {Glatter Krallenfrosch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lang2002,
  author    = {Lang, Carmen},
  title     = {Molekulare Charakterisierung, Expressionsmuster und Interaktionen der Lamina-assoziierten Polypeptide 2 (LAP2) in Xenopus laevis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3844},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Lamina-assoziierte Polypeptide 2 (LAP2) in Vertebraten sind bis auf zwei Ausnahmen integrale Membranproteine der inneren Kernmembran, die durch unterschiedliches Spleißen eines einzigen Gens entstehen. W{\"a}hrend die aminoterminale Dom{\"a}ne, die allen LAP2 Isoformen gemeinsam ist, in Interphasezellen mit Chromatin und dem DNA-Bindungsprotein BAF interagiert, beinhaltet der carboxyterminale Bereich die Lamin Bindungsdom{\"a}ne und eine Transmembrandom{\"a}ne. Diese beiden carboxyterminalen Dom{\"a}nen bewirken die Lokalisation der Proteine an die Kernh{\"u}lle. In dieser Arbeit konnten drei LAP2 Isoformen von Xenopus laevis molekular charakterisiert werden, die alle integrale Membranproteine sind. In somatischen Zellen werden vorwiegend die beiden Isoformen LAP2\&\#947; und LAP2ß exprimiert, in fr{\"u}hen Entwicklungsstadien dagegen die gr{\"o}ßte Isoform, das LAP2\&\#969;. In allen bekannten funktionellen Dom{\"a}nen weisen die LAP2 Proteine von Xenopus eine hohe Sequenz{\"u}bereinstimmung mit den LAP2 Proteinen in S{\"a}ugern auf. Allerdings finden sich in Xenopus zus{\"a}tzliche Isoform-spezifische Proteindom{\"a}nen, die zwischen der amino-terminalen Dom{\"a}ne und der Lamin Bindungsdom{\"a}ne eingeschoben sind. Eine dem Xenopus LAP2\&\#969; im Aufbau und in der Expression vergleichbare Isoform wurde bisher nur beim Zebrafisch nachgewiesen. Auch die somatisch exprimierten LAP2 Isoformen des Zebrafisch (ZLAP2b und ZLAP2g) entsprechen den beiden somatischen Xenopus Isoformen. Um Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den drei LAP2 Isoformen feststellen zu k{\"o}nnen, wurden die Proteine des Zebrafischs als GFP Fusionsproteine in Xenopus A6 Zellen exprimiert. ZLAP2\&\#969; und LAP2ß wurden vorwiegend an mitotische Chromosomen gebunden, dagegen war der gr{\"o}ßte Teil des ZLAP2g im Cytoplasma verteilt. Mutanten der drei Proteine, denen jeweils die Lamin Bindungsdom{\"a}ne einschließlich der Transmembrandom{\"a}ne fehlte, zeigten dasselbe Verhalten. Somit scheinen diese b- und w-spezifischen Dom{\"a}nen Chromatin-Bindungseigenschaften zu besitzen. In Amphibien liegt das XLAP2ß in der Interphase in einem Proteinkomplex mit A- und B-Typ Laminen vor. Diese Proteinkomplexe konnten durch Immunpr{\"a}zipitationen von GFP-XLAP2ß Fusionsproteinen mit GFP Antik{\"o}rpern nachgewiesen werden. Die Extrakte f{\"u}r die Immunpr{\"a}zipitationen wurden aus stabil transfizierten Xenopus A6 Zelllinien gewonnen. Diese Ergebnisse sind in {\"U}bereinstimmung mit in vitro Bindungsstudien mit GST- XLAP2ß Fusionsproteinen. F{\"u}r die Bildung des Lamin-LAP2ß Proteinkomplexes und auch f{\"u}r die korrekte Lokalisation des Proteins an die Kernh{\"u}lle reicht ein in Vertebraten hochkonservierter Bereich von 36 Aminos{\"a}uren in Kombination mit der Transmembrandom{\"a}ne aus. Zudem scheint diese kurze carboxyterminale LAP2ß Sequenz in Xenopus, Zebrafisch und Ratte mit dem endogenen LAP2ß um Bindungsstellen in der Kernlamina zu konkurrieren. Sowohl in Amphibien- wie auch in S{\"a}ugerzellen konnte in transient transfizierten Zellen eine betr{\"a}chtliche Verminderung des endogenen LAP2ß beobachtet werden, ohne dass dabei die Kernmorphologie und die Verteilung anderer Kernmembranproteine beeintr{\"a}chtigt wurde. Somit scheint die Lamin-Bindungsdom{\"a}ne des LAP2ß in Vertebraten stark konserviert zu sein.},
  subject      = {Glatter Krallenfrosch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stahl2006,
  author    = {Stahl, Sonja},
  title     = {Molekulare Mechanismen der Neurodegeneration in der Grosshirnrinde von Kathepsin B und L-Doppelknockoutm{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21606},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Kathepsin B und L sind lysosomale Cysteinproteasen, die mit einer Reihe von pathologischen Prozessen, wie z. B. Cancerogenese, Tumorangiogenese und Neurodegeneration in Verbindung gebracht werden. Dennoch sind bis jetzt nur wenige Proteinsubstrate beschrieben. Ausserdem sind die Mechanismen der Regulation von Zellproliferation, -invasion und -apoptose durch Kathepsin B und L weitgehend unverstanden. Ein kombinierter Mangel beider Kathepsine f{\"u}hrt zu einer fr{\"u}hzeitigen Neurodegeneration in M{\"a}usen, die an neuronale Lipofuszinosen beim Menschen erinnert. In der vorliegenden Studie wurden Unterschiede in der Proteinzusammensetzung von wildtypischen und doppelt-defizienten Gehirnlysosomen quantifiziert. Eine Kombination von subzellul{\"a}rer Fraktionierung und LC-MS/MS unter Verwendung einer isobarischen Markierung (iTraqTM) erlaubte uns die gleichzeitige Untersuchung von zerebralen Lysosomen aus Wildtyp und Kathepsin B-/-L-/- M{\"a}usen. Ingesamt waren 19 Proteine signifikant erh{\"o}ht in Kathepsin B-/-L-/- Lysosomen. Die meisten erh{\"o}hten Proteine wurden der neuronalen Biosynthese, regenerierenden bzw. endozytotischen oder lysosomalen Kompartimenten zugeordnet. Der Anstieg von Calcyon, dem Delta/Notch- verwandten epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (DNER), Neurochondrin, Phospholipase D3, Rab14, Cathepsin D und Apolipoprotein E l{\"a}sst eine potentielle Rolle von Kathepsin B und L im Axonwachstum und der Synapsenbildung w{\"a}hrend der postnatalen Entwicklung des Zentralnervensystems vermuten.},
  subject      = {Kathepsin B},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schriefer2012,
  author    = {Schriefer, Eva-Maria},
  title     = {Molekulare und biochemische Charakterisierung der β-Laktamasen von Yersinia enterocolitica und deren Sekretionsverhalten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69580},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden zwei Aspekte der Yersinia β-Laktamasen bearbeitet: (1) Charakterisierung der β-Laktamasen hinsichtlich β-Laktam-Antibiotikaresistenz, Sekretion und Thermostabilit{\"a}t. (2) Untersuchung der Sekretionsf{\"a}higkeit von verschiedenen thermostabilen β Laktamasen {\"u}ber das Yersinia T3SS. Im ersten Teil wurden β Laktamase-Deletionsmutanten im Y. enterocolitica Serotyp O:8 Stamm WA-314 hergestellt, um den Einfluss der chromosomalen β Laktamasen auf die in vitro-Resistenz zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass WA-314 konstitutiv BlaA produziert und BlaA somit - unter nicht-induzierbaren Bedingungen - der dominante Faktor in der in vitro-Resistenz gegen{\"u}ber Penicillinen mit erweitertem Wirkungsspektrum (z.B. Ampicillin) und Cephalosporinen der 1. Generation (z.B. Cefazolin) ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die zweite chromosomale β Laktamase AmpC (BlaB) unter Zugabe von subinhibitorischen Konzentrationen von Imipenem stark induziert wird. Keine der β Laktamasen ist in der Lage, in vitro-Resistenz gegen{\"u}ber Carbapenemen und Monobactamen zu vermitteln. Die Konstruktion und Bestimmung der in vitro Antibiotika-Empfindlichkeit der β Laktamase-Deletionsmutanten dient als Grundlage f{\"u}r nachfolgende Untersuchungen im Mausinfektionsmodell. Weiterhin wurden die Transporteigenschaften beider β Laktamasen untersucht. In Gram-negativen Bakterien sind reife β Laktamasen im Periplasma lokalisiert und m{\"u}ssen somit nach der Synthese im Cytosol {\"u}ber die Cytoplasmamembran transportiert werden. Bis auf drei Ausnahmen (β Laktamasen aus Mycobacterium smegmatis, M. tuberculosis und Stenotrophomonas maltophila) sind bisher nur Sec-abh{\"a}ngige β Laktamasen beschrieben worden. Mittels Fusionsproteinen bestehend aus β Laktamase-Signalpeptiden und GFP konnte in dieser Arbeit eindeutig gezeigt werden, dass es sich bei Yersinia BlaA um ein Tat-Substrat handelt, bei Yersinia AmpC hingegen um ein Sec-Substrat. Somit konnte im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal eine Tat-abh{\"a}ngige β Laktamase bei einer Bakterienart aus der Familie der Enterobacteriaceae nachgewiesen werden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die β Laktamase BlaA nicht diffus im Periplasma, sondern auf bestimmte Bereiche im Periplasma lokalisiert verteilt ist. Allerdings konnte die Art der Lokalisierung bisher nicht genau spezifiziert werden. Die cytosolische Faltung und die Tat-abh{\"a}ngige Translokation von BlaA lassen vermuten, dass eine besondere Thermostabilit{\"a}t von BlaA vorliegt. Deshalb wurde das BlaA-Enzym hinsichtlich seiner Thermostabilit{\"a}t und temperaturabh{\"a}ngigen enzymatischen Aktivit{\"a}t untersucht. Im Vergleich zur E. coli β Laktamase TEM-1 und der hitzestabilen TEM-1-Variante MEGA zeigte BlaA eine erh{\"o}hte Thermostabilit{\"a}t und einen starken Anstieg der Aktivit{\"a}t in einem Temperaturbereich zwischen 30 °C und 45 °C. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde gepr{\"u}ft, ob die charakterisierten Yersinia β Laktamasen als Reporterkonstrukte zur Untersuchung des Typ III Sekretionssystems (T3SS) geeignet sind. Y. enterocolitica besitzt ein pYV Virulenzplasmid, auf dem der vollst{\"a}ndige Satz der Gene f{\"u}r das Ysc-T3SS und die Effektor-Yops (Yersinia outer protein) lokalisiert sind. Injektion der Yops in eukaryotische Zielzellen erm{\"o}glicht das extrazellul{\"a}re {\"U}berleben der Yersinien im Wirtsorganismus. Bei YopE handelt es sich um ein gut charakterisiertes Effektor-Yop, dessen N Terminus fusioniert an den reifen Teil der β Laktamase TEM-1 bereits vielfach als Reporterkonstrukt eingesetzt wurde. Unter Verwendung des fluoreszierenden β Laktamase-Substrats CCF4-AM kann die Translokation von YopEi-TEM-1 in Zielzellen in Zellkultur-Experimenten und im Mausinfektionsmodell visualisiert werden. In dieser Arbeit sollte deshalb die T3SS-Sekretionsf{\"a}higkeit von YopE-β Laktamase-Fusionsproteinen in Abh{\"a}ngigkeit von der „Schmelztemperatur" (temperaturabh{\"a}ngige Stabilit{\"a}t, TM) untersucht werden. Yop-Substrate werden im ungefalteten Zustand (YscN wirkt dabei vermutlich als ATP-abh{\"a}ngige „Unfoldase") {\"u}ber das Ysc-„Injektisom" transloziert. YopEi-TEM-1 wird effizient sekretiert und transloziert (TM (TEM-1) = 50,8 °C). YopE-Fusionsproteine mit thermostabilen TEM-1 Varianten, YopEi-RLT bzw. YopEi-MEGA (TM (RLT) = 60,4 °C; TM (MEGA) = 69,2 °C) werden hingegen nur schwach bzw. nicht sekretiert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Sec-abh{\"a}ngige β Laktamase AmpC als YopE-Fusionsprotein (YopEi-AmpC) effizient T3SS-abh{\"a}ngig sekretiert und transloziert werden kann; das native Tat-Substrat BlaA (YopEi-BlaA) kann jedoch weder sekretiert noch transloziert wird. Eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung w{\"a}re, dass die ATPase YscN nicht in der Lage ist, BlaA und die thermostabilen TEM-1-Varianten zu entfalten und {\"u}ber das T3SS zu sekretieren und zu translozieren. RLT und MEGA k{\"o}nnen hingegen mithilfe ihrer nativen Signalsequenz {\"u}ber das Sec-System (und somit im ungefalteten Zustand) transloziert werden.},
  subject      = {Yersinia enterocolitica},
  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}
}
@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{Proft2014,
  author    = {Proft, Florian Lukas Patrick},
  title     = {Molekulare Wirkmechanismen des Antidepressivums Venlafaxin - genetische Untersuchungen in Maus und Mensch},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-109201},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Depressive Erkrankungen verursachen sowohl das pers{\"o}nliche Leid der erkrankten Individuen als auch volkswirtschaftlichen Schaden durch krankheitsbedingten Arbeitsausfall und Belastung der Gesundheitsversorgungssysteme. Therapeutische Konzepte wie die Anwendung pharmakotherapeutischer Intervention sind in unterschiedlichem Maß von Erfolg gekr{\"o}nt. Zahlreiche somatische Faktoren wurden mit der {\"A}tiologie depressiver St{\"o}rungen in Verbindung gebracht. Die prim{\"a}r verfolgten pharmakologischen Ans{\"a}tze basieren nach wie vor auf Erkenntnissen aus der Mitte des vergangenen Jahrhunderts. In erster Linie setzt die Pharmakotherapie Substanzen ein, die die Wiederaufnahme monoaminerger Neurotransmitter (Serotonin, Noradrenalin, zum Teil auch Dopamin) aus dem synaptischen Spalt inhibieren und nach einer allerdings meist mehrw{\"o}chigen, regelm{\"a}ßigen Einnahme des Pr{\"a}parates zu einem R{\"u}ckgang der depressiven Symptomatik f{\"u}hren. Andererseits kann jedoch bei zahlreichen Erkrankten auch nach fortgesetzter Therapie mit verschiedenen Behandlungsans{\"a}tzen keine Remission verzeichnet werden und es stellt sich die Frage nach der Ursache dieser Diskrepanz. Im Fokus der vorliegenden Arbeit stand der als Antidepressivum eingesetzte selektive Serotonin- / Noradrenalin-Wiederaufnahme-Inhibitor Venlafaxin. Durch Blockade des pr{\"a}synaptischen Serotonin- und Noradrenalin-Transporters f{\"u}hrt Venlafaxin initial zu einer intensivierten Neurotransmission. Die Zielstrukturen von Venlafaxin sind der pr{\"a}synaptische Serotonin- und der Noradrenalin-Transporter, wobei aufgrund unterschiedlicher Affinit{\"a}t eine geringe Dosis beziehungsweise Konzentration als rein serotonerg betrachtet wird und bei einer hohen Dosis beziehungsweise Konzentration sowohl die Wiederaufnahme von Serotonin als auch Noradrenalin inhibiert wird. Es wurden in dieser Arbeit zwei Ziele verfolgt. Im ersten Teil wurde mittels Gen-expressionsuntersuchungen nach potentiellen Effektoren von Venlafaxin gesucht, um prinzipielle Mechanismen der antidepressiven Wirkung zu identifizieren und auf ihrer Basis die Entwicklung spezifischerer Intervention zu erm{\"o}glichen. Der zweite Teil beinhaltet eine pharmakogenetische Untersuchung am Menschen. Ziel war zu evaluieren, inwieweit die Expressionsaktivit{\"a}t von SLC6A2 und SLC6A4 und damit die pr{\"a}synaptische Transportkapazit{\"a}t in Kombination mit der Serumkonzentration aktiver Substanz als Pr{\"a}diktor des therapeutischen Effektes dienen kann. Die Kenntnis dieser Zusammenh{\"a}nge w{\"u}rde bei Vorliegen eines bestimmten Genotyps eine gezieltere Titration der individuell ben{\"o}tigten Konzentration erm{\"o}glichen und k{\"o}nnte die Effektivit{\"a}t der Therapie steigern. F{\"u}r die Genexpressionsuntersuchungen erhielten DBA/2-M{\"a}use {\"u}ber einen Zeitraum von 30 Tagen Venlafaxin in verschiedenen Dosierungen {\"u}ber das Trinkwasser. Anschließend wurden die Hippokampi der Tiere mittels genomweiter Microarray-Analyse hypothesenfrei auf zwischen den Dosisgruppen differentiell exprimierte Gene hin untersucht. Der Hippokampus wird als zentrales Element der Steuerung, Ausbildung und Ver{\"a}nderung von Verhaltensmustern gesehen. Signifikant differentiell exprimierte Gene, die in vorherigen Studien mit depressiver Erkrankung beziehungsweise einem Effekt psychiatrischer Medikation assoziiert worden waren, wurden mittels qRT-PCR-Analyse validiert. Im Anschluss an die Analyse im Tier wurden als differentiell exprimiert best{\"a}tigte Gene per qRT-PCR analog in humanen Leukozyten untersucht. Die Blutproben waren in einem klinisch-naturalistischen Design w{\"a}hrend der ersten und der f{\"u}nften Woche einer Venlafaxin-Pharmakotherapie von Patienten der Klinik f{\"u}r Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg gewonnen worden, das heißt vor und nach potentiellem Eintreten der antidepressiven Wirkung. Trotz der unterschiedlichen Herkunft der analysierten Gewebe k{\"o}nnten auf diesem Weg Hinweise auf Vorg{\"a}nge im menschlichen Gehirn gefunden werden, wie in vergleichenden post mortem Untersuchungen zwischen peripherem und zentralem humanem Material erkannt worden war. Die in der Tierstudie identifizierten Gene kodieren f{\"u}r Transkriptionsfaktoren sowie Proteine die als Teil von second messenger-Kaskaden bekannt sind. Von statistischer Signifikanz erwies sich in der Analyse der humanen Leukozyten die Expressionsreduktion der mRNA der Transkriptionsfaktor-Untereinheit Fos. Befunde zu einer Funktion von Fos, die eine Interpretation im Bezug auf den antidepressiven Effekt von Venlafaxin erm{\"o}glichen, liegen lediglich aus Tierstudien vor. Fos-ko im Hippo-kampus von M{\"a}usen wurde mit reduziertem Angstverhalten und h{\"o}herer Exzitabilit{\"a}t von hippokampalen Neuronen assoziiert. Auch wurde eine Assoziation mit Vorg{\"a}ngen bei synaptischer Plastizit{\"a}t und damit potentiell bei Lernvorg{\"a}ngen gefunden. Auf der anderen Seite wurde depressions-{\"a}hnliches Verhalten bei Ratten mit niedriger hippokampaler Fos-Expression und dessen erfolgreiche pharmakologische "Therapie" mit einer Induktion der Fos-Expression assoziiert. Es scheinen also bereits zwischen nicht-menschlichen Spezies ausgepr{\"a}gte Unterschiede der Rolle von Fos beziehungsweise Fos zu bestehen. Aufgrund der unterschiedlichen Spezies und Gewebe in den hier durchgef{\"u}hrten Untersuchungen sowie den uneinheitlichen Befunden bez{\"u}glich der Rolle von Fos beziehungsweise Fos in vorangegangenen Studien kann abschließend lediglich konstatiert werden, dass Fos vermutlich an der Entstehung depressionsbeg{\"u}nstigender Physiologie beteiligt ist und auch, dass eine antidepressive Pharmakotherapie mit Venlafaxin ihre Wirkung vermutlich unter Beteiligung von Fos entfaltet. Die Entwicklung innovativer Antidepressiva die unter Umgehung der monoaminergen Transmissionssysteme durch gezielte Reduktion der Fos-Abundanz das therapeutische Ziel erreichen lassen, k{\"o}nnte auf Basis der vorliegenden Studie angedacht werden, scheint allerdings aufgrund der ubiquit{\"a}ren Mediatorent{\"a}tigkeit des Proteins und insbesondere aufgrund seiner nicht endg{\"u}ltig definierten Rolle bei der Entstehung von Krebs nicht praktikabel. Zuk{\"u}nftige Untersuchungen sollten daher auf andere im Microarray differentiell exprimiert gefundene Gene fokussieren. In die Untersuchung der Expressionsaktivit{\"a}t der f{\"u}r die prim{\"a}ren Zielstrukturen von Venlafaxin (Serotonin- beziehungsweise Noradrenalin-Transporter) kodierenden Gene (SLC6A4 beziehungsweise SLC6A2) und der Serumkonzentration an aktiver Substanz nach Venlafaxin-Applikation im Hinblick auf deren Pr{\"a}diktivit{\"a}t des therapeutischen Effektes, wurden in einem klinisch-naturalistischen Design Patienten der Klinik f{\"u}r Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg eingeschlossen. Genotypisiert wurden f{\"u}r SLC6A2 der SNP rs28386840 und f{\"u}r SLC6A4 der Polymorphismus 5-HTTLPR. Die Genotypen wurden jeweils in niedrig- und hoch-exprimierend unterteilt und damit auf die ph{\"a}notypische Transportkapazit{\"a}t der pr{\"a}synaptischen Membran Bezug genommen. Der therapeutische Erfolg wurde anhand der CGI-I-Skala evaluiert und f{\"u}r die Analysen in "gutes Ansprechen" und "schlechtes Ansprechen" dichotomisiert. Der SLC6A2-Polymorphismus zeigte sich als nicht mit dem therapeutischen Effekt assoziiert. Der hochexprimierende SLC6A4-Genotyp wurde signifikant mit einem schlechteren Ansprechen assoziiert. Dies war in den nach Serumkonzentration aktiver Substanz stratifizierten Unterkollektiven insbesondere in dem Bereich zwischen 200 und 400 ng / ml zu erkennen, wohingegen unter- und oberhalb dieses Bereiches keine Assoziation zu finden war. Aus diesen Resultaten kann gefolgert werden, dass sich aus der Genotypisierung von rs28386840 keine therapeutischen Instruktionen ableiten lassen. Bei Kenntnis des 5-HTTLPR-Genotyps k{\"o}nnte f{\"u}r den klinischen Alltag die Empfehlung ergehen, falls Venlafaxin als sSNRI bei Patienten mit hochexprimierendem Genotyp eingesetzt werden soll, eine Serumsummenkonzentration jenseits des durch die AGNP empfohlenen Bereiches (100 - 400 ng / ml) anzustreben. Da hier jedoch lediglich eine Stichprobe von 56 Patienten untersucht und insbesondere, da zahlreiche potentielle Kofaktoren des therapeutischen Effektes nicht in die Analyse einbezogen werden konnten, ist die Assoziation vor Anwendung in der Therapiesteuerung anhand umfassenderer prospektiver kontrollierter Studien zu validieren.},
  subject      = {Wirkmechanismus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Foerster2006,
  author    = {F{\"o}rster, Tanja},
  title     = {Molekulargenetik des Heredit{\"a}ren Angio{\"o}dems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20340},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Das Heredit{\"a}re Angio{\"o}dem (HAE) ist eine seltene autosomal dominante Erkrankung, die durch einen angeborenen quantitativen oder funktionellen Defekt des C1-Inhibitors (C1-INH) verursacht wird. Das C1-INH-Protein, ein Serin Protease Inhibitor (Serpin) ist der einzige Inhibitor der C1s und C1r Komponenten des klassischen Wegs der Komplementaktivierung. Weiterhin reguliert er die Aktivierung der Faktoren XI und XII im intrinsischen Teil der Blutgerinnung und die Generierung von Kallikrein im Kontaktsystem. Durch die fehlende Kontrolle dieser Systeme kommt es zur vermehrten Bildung vasoaktiver Substanzen, die f{\"u}r die charakteristischen Symptome wie rezividierende, nicht juckende Schwellungen der Haut und Schleimh{\"a}ute sowie krampfartige Schmerzen im Abdomen verantwortlich sind. HAE-Attacken werden durch psychologischen und/oder physiologischen Stress ausgel{\"o}st und manifestieren sich h{\"a}ufig isoliert im Kehlkopfbereich, wobei die Gefahr des Erstickens durch ein Larynx- oder Glottis{\"o}dem droht. Die vorliegende Arbeit beschreibt die C1-INH-Genanalyse von 208 Familien mit 359 Mitgliedern, die aufgrund der Differentialdiagnose HAE zwischen 1999 und 2005 von spezialisierten klinischen Zentren eingesandt wurden. Bei 32 Patienten wurden durch Southern-Blot und dHPLC Untersuchungen große Deletionen des C1-INH-Gens nachgewiesen. Weiterhin wurden durch Komplett-Sequenzierung der 8 Exons und angrenzenden Intronbereiche des Gens identifiziert. Bei 96 Familien mit 172 Mitgliedern wurden 80 verschiedene Punktmutationen nachgewiesen, die bei Abschluss der vorliegenden Arbeit nicht in der Literatur beschrieben waren. Die HAE-Datenbank kann als Folge auf insgesamt 279 bekannte Mutationen im C1-INH-Gen erweitert werden. Da viele Patienten Missense-Mutationen unbekannter Kausalit{\"a}t aufwiesen, wurden 29 anhand ihrer Lokalisation oder Homologie ausgew{\"a}hlte Mutationen durch zielgerichtete Mutagenese in einen Expressionvektor eingef{\"u}gt und anschließend in HEK-293 Zellen exprimiert. Die Funktion der rekombinanten Proteine wurde mittels eines C1-INH-Aktivit{\"a}ts-Assays {\"u}berpr{\"u}ft. W{\"a}hrend bei den meisten rekombinant exprimierten mutanten Proteinen die Kausalit{\"a}t f{\"u}r das HAE durch sehr geringe C1-INH-Restaktivit{\"a}ten best{\"a}tigt werden konnten, zeigten einige mutante Proteine kaum beeintr{\"a}chtige Aktivit{\"a}ten. Die zugrunde liegenden Punktmutationen d{\"u}rften deshalb sehr seltene Polymorphismen sein. Um weiteren Aufschluss {\"u}ber die Auswirkungen der verschiedenen Mutationen zu erhalten, wurden diese in ein 3D-Modell des C1-INH eingebaut und mit einem wildtypischen C1-INH-Modell verglichen. Das verf{\"u}gbare Modell, das nicht auf Strukturdaten, sondern auf der Homolgie zu anderen Serpinen beruht und nur die Serpindom{\"a}ne erfasst, erwies sich jedoch bei einigen inaktivierenden Mutationen als unzureichend bzw. unvollst{\"a}ndig. Die C1-INH-Gendiagnostik konnte in den meisten F{\"a}llen eine Mutation bei den betroffenen Familien nachweisen und auch Mutationstr{\"a}ger vor der Erstmanifestation lebensbedrohender Symptome identifizieren. Die rekombinante Expression und Aktivit{\"a}tsmessung mutanter C1-INH-Proteine ist ein n{\"u}tzliches Hilfsmittel um die Kausalit{\"a}t von Missense-Mutationen aufzukl{\"a}ren und liefert wertvolle Einblicke in die Funktion individueller Aminos{\"a}uren im C1-INH-Protein.},
  subject      = {Gef{\"a}ßkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lamatsch2001,
  author    = {Lamatsch, Dunja},
  title     = {Molekulargenetische und zytogenetische Untersuchungen zur paternalen Introgression beim gynogenetischen Amazonenk{\"a}rpfling, Poecilia formosa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-108},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die Frage nach der Entstehung und Beibehaltung von sexueller Reproduktion nimmt in der Biologie eine zentrale Stellung ein. Dazu werden seit langem die Vor- und Nachteile asexueller Fortpflanzung diskutiert, da man sich von einer vergleichenden Betrachtungsweise wichtige Aufschl{\"u}sse erwartet. Dem kurzfristigen Vorteil der schnelleren Vermehrung stehen langfristige Nachteile entgegen: Aufgrund fehlender genetischer Rekombinationsprozesse k{\"o}nnen sich sch{\"a}dliche Mutationen im Laufe der Generationen anh{\"a}ufen ("Muller's ratchet"), und schnelle Anpassung an eine ver{\"a}nderte Umwelt oder neue Abwehrstrategien gegen Parasiten werden erschwert. Der Amazonenk{\"a}rpfling, Poecilia formosa, stellt einen Organismus dar, dessen Fortpflanzung in Folge eines interspezifischen Hybridisierungsereignisses vom {\"u}blichen bisexuellen Muster abweicht: Es treten normalerweise nur Weibchen auf, die sich gynogenetisch vermehren. Hierbei werden die unreduzierten diploiden Eizellen durch Spermien sympatrisch vorkommender sexueller Wirtsm{\"a}nnchen nahe verwandter Arten (P. latipinna oder P. mexicana) stimuliert, um eine parthenogenetische Entwicklung der Embryonen zu initiieren. Es findet keine Karyogamie statt, so daß die Nachkommen in der Regel untereinander und mit ihren M{\"u}ttern genetisch identisch (klonal) sind. Molekularbiologische Untersuchungen ergaben jedoch, daß P. formosa wesentlich {\"a}lter ist, als dies auf der Basis von "Muller's ratchet" zu erwarten war. Eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung daf{\"u}r w{\"a}re, daß in seltenen F{\"a}llen v{\"a}terliches Erbmaterial an die Nachkommen weitergegeben werden kann (paternale Introgression). Sowohl in nat{\"u}rlichen Lebensr{\"a}umen als auch unter Laborbedingungen konnten nur zwei Formen paternaler Introgression identifiziert werden: Kommt es aufgrund von Karyogamie zu einer tats{\"a}chlichen Befruchtung der diploiden Oozyte durch das haploide Spermium entstehen triploide Individuen. In anderen F{\"a}llen verbleiben nach der Aktivierung durch das artfremde Spermium nur geringe DNA-Mengen in der Oozyte, die in den Kern aufgenommen werden und im Karyotyp als {\"u}berz{\"a}hlige Chromosomen, sog. Mikrochromosomen, zu identifizieren sind. Die beiden Formen paternaler Introgression k{\"o}nnen jedoch auch kombiniert vorliegen. In diesen F{\"a}llen entwickelten sich die Individuen {\"u}berraschenderweise zu ph{\"a}notypischen M{\"a}nnchen. Die vorliegenden Ergebnisse {\"u}ber paternale Introgression k{\"o}nnen zur Aufkl{\"a}rung der Frage beitragen, warum P. formosa und andere asexuelle Organismen offenbar l{\"a}nger {\"u}berlebten, als vorhergesagt. Im Gegensatz zu den bisherigen Annahmen k{\"o}nnte es sich bei spermienabh{\"a}ngiger Parthenogenese nicht etwa nur um eine unvollkommene Parthenogenese handeln, sondern um einen gut angepaßten Fortpflanzungsmodus, der die Vorteile von asexueller mit denen sexueller Fortpflanzung kombiniert.},
  subject      = {Amazon Molly},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Busch2009,
  author    = {Busch, Sebastian},
  title     = {Morphologie und Organisation individueller oktopaminerger Neurone im Gehirn von Drosophila m.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36203},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das biogene Amin Oktopamin moduliert verschiedene Verhaltensweisen in Invertebraten. In verschiedenen Insektenspezies, wie Heuschrecken, Grillen oder Schaben, ist die Funktion und die Architektur des peripheren oktopaminergen Systems auf Einzelzellebene bekannt. Um die zellul{\"a}re Grundlage f{\"u}r die verschiedenen Funktionen von Oktopamin im Zentralnervensystem zu verstehen, ist eine detaillierte Analyse der Architektur des zentralen oktopaminergen Systems notwendig. Innerhalb meiner Doktorarbeit fertigte eine anatomische Karte individueller oktopaminerger Neurone des adulten Hirns von Drosophila an. Ich nutzte die Flp-out Technik, um einzelne oktopaminerge Neurone anzuf{\"a}rben. Anhand ihrer Projektionsmuster konnte ich 28 verschiedene Zelltypen in vier Oktopamin-immunoreaktiven Zellclustern identifizieren. Ihre Morphologie sowie die Verteilung genetischer Marker zeigte, dass die meisten Zelltypen mehrere Neuropile innervieren und dabei eine klare Trennung von Pr{\"a}- und Postsynaptischen Regionen aufweisen. Die Mehrheit der Zelltypen bildet dendritische Verzweigungen in einer bestimmten Region, der posterioren Slope. Jedoch innerviert jeder Zelltyp stereotyp eine bestimmte Kombination von Zielregionen im Gehirn. Das deutet stark darauf hin, dass oktopaminerge Neurone kombinatorisch organisiert sind: Jedes individuelle Neuron scheint Komponente eines spezifischen neuronalen Schaltkreises zu sein. Dabei k{\"o}nnte jeder Zelltyp eine Art "Modul" darstellen, das selektiv bestimmte Funktionen in den jeweiligen Zielregionen moduliert. Das oktopaminerge Mittelliniencluster des Sub{\"o}sophagealen Ganglions zeigt eine besondere zellul{\"a}re Organisation. Es besteht aus gepaarten und ungepaarten Neuronen, die des Zentralgehirn mit extensiven Verzweigungen versorgen. Um die Ordnung hinter dieser komplexen Organisation zu verstehen, wurden die segmentale Organistion der Mittellinienneurone auf Einzelzellebene analysiert und ihre embryonalen Anlagen verglichen. Letzteres erm{\"o}glichte die morphologische Analyse von einzelnen oktopaminergen Mittellinienklonen. OA-VPM und OA-VUM Neurone bilden zusammen drei Subcluster im Sub{\"o}sophagealen Ganglion, die wahrscheinlich die drei gnathalen Neuromere repr{\"a}sentieren. Alle OA-VUM Neurone stammen von der embryonalen Mittellinie ab. In den mandibularen und maxillaren Neuromeren formen sie morphologisch identische Zelltypen, mit stereotypen Innervationsmustern. OA-VPM Neurone gehen nicht aus der embryonalen Mittellinie hervor und sind nicht segmental dupliziert. Diese Arbeit vermittelt nicht nur einen Eindruck {\"u}ber die Architektur individueller oktopaminerger Neurone, sondern auch {\"u}ber die Organisation des oktopaminergen Systems auf Einzelzellebene.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dippacher2011,
  author    = {Dippacher, Sonja},
  title     = {Morphologische und molekularbiologische Untersuchungen zur Bedeutung der Serin-Threonin-Proteinkinase SRPK79D in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70937},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die intakte Signal{\"u}bertragung im animalischen Nervensystem erfordert eine an richtiger Stelle ausgebildete funktionsf{\"a}hige Synapse zwischen zwei Nervenzellen bzw. zwischen Nerv und Muskel. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Mutante von Drosophila melanogaster untersucht, bei der es zu Ver{\"a}nderungen der Verteilung eines wichtigen Organisationsproteins der synaptischen aktiven Zone kommt. Ein wichtiges Ergebnis der Untersuchungen ist die Beobachtung, dass es in der Mutante zu einer ektopen Ausbildung von Elementen aktiver Zonen in Axonen kommt. In den Arbeitsgruppen von E. Buchner und S. Sigrist ist bereits das Protein Bruchpilot (BRP) charakterisiert worden, das Bestandteil der pr{\"a}synaptischen Ribbons, bei Drosophila als T-bars bezeichnet, ist. Bei der Suche nach Interaktionspartnern von BRP, ist eine Serin-Arginin-Protein spezifische Kinase SRPK79D entdeckt worden, die offenbar an der Regulation des Aufbaus der Tbars beteiligt ist (Nieratschker et al., 2009). Es gibt vier verschiedene Isoformen der Kinase. Werden nur zwei Isoformen der Kinase (SRPK79D-RB und -RE) exprimiert bzw. das Gen der Kinase komplett ausgeschaltet, findet man Ansammlungen von BRP als immunreaktive Aggregate in der Immunfluoreszenz- F{\"a}rbung von larvalen Motoneuron-Axonen (Nieratschker, 2008). Es ist unser {\"u}bergeordnetes Ziel, die Funktion und den molekularen Signalweg der Kinase SRPK79D zu entschl{\"u}sseln. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war es, PB-Protein in Reinform f{\"u}r eine Affinit{\"a}tsreinigung eines PB-Antik{\"o}rpers zu gewinnen, um in nachfolgenden Untersuchungen die Lokalisation dieser Kinase-Isoform zu untersuchen. Die Proteinreinigung war erfolgreich, aber es gelang nicht, eine f{\"u}r eine Affinit{\"a}tsreinigung ausreichende Menge des Proteins zu isolieren. Ein weiterer Versuch, Lokalisationsuntersuchungen zur Expression der Kinase in Drosophila- Embryonen durchzuf{\"u}hren, war ebenfalls nicht erfolgreich. Obwohl die Herstellung einer f{\"u}r die SRPK79D mRNA spezifischen RNA Sonde f{\"u}r die in-Situ-Hybridisierung gelang, war die Sensitivit{\"a}t dieser Sonde nicht hoch genug, um die Lokalisation vornehmen zu k{\"o}nnen. Eindeutige und aufschlussreiche Ergebnisse dagegen ergab die Untersuchung der Ultrastruktur der BRP-Ansammlungen in den larvalen Motornerven. Als deren Korrelat fanden sich elektronenmikroskopisch charakteristische Ansammlungen elektronendichter intraaxonaler Strukturen, deren Form {\"A}hnlichkeiten zu T-bars aufwies und die von Vesikeln umgeben waren. Die elektronendichten Strukturen zeigten zahlreiche Formvariationen, die wie Ansammlungen von T-bars nebeneinander bzw. „miteinander verklebte" T-bars oder wie zerst{\"o}rte T-bars aussahen. In einer nachfolgenden Studie wurde durch eine immun-elektronenmikroskopische Untersuchung gezeigt, dass diese Strukturen in der Tat BRP enthalten (Nieratschker et al., 2009). Ergebnis der Untersuchungen der vorliegenden Arbeit war der Nachweis, dass prinzipiell {\"a}hnliche Aggregate auch im Wildtyp gelegentlich gefunden werden, dass sie aber in Mutanten signifikant h{\"a}ufiger vorkommen und auch einen signifikant h{\"o}heren Durchmesser aufweisen. Doppelimmunreaktionen mit Antik{\"o}rpern, die den C- bzw. N-terminalen Bereich von BRP erkennen, belegten dar{\"u}ber hinaus, dass in den Aggregaten das vollst{\"a}ndige BRP-Protein vorliegt. Angeregt durch die Ultrastrukturbefunde von mit den elektronendichten Strukturen in den Aggregaten assoziierten Vesikeln wurde in weiteren Doppelimmunreaktionen untersucht, ob ein typisches Protein synaptischer Vesikel neuromuskul{\"a}rer Synapsen in Drosophila, der vesikul{\"a}re Glutamattransporter (DVGlut), in den BRP-Ansammlungen nachweisbar ist. W{\"a}hrend Kolokalisation von BRP und DVGlut in aktiven Zonen pr{\"a}synaptischer Boutons nachgewiesen werden konnte, war der Vesikelmarker in BRP-Aggregaten nicht kolokalisiert. Die Ergebnisse belegen, dass die Kinase SRPK79D f{\"u}r die Vermeidung einer ektopen Bildung von BRP-enthaltenden, elektronenmikroskopisch atypischen aktiven Zonen {\"a}hnelnden Strukturen in larvalen Motoneuronaxonen notwendig ist. Die in diesen Aggregaten regelm{\"a}ßig zu beobachtenden Vesikel {\"a}hneln morphologisch synaptischen Vesikeln, besitzen aber keine daf{\"u}r typischen Vesikelmarker.},
  subject      = {Bruchpilot},
  language  = {de}
}
@phdthesis{KissnergebStenger2018,
  author    = {Kißner [geb. Stenger], Stefanie Martina},
  title     = {Morphologische Untersuchungen an Myoblasten von Patienten, die an facioscapulohumeraler Muskeldystrophie (FSHD) leiden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156676},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Die autosomal-dominant vererbte facioscapulohumerale Muskeldystrophie (FSHD) ist mit einer Pr{\"a}valenz von etwa 1:20.000 die dritth{\"a}ufigste Form der heredit{\"a}ren Myopathien. Erste Beschwerden werden meist in der zweiten Lebensdekade beobachtet. Betroffen sind vor allem die Muskulatur von Gesicht, Schultern, Oberarmen, die Fußhebermuskulatur und die Muskeln des H{\"u}ftg{\"u}rtels. FSHD wird durch einen Gendefekt ausgel{\"o}st, der den langen Arm des Chromosoms vier (4q35) betrifft, wobei es zur teilweisen Deletion des polymorphen Abschnitts D4Z4, der f{\"u}r das Protein DUX4 codiert, kommt. Dabei treten unter anderem St{\"o}rungen in der DUX4-Expression, Ver{\"a}nderungen der myogenen Genexpression, eine Unterdr{\"u}ckung der Muskelzelldifferenzierung und eine Inhibition der Muskelbildung auf. FSHD und eine andere Form der Muskeldystrophie, die Emery-Dreifuss-Muskeldystrophie (EDMD), zeigen trotz unterschiedlicher genetischer Ursachen ph{\"a}notypisch {\"A}hnlichkeiten in der Auspr{\"a}gung der Erkrankungen. In fr{\"u}heren Studien zeigte die Kernh{\"u}lle von EDMD-Myoblasten morphologische Auff{\"a}lligkeiten. In anderen Untersuchungen waren morphologische Ver{\"a}nderungen der Mitochondrien von FSHD-Patienten festzustellen. Daher wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen der Kernh{\"u}lle und der Mitochondrien von FSHD-Myoblasten durchgef{\"u}hrt und mit der entsprechenden Kontrolle verglichen. Hierf{\"u}r wurden drei verschiedene Zelllinien-Paare in unterschiedlichen Passagen, das heißt unterschiedlicher Anzahl an Subkultivierungen, eingesetzt, wobei in den h{\"o}heren Passagen vermehrt morphologische Atypien beobachtet werden konnten. Die eingesetzten Zelllinien differenzieren sich durch verschiedene Parameter wie beispielsweise Alter und Geschlecht der Patienten. Dabei zeigten sich sowohl zwischen den Kontrollzellen als auch zwischen den FSHD-Myoblasten Unterschiede. Im Rahmen der Probenvorbereitung f{\"u}r die Elektronenmikroskopie kamen zwei verschiedene Fixierungsmethoden zum Einsatz: die konventionelle chemische Fixierung, Entw{\"a}sserung und Flacheinbettung von Kulturzellen und die Hochdruckgefrierung mit anschließender Gefriersubstitution. In Bezug auf die Qualit{\"a}t des Strukturerhalts, die beim Hochdruckgefrieren erreicht wird, wird dieser Art der Fixierung eine {\"U}berlegenheit gegen{\"u}ber allen anderen Verfahren zugeschrieben. Diese allgemeine Aussage kann nicht vollst{\"a}ndig auf die Untersuchungen an den Myoblasten {\"u}bertragen werden. F{\"u}r die Untersuchung der Kernmembranen sind beide Methoden geeignet, wobei der Abstand zwischen innerer und {\"a}ußerer Kernmembran nach der HPF-Fixierung sch{\"a}rfer abgebildet wurde. Bei der Darstellung der Mitochondrien zeigten die elektronenmikroskopischen Aufnahmen nach dem Hochdruckgefrieren bessere und sch{\"a}rfere Ergebnisse. Die Kernporen waren bei beiden Fixierungsmethoden gut erkennbar. Beim Vergleich der gesunden und erkrankten Myoblasten wiesen die Kontrollzellen deutlich weniger Auff{\"a}lligkeiten auf als die Myoblasten von FSHD-Patienten. Innere und {\"a}ußere Kernmembran verliefen bei den Kontrollzellen meist parallel und die Mitochondrien zeigten in den meisten F{\"a}llen eine typische wurmartige, l{\"a}ngliche Form mit Cristae. Dies traf sowohl f{\"u}r die konventionelle Fixierung als auch f{\"u}r das Hochdruckgefrieren zu. Die erkrankten Myoblasten wiesen im Vergleich zur Kontrolle bei beiden Fixierungsmethoden deutliche Auff{\"a}lligkeiten in der Mitochondrien-Morphologie auf. Neben einer oft großen Variationsbreite hinsichtlich Form und L{\"a}nge war auch das teilweise Fehlen der Cristae festzustellen. Bei Betrachtung der Kernh{\"u}lle fielen jedoch deutliche Unterschiede zwischen konventioneller und HPF-Fixierung auf. Die {\"a}ußere Kernmembran der konventionell fixierten FSHD-Myoblasten verlief unregelm{\"a}ßig und gewellt. Im Gegensatz dazu wies die Kernh{\"u}lle der HPF-fixierten erkrankten Myoblasten einen erstaunlich parallelen Verlauf auf. Da bei EDMD in vorangegangenen Untersuchungen auch fluoreszenzmikroskopisch Ver{\"a}nderungen der erkrankten Zellen auff{\"a}llig waren, wurde neben den Methoden der Elektronenmikroskopie das Vorliegen und die Verteilung verschiedener Proteine in FSHD-Myoblasten mittels indirekter Immunfluoreszenz untersucht und mit den Kontrollzellen verglichen. Zur Beurteilung der Kernh{\"u}lle wurden Antik{\"o}rper gegen Lamin A/C und Nukleoporine eingesetzt. Die Mitochondrien wurden mithilfe des Antik{\"o}rpers ANT1/2, der an den Adenin-Nukleotid-Translokator der inneren Mitochondrienmembran bindet, untersucht. Im Gegensatz zu den Untersuchungen an EDMD-Myoblasten waren die Lamine A und C sowie die Kernporen sowohl bei den Myoblasten der FSHD-Patienten als auch bei den Kontrollzellen nachweisbar und gleichm{\"a}ßig verteilt. Bei der indirekten Immunfluoreszenz mit ANT1/2 zeigten sich Unterschiede zwischen den untersuchten Myoblasten-Paaren. Durch die vorliegenden Ergebnisse ist darauf zu schließen, dass die Myoblasten von FSHD-Patienten Ver{\"a}nderungen Mitochondrien aufweisen. Die Untersuchungen der Kernh{\"u}lle liefern abh{\"a}ngig von der Fixierungsmethode unterschiedliche Ergebnisse.},
  subject      = {Landouzy-D{\´e}jerine-Atrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pleiser2012,
  author    = {Pleiser, Sandra},
  title     = {Mouse genetic analyses of Spir functions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73634},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Das Aktin-Zytoskelett ist f{\"u}r viele zellul{\"a}re Funktionen unerl{\"a}sslich, dazu geh{\"o}ren der strukturelle Aufbau von Zellen, die Zellwanderung und Vesikeltransportprozesse. Die funktionelle Vielfalt der Aktinstrukturen spiegelt sich in einer Vielzahl verschiedener molekularer Mechanismen wieder, welche die Polymerisierung von Aktinfilamenten regulieren. Die sponante Aktinpolymerisierung wird jedoch verhindert aufgrund der Instabilit{\"a}t von kleinen Aktin Oligomeren und durch Aktin Monomer bindende Proteine, welche die Bildung solcher Oligomere unterbinden. Aktinnukleationsfaktoren helfen diese kinetische Barriere der Filamentbildung zu {\"u}berwinden und sind wesentlich f{\"u}r die Erzeugung von neuen Aktinfilamenten an bestimmten subzellul{\"a}ren Kompartimenten. Spir Proteine sind die ersten beschriebenen Mitglieder der neuen Klasse von WH2 Dom{\"a}nen Aktinnukleationsfaktoren. Sie leiten die Polymerisierung von Aktin ein, indem sie Aktinmonomere an die vier WH2 Dom{\"a}nen im Zentrum des Proteins binden. Trotz ihrer Eigenschaft Aktinpolymerisation in vitro selber zu nukleieren, bilden Spir Proteine einen regulatorischen Komplex mit anderen Aktinnukleatoren der formin Untergruppe von forminen. Spir hat eine Funktion bei der Regulierung von vesikul{\"a}r erzeugten filament{\"o}sen Aktinstrukturen, Vesikeltransportprozessen und der Bildung der Teilungsfurche w{\"a}hrend der asymmetrischen meiotischen Zellteilung. Das S{\"a}ugetiergenom kodiert zwei spir Gene, spir-1 und spir-2. Die entsprechenden Proteine haben einen identischen strukturellen Aufbau und sind zu einem großen Teil homolog zueinander. Um die Spir Funktion im sich entwickelnden und adulten Nervensystem zu untersuchen, wurde die bisher unbekannte Expression des Maus spir-2 Gens analysiert. Real-time PCR Analysen haben ergeben, dass spir-2 in adulten M{\"a}usen in Oozyten, dem Gehirn, im Gastrointestinaltrakt, den Hoden und der Niere exprimiert wird. In situ Hybridisierungen wurden durchgef{\"u}hrt um die zellul{\"a}re Natur der spir Expression nachzuweisen. W{\"a}hrend der Embryogenese haben in situ Hybridisierungen gezeigt, dass spir-2 im sich entwickelnden Nervensytem und Darmtrakt exprimiert wird. In adulten Mausgeweben, wurde die h{\"o}chste Expression von spir-2 in Epithelzellen des Verdauungstraktes, in neuronalen Zellen des Nervensystems und in Spermatocyten gefunden. Im Gegensatz zur eher begrenzten Expression des Maus spir-1 Gens, welches {\"u}berwiegend im Nervensystem, den Oozyten und Hoden zu finden ist, zeigen die hier aufgef{\"u}hrten Daten ein breiteres Expressionsmuster des spir-2 Gens und unterst{\"u}tzen damit eine allgemeinere zellbiologische Funktion der neuen Aktinnukleatoren. Um die Funktion des Spir Proteins im sich entwickelnden und adulten Nervensystem zu untersuchen, wurden Spir-1 defiziente M{\"a}use mit Hilfe der gene trap Methode generiert. Spir-1 defiziente M{\"a}use sind lebensf{\"a}hig und eignen sich daher perfekt um die Neurobiologie des Spir-1 Aktinnukleators zu untersuchen. Die Analyse von prim{\"a}ren kortikalen Neuronen von Spir-1 defizienten M{\"a}usen zeigte eine Reduktion dendritischer Verzweigungen und ist die erste Beschreibung einer neuronalen Funktion von Spir-1. Desweiteren wurde eine transgene Mauslinie (thy1-GFP-M) eingesetzt, die das gr{\"u}ne Fluoreszenzprotein (GFP) unter der Kontrolle von Neuronen-spezifischen Elementen des thy1 Promoters exprimiert. GFP ist dabei nur in einer Teilmenge von Neuronen exprimiert, f{\"a}rbt diese Neuronen jedoch in ihrer Gesamtheit an. Spir-1 defiziente M{\"a}use, die das GFP Transgen exprimieren wurden generiert und analysiert. Es wurde herausgefunden, dass Spir-1 defiziente M{\"a}use eine reduzierte Anzahl an dendritischen Dornen im entorhinalen Kortex im Vergleich zu Wildtyp- Geschwistertieren aufweisen. Zusammengefasst gibt diese Studie neue Erkenntnisse {\"u}ber die zellbiologische Funktion von Spir und liefert Einsichten wie das neuronale Netzwerk sturkturiert wird.},
  subject      = {Actin-bindende Proteine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kampfinger2007,
  author    = {Kampfinger, Katja},
  title     = {Nachweis einer Mismatch-Reparatur-Defizienz in L5178Y Tk+/--3.7.2C-Mauslymphomzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26023},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Entwicklung und Zulassung von Arzneimitteln sowie die Bewertung von Xenobio-tika erfordern eine Reihe von Testsystemen zur Toxizit{\"a}tsermittlung. F{\"u}r die {\"U}berpr{\"u}fung der Gentoxizit{\"a}t stehen eine Vielzahl etablierter Testsysteme zur Verf{\"u}gung, die oft auf Krebszelllinien basieren. Krebszelllinien haben jedoch die Eigenschaft, neben den f{\"u}r die Testung notwendigen Ver{\"a}nderungen weitere Ver{\"a}nderungen zu tragen, die zu Reaktionen f{\"u}hren k{\"o}nnen, wie sie in den Prim{\"a}rzellen des Organismus nicht auftreten. Daher ist die Kenntnis des genetischen Hintergrunds der verwendeten Krebszelllinien wertvoll, um Testergebnisse bewerten und gentoxische Risikopotentiale absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen. Die Mauslymphomzelllinie L5178Y nimmt unter den auf Krebszellen basierenden Testsystemen eine besondere Stellung ein, da sie die weltweit in der Gentoxizi-t{\"a}tspr{\"u}fung am h{\"a}ufigsten eingesetzte Zelllinie ist. In der vorliegenden Arbeit wurde in dieser Zellllinie eine Ver{\"a}nderung nachgewiesen, die das Mismatch-Reparatur-System (MMR-System) betrifft. Bei der MMR handelt es sich um einen Mechanismus, der daran beteiligt ist, die Integrit{\"a}t des Genoms zu gew{\"a}hrleisten. In MMR-profizienten Zellen werden Fehler in der DNA, die bei der Replikation, der homologen Rekombination oder durch {\"a}ußere gentoxische Einwirkungen entstehen, entweder erkannt und repariert, oder die gesch{\"a}digten Zellen werden durch die Induktion von Apoptosen eliminiert. Im Gegensatz dazu {\"u}berleben MMR-defiziente Zellen trotz gravierender DNA-Sch{\"a}den und akkumulieren diese. In der vorliegenden Arbeit wurde die Akkumulierung von Genomsch{\"a}den bei L5178Y-Zellen als Reaktion auf Behandlung mit alkylierenden Agenzien beobachtet, w{\"a}hrend andere Vergleichszelllinien Apoptosen induzierten. Dieses Verhalten der L5178Y-Zellen, das in der Literatur bei MMR-defizienten Zellen f{\"u}r alkylierende Agenzien beschrieben ist, f{\"u}hrte zu der Vermutung, dass die L5178Y-Zellen einen MMR-defizienten Ph{\"a}notyp aufweisen. Dieser MMR-defiziente Ph{\"a}notyp wurde durch gezielte Behandlung von L5178Y-Zellen und Zellen mit bekanntem MMR-Status mit dem alkylierenden Agenz MNNG und dem anschließenden Vergleich der Reaktionen gepr{\"u}ft und best{\"a}tigt. Der Ver-gleich erfolgte durch den Nachweis gentoxischer Effekte im Mikrokern-Test und im Comet Assay. Auf Proteinebene konnte f{\"u}r den gezeigten MMR-defizienten Ph{\"a}notyp bei den drei wichtigsten, in die MMR involvierten Proteine, MLH1, MSH2 und MSH6 keine Ursa-che gefunden werden: Alle untersuchten Proteine zeigten eine Expression, die mit denen der MMR-profizienten Kontrollzelllinien vergleichbar war. Auf DNA-Ebene wurde durch die Analyse aller bekannter, in die MMR involvierter Gene durch die Sequenzierung der kodierenden Bereiche als wichtigste Ver{\"a}nde-rung eine Insertions-Mutation (964(insC)) in pms2 gefunden. Diese f{\"u}hrt nach 260 Aminos{\"a}uren zu einer Leserasterverschiebung und nach 313 Aminos{\"a}uren zu einem Abbruch der Aminos{\"a}uresequenz aufgrund eines Stop-Codons. Zwar ist somit die Information f{\"u}r den N-terminalen Bereich von PMS2, der die DNA-Bindedom{\"a}ne und die ATP-ase aktiven Stellen beinhaltet, vorhanden, die f{\"u}r den C-Terminus hingegen, der f{\"u}r die Dimerisierung mit dem MMR-Protein MLH1 und damit f{\"u}r die Funktion essentiell ist, fehlt. Insgesamt wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass die L5178Y-Zelllinie MMR-defizient ist. Mit der Insertions-Mutation (964(insC)) in pms2 wurde eine molekulare Ursache gefunden, die diese Defizienz erkl{\"a}ren kann. Daraus folgt f{\"u}r den Einsatz der L5178Y-Zelllinie in Gentoxizit{\"a}tstests, dass die Ber{\"u}cksichtigung ihrer MMR-Defizienz die M{\"o}glichkeit der Bewertung von Testergebnissen erheblich erweitern kann.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Anwar2022,
  author    = {Anwar, Ammarah},
  title     = {Natural variation of gene regulatory networks in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-29154},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-291549},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Understanding the causal relationship between genotype and phenotype is a major objective in biology. The main interest is in understanding trait architecture and identifying loci contributing to the respective traits. Genome-wide association mapping (GWAS) is one tool to elucidate these relationships and has been successfully used in many different species. However, most studies concentrate on marginal marker effects and ignore epistatic and gene-environment interactions. These interactions are problematic to account for, but are likely to make major contributions to many phenotypes that are not regulated by independent genetic effects, but by more sophisticated gene-regulatory networks. Further complication arises from the fact that these networks vary in different natural accessions. However, understanding the differences of gene regulatory networks and gene-gene interactions is crucial to conceive trait architecture and predict phenotypes. The basic subject of this study - using data from the Arabidopsis 1001 Genomes Project - is the analysis of pre-mature stop codons. These have been incurred in nearly one-third of the ~ 30k genes. A gene-gene interaction network of the co-occurrence of stop codons has been built and the over and under representation of different pairs has been statistically analyzed. To further classify the significant over and under- represented gene-gene interactions in terms of molecular function of the encoded proteins, gene ontology terms (GO-SLIM) have been applied. Furthermore, co- expression analysis specifies gene clusters that co-occur over different genetic and phenotypic backgrounds. To link these patterns to evolutionary constrains, spatial location of the respective alleles have been analyzed as well. The latter shows clear patterns for certain gene pairs that indicate differential selection.},
  subject      = {Arabidopsis thaliana},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hoecherl2015,
  author    = {H{\"o}cherl, Nicole},
  title     = {Nesting behaviour of the paper wasp Polistes dominula - with special focus on thermoregulatory mechanisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132681},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Wasps of the genus Polistes comprise over 200 species and are nearly cosmopolitan. They show a lack of physiological caste differentiation and are therefore considered as primitively eusocial. Furthermore, paper wasps are placed between the solitary living Eumenidae and the highly social organized Vespinae. Hence, they are often called a "key genus" for understanding the evolution of sociality. Particularly, Polistes dominula, with its small easy manageable nests and its frequent occurrence and wide distribution range is often the subject of studies. In Europe, the invasion of this species into northern regions is on the rise. Since little was known about the nesting behaviour of P. dominula in Central Europe, the basic principles about nesting were investigated in W{\"u}rzburg, Germany (latitude 49°) by conducting a comprehensive field-study spanning three consecutive years. Furthermore, the thermoregulation of individual wasps in their natural habitat had not yet been investigated in detail. Therefore, their ability to respond to external hazards with elevated thorax temperatures was tested. In addition, different types of nest thermoregulation were investigated using modern methods such as infrared thermography and temperature data logger. In the present work, the investigation of basic nesting principles revealed that foundress groups (1-4 foundresses) and nests are smaller and that the nesting season is shorter in the W{\"u}rzburg area than in other regions. The mean size of newly founded nests was 83 cells and the average nesting season was around 4.6 months. The queens neither preferred single (54\%) nor multiple founding (46\%) in this study. The major benefit of multiple founding is an increased rate of survival. During the three years of observation, only 47\% of single-foundress colonies survived, whereas 100\% of colonies that were built by more than two queens, survived. However, an influence of the number of foundresses on the productivity of colonies in terms of number of cells and pupae per nest has not shown up. However, the length of the nesting season as well as the nest sizes varied strongly depending on the climatic conditions of the preceding winter during the three consecutive years. In order to investigate the thermoregulatory mechanisms of individual adult P. dominula wasps, I presented artificial threats by applying smoke or carbon dioxide simulating fire and predator attacks, respectively, and monitored the thorax temperature of wasps on the nest using infrared thermography. The results clearly revealed that P. dominula workers recognized smoke and CO2 and reacted almost instantaneously and simultaneously with an increase of their thorax temperature. The maximal thorax temperature was reached about 65 s after the application of both stressors, but subsequently the wasps showed a different behaviour pattern. They responded to a longer application of smoke with moving to the exit and fled, whereas in case of CO2 the wasps started flying and circling the nest without trying to escape. No rise of the thorax temperature was detectable after an air blast was applied or in wasps resting on the nest. Additionally, the thorax temperatures of queens were investigated during dominance battles. I found that the thorax temperature of the dominant queens rose up to 5°C compared to that of subordinate queens that attacked the former. The study of active mechanisms for nest thermoregulation revealed no brood incubation or clustering behaviour of P. dominula. Furthermore, I found out that wing fanning for cooling the nest was almost undetectable (4 documented cases). However, I could convincingly record that water evaporation is most effective for nest cooling. By the direct comparison of active (with brood and adults) and non-active (without brood and adults) nests, the start of cooling by water evaporation was detected above maximum outside temperatures of 25°C or at nest temperatures above 35°C. The powerful role of water in nest cooling was manifested by an average decrease of temperature of a single cell of about 8°C and a mean duration of 7 min until the cell reached again its initial temperature. The investigation of passive thermoregulatory mechanisms revealed that the nest site choice as well as nest orientation appears to be essential for P. dominula wasps. Furthermore, I was able to show that the architecture of the nests plays an important role. Based on the presented results, it can be assumed that the vertical orientation of cells helps maintaining the warmth of nests during the night, whereas the pedicel assists in cooling the nest during the day.},
  subject      = {Franz{\"o}sische Feldwespe},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nguyen2023,
  author    = {Nguyen, Tu Anh Thi},
  title     = {Neural coding of different visual cues in the monarch butterfly sun compass},
  doi       = {10.25972/OPUS-30380},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-303807},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Monarch butterflies are famous for their annual long-distance migration. Decreasing temperatures and reduced daylight induce the migratory state in the autumn generation of monarch butterflies. Not only are they in a reproductive diapause, they also produce fat deposits to be prepared for the upcoming journey: Driven by their instinct to migrate, they depart from their eclosion grounds in the northern regions of the North American continent and start their southern journey to their hibernation spots in Central Mexico. The butterflies cover a distance of up to 4000 km across the United States. In the next spring, the same butterflies invert their preferred heading direction due to seasonal changes and start their northward spring migration. The spring migration is continued by three consecutive butterfly generations, until the animals repopulate the northern regions in North America as non-migratory monarch butterflies. The monarch butterflies' migratory state is genetically and epigenetically regulated, including the directed flight behavior. Therefore, the insect's internal compass system does not only have to encode the butterflies preferred, but also its current heading direction. However, the butterfly's internal heading representation has to be matched to external cues, to avoid departing from its initial flight path and increasing its risk of missing its desired destination. During the migratory flight, visual cues provide the butterflies with reliable orientation information. The butterflies refer to the sun as their main orientation cue. In addition to the sun, the butterflies likely use the polarization pattern of the sky for orientation. The sky compass signals are processed within a region in the brain, termed the central complex (CX). Previous research on the CX neural circuitry of the monarch butterflies demonstrated that tangential central complex neurons (TL) carry the visual input information into the CX and respond to a simulated sun and polarized light. However, whether these cells process additional visual cues like the panoramic skyline is still unknown. Furthermore, little is known about how the migratory state affects visual cue processing. In addition to this, most experiments studying the monarch butterfly CX focused on how neurons process single visual cues. However, how combined visual stimuli are processed in the CX is still unknown. This thesis is investigating the following questions: 1) How does the migratory state affect visual cue processing in the TL cells within the monarch butterfly brain? 2) How are multiple visual cues integrated in the TL cells? 3) How is compass information modulated in the CX? To study these questions, TL neurons from both animal groups (migratory and non-migratory) were electrophysiologically characterized using intracellular recordings while presenting different simulated celestial cues and visual sceneries. I showed that the TL neurons of migratory butterflies are more narrowly tuned to the sun, possibly helping them in keeping a directed flight course during migration. Furthermore, I found that TL cells encode a panoramic skyline, suggesting that the CX network combines celestial and terrestrial information. Experiments with combined celestial stimuli revealed that the TL cells combine both cue information linearly. However, if exposing the animals to a simulated visual scenery containing a panoramic skyline and a simulated sun, the single visual cues are weighted differently. These results indicate that the CX's input region can flexibly adapt to different visual cue conditions. Furthermore, I characterize a previously unknown neuron in the monarch butterfly CX which responds to celestial stimuli and connects the CX with other brain neuropiles. How this cell type affects heading direction encoding has yet to be determined.},
  subject      = {Monarchfalter},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Niewalda2010,
  author    = {Niewalda, Thomas},
  title     = {Neurogenetic analyses of pain-relief learning in the fruit fly},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65035},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {All animals learn in order to cope with challenges imposed on them by their environment. This is true also for both larval and adult fruit flies as exemplified in pavlovian conditioning. The focus of this Thesis is on various aspects of the fruit flies learning ability. My main project deals with two types of learning which we call punishment-learning and pain-relief learning. Punishment learning happens when fruit flies are exposed to an odour which is followed by electric shock. After such training, flies have learned that that odour signals pain and consequently will avoid it in the future. If the sequence of the two stimuli is reversed such that odour follows shock, flies learn the odour as a signal for relief and will later on approach it. I first report a series of experiments investigating qualitative and parametric features of relief-learning; I find that (i) relief learning does result from true associative conditioning, (ii) it requires a relatively high number of training trials, (iii) context-shock training is ineffective for subsequent shock-odour learning. A further question is whether punishment-learning and pain-relief learning share genetic determinants. In terms of genetics, I test a synapsin mutant strain, which lacks all Synapsin protein, in punishment and relief-learning. Punishment learning is significantly reduced, and relief-learning is abolished. Pan-neuronal RNAi-mediated knock-down of Synapsin results in mutant-like phenotypes, confirming the attribution of the phenotype to lack of Synapsin. Also, a rescue of Synapsin in the mushroom body of syn97 mutants restores both punishment- and relief-learning fully, suggesting the sufficiency of Synapsin in the mushroom body for both these kinds of learning. I also elucidate the relationship between perception and physiology in adult fruit flies. I use odour-shock conditioning experiments to identify degrees of similarity between odours; I find that those similarity measures are consistent across generalization and discrimination tasks of diverse difficulty. Then, as collaborator of T. V{\"o}ller and A. Fiala, I investigate how such behavioural similarity/dissimilarity is reflected at the physiological level. I combine the behaviour data with calcium imaging data obtained by measuring the activity patterns of those odours in either the sensory neurons or the projection neurons at the antennal lobe. Our interpretation of the results is that the odours perceptual similarity is organized by antennal lobe interneurons. In another project I investigate the effect of gustatory stimuli on reflexive behaviour as well as their role as reinforcer in larval learning. Drosophila larvae greatly alter their behaviour in presence of sodium chloride. Increasing salt concentration modulates choice behaviour from weakly appetitive to strongly aversive. A similar concentration-behaviour function is also found for feeding: larval feeding is slightly enhanced in presence of low salt concentrations, and strongly decreased in the presence of high salt concentrations. Regarding learning, relatively weak salt concentrations function as appetitive reinforcer, whereas high salt concentrations function as aversive reinforcer. Interestingly, the behaviour-concentration curves are shifted towards higher concentrations from reflexive behaviour (choice behaviour, feeding) as compared to associative learning. This dissociation may reflect a different sensitivity in the respective sensory-motor circuitry.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@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{Brandstaetter2010,
  author    = {Brandstaetter, Andreas Simon},
  title     = {Neuronal correlates of nestmate recognition in the carpenter ant, Camponotus floridanus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55963},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Cooperation is beneficial for social groups and is exemplified in its most sophisticated form in social insects. In particular, eusocial Hymenoptera, like ants and honey bees, exhibit a level of cooperation only rarely matched by other animals. To assure effective defense of group members, foes need to be recognized reliably. Ants use low-volatile, colony-specific profiles of cuticular hydrocarbons (colony odor) to discriminate colony members (nestmates) from foreign workers (non-nestmates). For colony recognition, it is assumed that multi-component colony odors are compared to a neuronal template, located in a so far unidentified part of the nervous system, where a mismatch results in aggression. Alternatively, a sensory filter in the periphery of the nervous system has been suggested to act as a template, causing specific anosmia to nestmate colony odor due to sensory adaptation and effectively blocking perception of nestmates. Colony odors are not stable, but change over time due to environmental influences. To adjust for this, the recognition system has to be constantly updated (template reformation). In this thesis, I provide evidence that template reformation can be induced artificially, by modifying the sensory experience of carpenter ants (Camponotus floridanus; Chapter 1). The results of the experiments showed that template reformation is a relatively slow process taking several hours and this contradicts the adaptation-based sensory filter hypothesis. This finding is supported by first in-vivo measurements describing the neuronal processes underlying template reformation (Chapter 5). Neurophysiological measurements were impeded at the beginning of this study by the lack of adequate technical means to present colony odors. In a behavioral assay, I showed that tactile interaction is not necessary for colony recognition, although colony odors are of very low volatility (Chapter 2). I developed a novel stimulation technique (dummy-delivered stimulation) and tested its suitability for neurophysiological experiments (Chapter 3). My experiments showed that dummy-delivered stimulation is especially advantageous for presentation of low-volatile odors. Colony odor concentration in headspace was further increased by moderately heating the dummies, and this allowed me to measure neuronal correlates of colony odors in the peripheral and the central nervous system using electroantennography and calcium imaging, respectively (Chapter 4). Nestmate and non-nestmate colony odor elicited strong neuronal responses in olfactory receptor neurons of the antenna and in the functional units of the first olfactory neuropile of the ant brain, the glomeruli of the antennal lobe (AL). My results show that ants are not anosmic to nestmate colony odor and this clearly invalidates the previously suggested sensory filter hypothesis. Advanced two-photon microscopy allowed me to investigate the neuronal representation of colony odors in different neuroanatomical compartments of the AL (Chapter 5). Although neuronal activity was distributed inhomogeneously, I did not find exclusive representation restricted to a single AL compartment. This result indicates that information about colony odors is processed in parallel, using the computational power of the whole AL network. In the AL, the patterns of glomerular activity (spatial activity patterns) were variable, even in response to repeated stimulation with the same colony odor (Chapter 4\&5). This finding is surprising, as earlier studies indicated that spatial activity patterns in the AL reflect how an odor is perceived by an animal (odor quality). Under natural conditions, multi-component odors constitute varying and fluctuating stimuli, and most probably animals are generally faced with the problem that these elicit variable neuronal responses. Two-photon microscopy revealed that variability was higher in response to nestmate than to non-nestmate colony odor (Chapter 5), possibly reflecting plasticity of the AL network, which allows template reformation. Due to their high variability, spatial activity patterns in response to different colony odors were not sufficiently distinct to allow attribution of odor qualities like 'friend' or 'foe'. This finding challenges our current notion of how odor quality of complex, multi-component odors is coded. Additional neuronal parameters, e.g. precise timing of neuronal activity, are most likely necessary to allow discrimination. The lower variability of activity patterns elicited by non-nestmate compared to nestmate colony odor might facilitate recognition of non-nestmates at the next level of the olfactory pathway. My research efforts made the colony recognition system accessible for direct neurophysiological investigations. My results show that ants can perceive their own nestmates. The neuronal representation of colony odors is distributed across AL compartments, indicating parallel processing. Surprisingly, the spatial activity patterns in response to colony are highly variable, raising the question how odor quality is coded in this system. The experimental advance presented in this thesis will be useful to gain further insights into how social insects discriminate friends and foes. Furthermore, my work will be beneficial for the research field of insect olfaction as colony recognition in social insects is an excellent model system to study the coding of odor quality and long-term memory mechanisms underlying recognition of complex, multi-component odors.},
  subject      = {Neuroethologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zube2008,
  author    = {Zube, Christina},
  title     = {Neuronal representation and processing of chemosensory communication signals in the ant brain},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30383},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Ants heavily rely on olfaction for communication and orientation and ant societies are characterized by caste- and sex-specific division of labor. Olfaction plays a key role in mediating caste-specific behaviours. I investigated whether caste- and sex-specific differences in odor driven behavior are reflected in specific differences and/or adaptations in the ant olfactory system. In particular, I asked the question whether in the carpenter ant, Camponotus floridanus, the olfactory pathway exhibits structural and/or functional adaptations to processing of pheromonal and general odors. To analyze neuroanatomical specializations, the central olfactory pathway in the brain of large (major) workers, small (minor) workers, virgin queens, and males of the carpenter ant C. floridanus was investigated using fluorescent tracing, immunocytochemistry, confocal microscopy and 3D-analyzes. For physiological analyzes of processing of pheromonal and non-pheromonal odors in the first odor processing neuropil , the antennal lobe (AL), calcium imaging of olfactory projection neurons (PNs) was applied. Although different in total glomerular volumes, the numbers of olfactory glomeruli in the ALs were similar across the female worker caste and in virgin queens. Here the AL contains up to ~460 olfactory glomeruli organized in 7 distinct clusters innervated via 7 antennal sensory tracts. The AL is divided into two hemispheres regarding innervations of glomeruli by PNs with axons leaving via a dual output pathway. This pathway consists of the medial (m) and lateral (l) antenno-cerebral tract (ACT) and connects the AL with the higher integration areas in the mushroom bodies (MB) and the lateral horn (LH). M- and l-ACT PNs differ in their target areas in the MB calyx and the LH. Three additional ACTs (mediolateral - ml) project to the lateral protocerebrum only. Males had ~45\% fewer glomeruli compared to females and one of the seven sensory tracts was absent. Despite a substantially smaller number of glomeruli, males possess a dual PN output pathway to the MBs. In contrast to females, however, only a small number of glomeruli were innervated by projection neurons of the m-ACT. Whereas all glomeruli in males were densely innervated by serotonergic processes, glomeruli innervated by sensory tract six lacked serotonergic innervations in the female castes. It appears that differences in general glomerular organization are subtle among the female castes, but sex-specific differences in the number, connectivity and neuromodulatory innervations of glomeruli are substantial and likely to promote differences in olfactory behavior. Calcium imaging experiments to monitor pheromonal and non-pheromonal processing in the ant AL revealed that odor responses were reproducible and comparable across individuals. Calcium responses to both odor groups were very sensitive (10-11 dilution), and patterns from both groups were partly overlapping indicating that processing of both odor classes is not spatially segregated within the AL. Intensity response patterns to the pheromone components tested (trail pheromone: nerolic acid; alarm pheromone: n-undecane), in most cases, remained invariant over a wide range of intensities (7-8 log units), whereas patterns in response to general odors (heptanal, octanol) varied across intensities. Durations of calcium responses to stimulation with the trail pheromone component nerolic acid increased with increasing odor concentration indicating that odor quality is maintained by a stable pattern (concentration invariance) and intensity is mainly encoded in the response durations of calcium activities. For n-undecane and both general odors increasing response dynamics were only monitored in very few cases. In summary, this is the first detailed structure-function analyses within the ant's central olfactory system. The results contribute to a better understanding of important aspects of odor processing and olfactory adaptations in an insect's central olfactory system. Furthermore, this study serves as an excellent basis for future anatomical and/or physiological experiments.},
  subject      = {Gehirn},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Porsche2006,
  author    = {Porsche, Christian},
  title     = {Neuronale Plastizit{\"a}t im Hippocampus der Maus : Die Rolle von Neurotrophine und Cytokinen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21968},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Neurotrophe Faktoren haben ein breites Aufgabenfeld und spielen eine wichtige Rolle als {\"U}berlebensfaktoren embryonaler Neurone, bei Proliferation und Differenzierung im Nervensystem sowie als Modulatoren synaptischer Plastizit{\"a}t. Im ersten Themenkomplex der vorliegenden Arbeit wurden neurotrophe Faktoren als Modulatoren synaptischer Plastizit{\"a}t und ihr Einfluß auf die BDNF-Regulation im Hippocampus untersucht. Dabei wurde zun{\"a}chst das selbsthergestellte polyclonale BDNF-Immunserum f{\"u}r die Anwendung in der Immunhistochemie und im Western Blot optimiert, doch es konnten bez{\"u}glich BDNF keine Ver{\"a}nderungen in Hippocampi CNTF-defizienter M{\"a}use gegen{\"u}ber Wildtyp-Tieren festgestellt werden. Die Ergebnisse der Voruntersuchungen, die im Hippocampus CNTF-defizienter Tiere verminderte BDNF-Level gezeigt hatten, konnten somit nicht verifiziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an CNTF-defizienten M{\"a}usen eine eingeschr{\"a}nkte LTP und LTD nachgewiesen. Zum besseren Verst{\"a}ndnis der - laut LTP-Untersuchungen - ver{\"a}nderten Situation an der hippocampalen CA1-Synapse bei CNTF-defizienten Tieren wurden elektronenmikroskopische Bilder dieser Region angefertigt, deren Auswertung keine augenscheinlichen Unterschiede ergab. Im Stratum radiatum der CA1-Region war zudem keine spezifische CNTF-F{\"a}rbung nachweisbar. Zur Kl{\"a}rung der Frage, ob es IGF-vermittelt nach Training zu hippocampaler BDNF-Hochregulation kommt, wurden Laufradexperimente mit wildtypischen und konditionalen IGF1-Rezeptor-knockout M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt und die jeweiligen BDNF-Level untersucht. Dabei wurde BDNF durch Laufradtraining in beiden Genotypen in {\"a}hnlichem Maße hochreguliert, was f{\"u}r alternative Wege der BDNF-Hochregulation spricht. Der zweite Themenkomplex befasste sich mit dem Einfluß neurotropher Faktoren auf die Proliferation und Differenzierung in Hippocampus und Cortex. BrdU-Inkorporationsexperimenten zeigten in der K{\"o}rnerzellschicht des Gyrus dentatus gesteigerte Proliferationsraten bei CNTF-defizienten und CNTF\&LIF-defizienten M{\"a}usen, wobei LIF-defiziente Tiere keine ver{\"a}nderten Proliferationsraten zeigten. Untersuchungen an Kulturen cortikaler Vorl{\"a}uferzellen best{\"a}tigten die Hypothese, wonach cortikale Vorl{\"a}uferzellen zun{\"a}chst Neurone bilden, die einen Faktor sezernieren, der auf die cortikalen Vorl{\"a}uferzellen wirkt und sie zur Bildung von Astrozyten veranlasst. Es konnte gezeigt werden, dass CT-1 der Hypothese folgend in vitro und in vivo f{\"u}r die Einleitung der Astrozytogenese im Cortex verantwortlich ist.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Habenstein2021,
  author    = {Habenstein, Jens},
  title     = {Neuropeptides in the brain of \(Cataglyphis\) \(nodus\) ants and their role as potential modulators of behavior},
  doi       = {10.25972/OPUS-24961},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-249618},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {An adequate task allocation among colony members is of particular importance in large insect societies. Some species exhibit distinct polymorphic worker classes which are responsible for a specific range of tasks. However, much more often the behavior of the workers is related to the age of the individual. Ants of the genus Cataglyphis (Foerster 1850) undergo a marked age-related polyethism with three distinct behavioral stages. Newly emerged ants (callows) remain more or less motionless in the nest for the first day. The ants subsequently fulfill different tasks inside the darkness of the nest for up to four weeks (interior workers) before they finally leave the nest to collect food for the colony (foragers). This thesis focuses on the neuronal substrate underlying the temporal polyethism in Cataglyphis nodus ants by addressing following major objectives: (1) Investigating the structures and neuronal circuitries of the Cataglyphis brain to understand potential effects of neuromodulators in specific brain neuropils. (2) Identification and localization of neuropeptides in the Cataglyphis brain. (3) Examining the expression of suitable neuropeptide candidates during behavioral maturation of Cataglyphis workers. The brain provides the fundament for the control of the behavioral output of an insect. Although the importance of the central nervous system is known beyond doubt, the functional significance of large areas of the insect brain are not completely understood. In Cataglyphis ants, previous studies focused almost exclusively on major neuropils while large proportions of the central protocerebrum have been often disregarded due to the lack of clear boundaries. Therefore, I reconstructed a three-dimensional Cataglyphis brain employing confocal laser scanning microscopy. To visualize synapsin-rich neuropils and fiber tracts, a combination of fluorescently labeled antibodies, phalloidin (a cyclic peptide binding to filamentous actin) and anterograde tracers was used. Based on the unified nomenclature for insect brains, I defined traceable criteria for the demarcation of individual neuropils. The resulting three-dimensional brain atlas provides information about 33 distinct synapse-rich neuropils and 30 fiber tracts, including a comprehensive description of the olfactory and visual tracts in the Cataglyphis brain. This three-dimensional brain atlas further allows to assign present neuromodulators to individual brain neuropils. Neuropeptides represent the largest group of neuromodulators in the central nervous system of insects. They regulate important physiological and behavioral processes and have therefore recently been associated with the regulation of the temporal polyethism in social insects. To date, the knowledge of neuropeptides in Cataglyphis ants has been mainly derived from neuropeptidomic data of Camponotus floridanus ants and only a few neuropeptides have been characterized in Cataglyphis. Therefore, I performed a comprehensive transcriptome analysis in Cataglyphis nodus ants and identified peptides by using Q-Exactive Orbitrap mass spectrometry (MS) and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) MS. This resulted in the characterization of 71 peptides encoded on 49 prepropeptide genes, including a novel neuropeptide-like gene (fliktin). In addition, high-resolution MALDI-TOF MS imaging (MALDI-MSI) was applied for the first time in an ant brain to localize peptides on thin brain cryosections. Employing MALDI-MSI, I was able to visualize the spatial distribution of 35 peptides encoded on 16 genes. To investigate the role of neuropeptides during behavioral maturation, I selected suitable neuropeptide candidates and analyzed their spatial distributions and expression levels following major behavioral transitions. Based on recent studies, I suggested the neuropeptides allatostatin-A (Ast-A), corazonin (Crz) and tachykinin (TK) as potential regulators of the temporal polyethism. The peptidergic neurons were visualized in the brain of C. nodus ants using immunohistochemistry. Independent of the behavioral stages, numerous Ast-A- and TK-immunoreactive (-ir) neurons innervate important high-order integration centers and sensory input regions with cell bodies dispersed all across the cell body rind. In contrast, only four corazonergic neurons per hemisphere were found in the Cataglyphis brain. Their somata are localized in the pars lateralis with axons projecting to the medial protocerebrum and the retrocerebral complex. Number and branching patterns of the Crz-ir neurons were similar across behavioral stages, however, the volume of the cell bodies was significantly larger in foragers than in the preceding behavioral stages. In addition, quantitative PCR analyses displayed increased Crz and Ast-A mRNA levels in foragers, suggesting a concomitant increase of the peptide levels. The task-specific expression of Crz and Ast-A along with the presence in important sensory input regions, high-order integration center, and the neurohormonal organs indicate a sustaining role of the neuropeptides during behavioral maturation of Cataglyphis workers. The present thesis contains a comprehensive reference work for the brain anatomy and the neuropeptidome of Cataglyphis ants. I further demonstrated that neuropeptides are suitable modulators for the temporal polyethism of Cataglyphis workers. The complete dataset provides a solid framework for future neuroethological studies in Cataglyphis ants as well as for comparative studies on insects. This may help to improve our understanding of the functionality of individual brain neuropils and the role of neuropeptides, particularly during behavioral maturation in social insects.},
  subject      = {Cataglyphis},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vellmer2022,
  author    = {Vellmer, Tim},
  title     = {New insights into the histone variant H2A.Z incorporation pathway in \(Trypanosoma\) \(brucei\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-25796},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-257960},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {The histone variant H2A.Z is a key player in transcription regulation in eukaryotes. Histone acetylations by the NuA4/TIP60 complex are required to enable proper incorporation of the histone variant and to promote the recruitment of other complexes and proteins required for transcription initiation. The second key player in H2A.Z-mediated transcription is the chromatin remodelling complex SWR1, which replaces the canonical histone H2A with its variant. By the time this project started little was known about H2A.Z in the unicellular parasite Trypanosoma brucei. Like in other eukaryotes H2A.Z was exclusively found in the transcription start sites of the polycistronic transcription units where it keeps the chromatin in an open conformation to enable RNA-polymerase II-mediated transcription. Previous studies showed the variant colocalizing with an acetylation of lysine on histone H4 and a methylation of lysine 4 on histone H3. Data indicated that HAT2 is linked to H2A.Z since it is required for acetylation of lyinse 10 on histone H4. A SWR1-like complex and a complex homologous to the NuA4/TIP60 could not be identified yet. This study aimed at identifying a SWR1-like remodelling complex in T. brucei and at identifying a protein complex orthologous to NuA4/TIP60 as well as at answering the question whether HAT2 is part of this complex or not. To this end, I performed multiple mass spectrometry-coupled co-Immunoprecipitation assays with potential subunits of a SWR1 complex, HAT2 and a putative homolog of a NuA4/TIP60 subunit. In the course of these experiments, I was able to identify the TbSWR1 complex. Subsequent cell fractionation and chromatin immunoprecipitation-coupled sequencing analysis experiments confirmed, that this complex is responsible for the incorporation of the histone variant H2A.Z in T. brucei. In addition to this chromatin remodelling complex, I was also able to identify two histone acetyltransferase complexes assembled around HAT1 and HAT2. In the course of my study data were published by the research group of Nicolai Siegel that identified the histone acetyltransferase HAT2 as being responsible for histone H4 acetylation, in preparation to promote H2A.Z incorporation. The data also indicated that HAT1 is responsible for acetylation of H2A.Z. According to the literature, this acetylation is required for proper transcription initiation. Experimental data generated in this study indicated, that H2A.Z and therefore TbSWR1 is involved in the DNA double strand break response of T. brucei. The identification of the specific complex composition of all three complexes provided some hints about how they could interact with each other in the course of transcription regulation and the DNA double strand break response. A proximity labelling approach performed with one of the subunits of the TbSWR1 complex identified multiple transcription factors, PTM writers and proteins potentially involved in chromatin maintenance. Overall, this work will provide some interesting insights about the composition of the complexes involved in H2A.Z incorporation in T. brucei. Furthermore, it is providing valuable information to set up experiments that could shed some light on RNA-polymerase II-mediated transcription and chromatin remodelling in T. brucei in particular and Kinetoplastids in general.},
  subject      = {Chromatinremodelling},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Friedrich2009,
  author    = {Friedrich, Torben},
  title     = {New statistical Methods of Genome-Scale Data Analysis in Life Science - Applications to enterobacterial Diagnostics, Meta-Analysis of Arabidopsis thaliana Gene Expression and functional Sequence Annotation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39858},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Recent progresses and developments in molecular biology provide a wealth of new but insufficiently characterised data. This fund comprises amongst others biological data of genomic DNA, protein sequences, 3-dimensional protein structures as well as profiles of gene expression. In the present work, this information is used to develop new methods for the characterisation and classification of organisms and whole groups of organisms as well as to enhance the automated gain and transfer of information. The first two presented approaches (chapters 4 und 5) focus on the medically and scientifically important enterobacteria. Its impact in medicine and molecular biology is founded in versatile mechanisms of infection, their fundamental function as a commensal inhabitant of the intestinal tract and their use as model organisms as they are easy to cultivate. Despite many studies on single pathogroups with clinical distinguishable pathologies, the genotypic factors that contribute to their diversity are still partially unknown. The comprehensive genome comparison described in Chapter 4 was conducted with numerous enterobacterial strains, which cover nearly the whole range of clinically relevant diversity. The genome comparison constitutes the basis of a characterisation of the enterobacterial gene pool, of a reconstruction of evolutionary processes and of comprehensive analysis of specific protein families in enterobacterial subgroups. Correspondence analysis, which is applied for the first time in this context, yields qualitative statements to bacterial subgroups and the respective, exclusively present protein families. Specific protein families were identified for the three major subgroups of enterobacteria namely the genera Yersinia and Salmonella as well as to the group of Shigella and E. coli by applying statistical tests. In conclusion, the genome comparison-based methods provide new starting points to infer specific genotypic traits of bacterial groups from the transfer of functional annotation. Due to the high medical importance of enterobacterial isolates their classification according to pathogenicity has been in focus of many studies. The microarray technology offers a fast, reproducible and standardisable means of bacterial typing and has been proved in bacterial diagnostics, risk assessment and surveillance. The design of the diagnostic microarray of enterobacteria described in chapter 5 is based on the availability of numerous enterobacterial genome sequences. A novel probe selection strategy based on the highly efficient algorithm of string search, which considers both coding and non-coding regions of genomic DNA, enhances pathogroup detection. This principle reduces the risk of incorrect typing due to restrictions to virulence-associated capture probes. Additional capture probes extend the spectrum of applications of the microarray to simultaneous diagnostic or surveillance of antimicrobial resistance. Comprehensive test hybridisations largely confirm the reliability of the selected capture probes and its ability to robustly classify enterobacterial strains according to pathogenicity. Moreover, the tests constitute the basis of the training of a regression model for the classification of pathogroups and hybridised amounts of DNA. The regression model features a continuous learning capacity leading to an enhancement of the prediction accuracy in the process of its application. A fraction of the capture probes represents intergenic DNA and hence confirms the relevance of the underlying strategy. Interestingly, a large part of the capture probes represents poorly annotated genes suggesting the existence of yet unconsidered factors with importance to the formation of respective virulence phenotypes. Another major field of microarray applications is gene expression analysis. The size of gene expression databases rapidly increased in recent years. Although they provide a wealth of expression data, it remains challenging to integrate results from different studies. In chapter 6 the methodology of an unsupervised meta-analysis of genome-wide A. thaliana gene expression data sets is presented, which yields novel insights in function and regulation of genes. The application of kernel-based principal component analysis in combination with hierarchical clustering identified three major groups of contrasts each sharing overlapping expression profiles. Genes associated with two groups are known to play important roles in Indol-3 acetic acid (IAA) mediated plant growth and development as well as in pathogen defence. Yet uncharacterised serine-threonine kinases could be assigned to novel functions in pathogen defence by meta-analysis. In general, hidden interrelation between genes regulated under different conditions could be unravelled by the described approach. HMMs are applied to the functional characterisation of proteins or the detection of genes in genome sequences. Although HMMs are technically mature and widely applied in computational biology, I demonstrate the methodical optimisation with respect to the modelling accuracy on biological data with various distributions of sequence lengths. The subunits of these models, the states, are associated with a certain holding time being the link to length distributions of represented sequences. An adaptation of simple HMM topologies to bell-shaped length distributions described in chapter 7 was achieved by serial chain-linking of single states, while residing in the class of conventional HMMs. The impact of an optimisation of HMM topologies was underlined by performance evaluations with differently adjusted HMM topologies. In summary, a general methodology was introduced to improve the modelling behaviour of HMMs by topological optimisation with maximum likelihood and a fast and easily implementable moment estimator. Chapter 8 describes the application of HMMs to the prediction of interaction sites in protein domains. As previously demonstrated, these sites are not trivial to predict because of varying degree in conservation of their location and type within the domain family. The prediction of interaction sites in protein domains is achieved by a newly defined HMM topology, which incorporates both sequence and structure information. Posterior decoding is applied to the prediction of interaction sites providing additional information of the probability of an interaction for all sequence positions. The implementation of interaction profile HMMs (ipHMMs) is based on the well established profile HMMs and inherits its known efficiency and sensitivity. The large-scale prediction of interaction sites by ipHMMs explained protein dysfunctions caused by mutations that are associated to inheritable diseases like different types of cancer or muscular dystrophy. As already demonstrated by profile HMMs, the ipHMMs are suitable for large-scale applications. Overall, the HMM-based method enhances the prediction quality of interaction sites and improves the understanding of the molecular background of inheritable diseases. With respect to current and future requirements I provide large-scale solutions for the characterisation of biological data in this work. All described methods feature a highly portable character, which allows for the transfer to related topics or organisms, respectively. Special emphasis was put on the knowledge transfer facilitated by a steadily increasing wealth of biological information. The applied and developed statistical methods largely provide learning capacities and hence benefit from the gain of knowledge resulting in increased prediction accuracies and reliability.},
  subject      = {Genomik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hendriksma2011,
  author    = {Hendriksma, Harmen P.},
  title     = {Non-target effects of a multiple insect resistant Bt-maize on the honey bee (Apis mellifera L.)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70304},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Neue methodische Entwicklungen zur Untersuchung der Ursachen des weltweit beobachteten Bienensterbens sind n{\"o}tig, um die lebenswichtige {\"O}kosystemdienstleistung der Best{\"a}ubung zu gew{\"a}hrleisten. Die {\"o}kologisch und wirtschaftlich bedeutsame Honigbiene (Apis mellifera) ist ein wichtiger Nichtziel-Organismus im Zulassungsverfahren f{\"u}r gentechnisch ver{\"a}nderte Pflanzen. Bisher sind vor allem Methoden zur Testung erwachsener Bienen unter Laborbedingungen verwendet worden, aber f{\"u}r eine Risikobewertung mit Hilfe von standardisierten Bienenkolonien oder in vitro gez{\"u}chteten Honigbienenlarven sind keine robusten Methoden oder standardisierte Protokolle vorhanden. In dieser Arbeit wurde eine Vielzahl an neuen methodischen Ans{\"a}tzen f{\"u}r die Biosicherheitsforschung entwickelt: eine Mortalit{\"a}ts-Falle (Kapitel II), ein "Full-Life-Cycle" Test (III), eine robuste in vitro Aufzucht-Methodik (IV), ein standardisierter in vitro Test f{\"u}r Bt-Pollen (V), eine gemischte Toxizit{\"a}tspr{\"u}fung f{\"u}r transgene Reinproteine (VI) und eine {\"U}berpr{\"u}fung der Darmmikroflora sowie der Pollenverdauungrate (VII). Die Ergebnisse dieser Studien zeigten keine nachteiligen Wirkungen von Bt-Maispollen oder Bt-Reinproteinen im "Worst-Case" Szenario auf Honigbienen. In Anbetracht der Datenlage ist eine Sch{\"a}digung der Honigbiene durch den getesteten Bt-Mais Mon89034xMon88017 unwahrscheinlich. Die Anwendung der Untersuchungsmethoden in zuk{\"u}nftigen Biosicherheitsstudien f{\"u}r transgene Pflanzen wird empfohlen.},
  subject      = {Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Eisenhuth2021,
  author    = {Eisenhuth, Nicole Juliana},
  title     = {Novel and conserved roles of the histone methyltransferase DOT1B in trypanosomatid parasites},
  doi       = {10.25972/OPUS-21993},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219936},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The family of trypanosomatid parasites, including the human pathogens Trypanosoma brucei and Leishmania, has evolved sophisticated strategies to survive in harmful host environments. While Leishmania generate a safe niche inside the host's macrophages, Trypanosoma brucei lives extracellularly in the mammalian bloodstream, where it is constantly exposed to the attack of the immune system. Trypanosoma brucei ensures its survival by periodically changing its protective surface coat in a process known as antigenic variation. The surface coat is composed of one species of 'variant surface glycoprotein' (VSG). Even though the genome possesses a large repertoire of different VSG isoforms, only one is ever expressed at a time from one out of the 15 specialized subtelomeric 'expression sites' (ES). Switching the coat can be accomplished either by a recombination-based exchange of the actively-expressed VSG with a silent VSG, or by a transcriptional switch to a previously silent ES. The conserved histone methyltransferase DOT1B methylates histone H3 on lysine 76 and is involved in ES regulation in T. brucei. DOT1B ensures accurate transcriptional silencing of the inactive ES VSGs and influences the kinetics of a transcriptional switch. The molecular machinery that enables DOT1B to execute these regulatory functions at the ES is still elusive, however. To learn more about DOT1B-mediated regulatory processes, I wanted to identify DOT1B-associated proteins. Using two complementary approaches, specifically affinity purification and proximity-dependent biotin identification (BioID), I identified several novel DOT1B-interacting candidates. To validate these data, I carried out reciprocal co-immunoprecipitations with the most promising candidates. An interaction of DOT1B with the Ribonuclease H2 protein complex, which has never been described before in any other organism, was confirmed. Trypanosomal Ribonuclease H2 maintains genome integrity by resolving RNA-DNA hybrids, structures that if not properly processed might initiate antigenic variation. I then investigated DOT1B's contribution to this novel route to antigenic variation. Remarkably, DOT1B depletion caused an increased RNA-DNA hybrid abundance, accumulation of DNA damage, and increased VSG switching. Deregulation of VSGs from throughout the silent repertoire was observed, indicating that recombination-based switching events occurred. Encouragingly, the pattern of deregulated VSGs was similar to that seen in Ribonuclease H2-depleted cells. Together these data support the hypothesis that both proteins act together in modulating RNA-DNA hybrids to contribute to the tightly-regulated process of antigenic variation. The transmission of trypanosomatid parasites to mammalian hosts is facilitated by insect vectors. Parasites need to adapt to the extremely different environments encountered during transmission. To ensure their survival, they differentiate into various specialized forms adapted to each tissue microenvironment. Besides antigenic variation, DOT1B additionally affects the developmental differentiation from the mammalian-infective to the insect stage of Trypanosoma brucei. However, substantially less is known about the influence of chromatin-associated proteins such as DOT1B on survival and adaptation strategies of related Leishmania parasites. To elucidate whether DOT1B's functions are conserved in Leishmania, phenotypes after gene deletion were analyzed. As in Trypanosoma brucei, generation of a gene deletion mutant demonstrated that DOT1B is not essential for the cell viability in vitro. DOT1B deletion was accompanied with a loss of histone H3 lysine 73 trimethylation (the lysine homologous to trypanosomal H3K76), indicating that Leishmania DOT1B is also solely responsible for catalyzing this post-translational modification. As in T. brucei, dimethylation could only be observed during mitosis/cytokinesis, while trimethylation was detectable throughout the cell cycle in wild-type cells. In contrast to the trypanosome DOT1B, LmxDOT1B was not essential for differentiation in vitro. However, preliminary data indicate that the enzyme is required for effective macrophage infection. In conclusion, this study demonstrated that the identification of protein networks and the characterization of protein functions of orthologous proteins from related parasites are effective tools to improve our understanding of the parasite survival strategies. Such insights are a necessary step on the road to developing better treatments for the devastating diseases they cause.},
  subject      = {Trypanosoma brucei},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Esch2001,
  author    = {Esch, Mandy},
  title     = {Novel Nucleic Acid Sensors for the Rapid Detection of Cryptosporidium Parvum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Recent advances in the development of immunoassays and nucleic acid assays have improved the performance and increased the sensitivity of sensors that are based on biochemical recognition. The new approaches taken by researchers include detecting pathogens by detecting their nucleic acids, using new nontoxic reporter entities for generating signals, and downscaling and miniaturizing sensors to micromigration and microfluidic formats. This dissertation connects some of these successful approaches, thereby leading to the development of novel nucleic acid sensors for rapid and easy detection of pathogens. The author's goal was to develop diagnostic tools that enable investigators to detect pathogens rapidly and on site. While the sensors can be used to detect any pathogen, the author first customized them for detecting particularly Cryptosporidium parvum, a pathogen whose detection is important, yet presents many challenges. Chapter 2 of this thesis presents a novel test-strip for the detection of C. parvum. The test-strip is designed to detect nucleic acids rather than proteins or other epitopes. While test strips are commonly used for sensors based on immunological recognition, this format is very new in applications in which nucleic acids are detected. Further, to indicate the presence or absence of a specific target on the test strip, dye-entrapped, oligonucleotide-tagged liposomes are employed. Using liposomes as reporter particles has advantages over using other reporter labels, because the cavity that the phospholipidic membranes of the liposomes form can be filled with up to 106 dye molecules. By using heterobifunctional linkers liposomes can be tagged with oligonucleotides, thereby enabling their use in nucleic acid hybridization assays. The developed test-strip provides an internal control. The limit of detection is 2.7 fmol/mL with a sample volume of 30 mL. In chapter 3 the detection of nucleic acids by means of oligonucleotide-tagged liposomes is scaled down to a microfluidic assay format. Because the application of biosensors to microfluidic formats is very new in the field of analytical chemistry, the first part of this chapter is devoted to developing the design and the method to fabricate the microchip devices. The performance of the microchips is then optimized by investigating the interactions of nucleic acids and liposomes with the material the chips consist of and by passivating the surface of the chips with blocking reagents. The developed microfluidic chip enabled us to reduce the sample volume needed for one assay to 12.5 mL. The limit of detection of this assay was determined to be 0.4 fmol/mL. Chapters 4 and 5 expand on the development of the microfluidic assay. A prototype microfluidic array that is able to detect multiple analytes in a single sample simultaneously is developed. Using such an array will enable investigators to detect pathogens that occur in the same environment, for example, C. parvum and Giardia duodenalis by conducting a single test. The array's ability to perform multiple sample analysis is shown by detecting different concentrations of target nucleic acids. Further, the author developed a microfluidic chip in which interdigitated microelectrode arrays (IDAs) that consist of closely spaced microelectrodes are integrated. The IDAs facilitate electrochemical detection of cryptosporidial RNA. Electrochemical detection schemes offer benefits of technical simplicity, speed, and sensitivity. In this project liposomes are filled with electrochemically active molecules and are then utilized to generate electrochemical signals. Chapter 6 explores the feasibility of liposomes for enhancing signals derived from nucleic acid hybridization in surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy. SPR spectroscopy offers advantages because nucleic acid hybridization can be monitored in real time and under homogeneous conditions because no washing steps are required. SPR spectroscopy is very sensitive and it can be expected that, in the future, SPR will be integrated into microfluidic nucleic acid sensors.},
  subject      = {Cryptosporidium},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jessen2021,
  author    = {Jessen, Christina},
  title     = {NRF2 links antioxidant and immune-relevant features in melanoma},
  doi       = {10.25972/OPUS-23349},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-233495},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The transcription factor NRF2 is considered as the master regulator of cytoprotective and ROS-detoxifying gene expression. Due to their vulnerability to accumulating reactive oxygen species, melanomas are dependent on an efficient oxidative stress response, but to what extent melanomas rely on NRF2 is only scarcely investigated so far. In tumor entities harboring activating mutations of NRF2, such as lung adenocarcinoma, NRF2 activation is closely connected to therapy resistance. In melanoma, activating mutations are rare and triggers and effectors of NRF2 are less well characterized. This work revealed that NRF2 is activated by oncogenic signaling, cytokines and pro-oxidant triggers, released cell-autonomously or by the tumor microenvironment. Moreover, silencing of NRF2 significantly reduced melanoma cell proliferation and repressed well-known NRF2 target genes, indicating basal transcriptional activity of NRF2 in melanoma. Transcriptomic analysis showed a large set of deregulated gene sets, besides the well-known antioxidant effectors. NRF2 suppressed the activity of MITF, a marker for the melanocyte lineage, and induced expression of epidermal growth factor receptor (EGFR), thereby stabilizing the dedifferentiated melanoma phenotype and limiting pigmentation markers and melanoma-associated antigens. In general, the dedifferentiated melanoma phenotype is associated with a reduced tumor immunogenicity. Furthermore, stress-inducible cyclooxygenase 2 (COX2) expression, a crucial immune-modulating gene, was regulated by NRF2 in an ATF4-dependent manner. Only in presence of both transcription factors was COX2 robustly induced by H2O2 or TNFα. COX2 catalyzes the first step of the prostaglandin E2 (PGE2) synthesis, which was described to be associated with tumor immune evasion and reduction of the innate immune response. In accordance with these potentially immune-suppressive features, immunocompetent mice injected with NRF2 knockout melanoma cells had a strikingly longer tumor-free survival compared to NRF2-proficient cells. In line with the in vitro data, NRF2-deficient tumors showed suppression of COX2 and induction of MITF. Furthermore, transcriptomic analyses of available tumors revealed a strong induction of genes belonging to the innate immune response, such as RSAD2 and IFIH1. The expression of these genes strongly correlated with immune evasion parameters in human melanoma datasets and NRF2 activation or PGE2 supplementation limited the innate immune response in vitro. In summary, the stress dependent NRF2 activation stabilizes the dedifferentiated melanoma phenotype and facilitates the synthesis of PGE2. As a result, NRF2 reduces gene expression of the innate immune response and promotes the generation of an immune-cold tumor microenvironment. Therefore, NRF2 not only elevated the ROS resilience, but also strongly contributed to tumor growth, maintenance, and immune control in cutaneous melanoma.},
  subject      = {Melanom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Goos2021,
  author    = {Goos, Carina},
  title     = {Nuclear periphery granules of trypanosomes - A characterization of composition and function},
  doi       = {10.25972/OPUS-23436},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-234368},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The nuclear envelope serves as important mRNA surveillance system. In yeast and humans, several control mechanisms act in parallel to prevent nuclear export of unprocessed mRNAs. However, trypanosomes lack homologues to most of the proteins involved. In addition, gene expression in trypanosomes relies almost completely on post-transcriptional regulation as they transcribe mRNAs as long polycistrons, which are subsequently processed into individual mRNA molecules by trans-splicing. As trans-splicing is not error-free, unspliced mRNAs may be recognized and prevented from reaching the cytoplasm by a yet unknown mechanism. When trans-splicing is inhibited in trypanosomes, the formation of a novel RNA granule type at the cytoplasmic periphery of the nucleus, so called nuclear periphery granules (NPGs) was previously observed. To identify potential regulators of nuclear export control, changes in protein localization which occur when trans-splicing is inhibited, were globally analyzed during this work. For this, trypanosome nuclei were purified under conditions maintaining NPG attachment to the nucleus, in the absence and presence of trans-splicing. Mass spectrometry analyses identified 128 proteins which are specifically enriched in nuclear preparations of cells inhibited for trans-splicing. Amongst them are proteins, which change their localization to the nucleus or to the nuclear pores as well as many proteins that move into NPGs. Some of these proteins are promising candidates for nuclear export control proteins, as the changes in localization (to the nucleus or nuclear pores) were specific to the accumulation of unspliced mRNAs. The NPG proteome almost exclusively contains proteins involved in mRNA metabolism, mostly unique to trypanosomes, notably major translation initiation factors were absent. These data indicate that NPGs are RNP complexes which have started or completed nuclear export, but not yet entered translation. As a byproduct of these proteomic studies, a high-quality dataset of the yet unknown T. brucei nuclear proteome is provided, closing an important gap in knowledge to study trypanosome biology, in particular nuclear related processes. NPGs were characterized in more detail by microscopy. The granules are cytoplasmic and present in at least two different trypanosome life cycle stages. There are at least two distinct granule subsets, with differences in protein composition. A closer analysis of NPGs by electron microscopy revealed that the granules are electron dense structures, which are connected to nuclear pores by string-like structures. In order to approach the function of NPGs, on the one hand, the hypothesis that NPGs might be related to perinuclear germ granules of adult gonads of C. elegans was tested: we found no relation between the two granule types. On the other hand, initial single molecule mRNA FISH experiments performed in trypanosomes showed no accumulation of unspliced transcripts in NPGs, arguing against an involvement of the granules in mRNA quality control.},
  subject      = {Trypanosoma brucei},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ruedenauer2021,
  author    = {R{\"u}denauer, Fabian},
  title     = {Nutrition facts of pollen: nutritional quality and how it affects reception and perception in bees},
  doi       = {10.25972/OPUS-21254},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-212548},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Nutrients belong to the key elements enabling life and influencing an organism's fitness. The intake of nutrients in the right amounts and ratios can increase fitness; strong deviations from the optimal intake target can decrease fitness. Hence, the ability to assess the nutritional profile of food would benefit animals. To achieve this, they need the according nutrient receptors, the ability to interpret the receptor information via perceptive mechanisms, and the ability to adjust their foraging behavior accordingly. Additionally, eventually existing correlations between the nutrient groups and single nutrient compounds in food could help them to achieve this adjustment. A prominent interaction between food and consumer is the interaction between flowering plants (angiosperms) and animal pollinators. Usually both of the interacting partners benefit from this mutualistic interaction. Plants are pollinated while pollinators get a (most of the times) nutritional reward in form of nectar and/or pollen. As similar interactions between plants and animals seem to have existed even before the emergence of angiosperms, these interactions between insects and angiosperms very likely have co-evolved right from their evolutionary origin. Therefore, insect pollinators with the ability to assess the nutritional profile may have shaped the nutritional profile of plant species depending on them for their reproduction via selection pressure. In Chapter I of this thesis the pollen nutritional profile of many plant species was analyzed in the context of their phylogeny and their dependence on insect pollinators. In addition, correlations between the nutrients were investigated. While the impact of phylogeny on the pollen protein content was little, the mutual outcome of both of the studies included in this chapter is that protein content of pollen is mostly influenced by the plant's dependence on insect pollinators. Several correlations found between nutrients within and between the nutrient groups could additionally help the pollinators to assess the nutrient profile of pollen. An important prerequisite for this assessment would be that the pollinators are able to differentiate between pollen of different plant species. Therefore, in Chapter II it was investigated whether bees have this ability. Specifically, it was investigated whether honeybees are able to differentiate between pollen of two different, but closely related plant species and whether bumblebees prefer one out of three pollen mixes, when they were fed with only one of them as larvae. Honeybees indeed were able to differentiate between the pollen species and bumblebees preferred one of the pollen mixes to the pollen mix they were fed as larvae, possibly due to its nutritional content. Therefore, the basis for pollen nutrient assessment is given in bees. However, there also was a slight preference for the pollen fed as larvae compared to another non-preferred pollen mix, at least hinting at the retention of larval memory in adult bumblebees. Chapter III looks into nutrient perception of bumblebees more in detail. Here it was shown that they are principally able to perceive amino acids and differentiate between them as well as different concentrations of the same amino acid. However, they do not seem to be able to assess the amino acid content in pollen or do not focus on it, but instead seem to focus on fatty acids, for which they could not only perceive concentration differences, but also were able to differentiate between. These findings were supported by feeding experiments in which the bumblebees did not prefer any of the pollen diets containing less or more amino acids but preferred pollen with less fatty acids. In no choice feeding experiments, bumblebees receiving a diet with high fatty acid content accepted undereating other nutrients instead of overeating fat, leading to increased mortality and the inability to reproduce. Hence, the importance of fat in pollen needs to be looked into further. In conclusion, this thesis shows that the co-evolution of flowering plants and pollinating insects could be even more pronounced than thought before. Insects do not only pressure the plants to produce high quality nectar, but also pressure those plants depending on insect pollination to produce high quality pollen. The reason could be the insects' ability to receive and perceive certain nutrients, which enables them to forage selectively leading to a higher reproductive success of plants with a pollinator-suitable nutritional pollen profile.},
  subject      = {Pollen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rutschmann2023,
  author    = {Rutschmann, Benjamin},
  title     = {Occurrence and population density of wild-living honey bees in Europe and the impact of different habitat types on their foraging and overwintering success},
  doi       = {10.25972/OPUS-28673},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-286732},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The original habitat of native European honey bees (\(Apis\) \(mellifera\)) is forest, but currently there is a lack of data about the occurrence of wild honey bee populations in Europe. Prior to being kept by humans in hives, honey bees nested as wild species in hollow trees in temperate forests. However, in the 20th century, intensification of silviculture and agriculture with accompanying losses of nesting sites and depletion of food resources caused population declines in Europe. When the varroa mite (Varroa destructor), an invasive ectoparasite from Asia, was introduced in the late 1970s, wild honey bees were thought to be eradicated in Europe. Nevertheless, sporadic, mostly anecdotal, reports from ornithologists or forest ecologists indicated that honey bee colonies still occupy European forest areas. In my thesis I hypothesize that near-natural deciduous forests may provide sufficient large networks of nesting sites representing refugia for wild-living honey bees. Using two special search techniques, i.e. the tracking of flight routes of honey bee foragers (the "beelining" method) and the inspection of known cavity trees, I collected for the first time data on the occurrence and density of wild-living honey bees in forest areas in Germany (CHAPTER 3). I found wild-living honey bee colonies in the Hainich national park at low densities in two succeeding years. In another forest region, I checked known habitat trees containing black woodpecker cavities for occupation by wild-living honey bee colonies. It turned out that honey bees regularly use these cavities and occur in similar densities in both studied forest regions, independent of the applied detection method. Extrapolating these densities to all German forest areas, I estimate several thousand wild-living colonies in Germany that potentially interact in different ways with the forest environment. I conclude that honey bees regularly colonize forest areas in Germany and that networks of mapped woodpecker cavities offer unique possibilities to study the ecology of wild-living honey bees over several years. While their population status is ambiguous and the density of colonies low, the fact that honey bees can still be found in forests poses questions about food supply in forest environments. Consequently, I investigated the suitability of woodlands as a honey bee foraging habitat (CHAPTER 4). As their native habitat, forests are assumed to provide important pollen and nectar sources for honey bee colonies. However, resource supply might be spatially and temporally restricted and landscape-scale studies in European forest regions are lacking. Therefore, I set up twelve honey bee colonies in observation hives at locations with varying degree of forest cover. Capitalizing on the unique communication behaviour, the waggle dance, I examined the foraging distances and habitat preferences of honey bees over almost an entire foraging season. Moreover, by connecting this decoded dance information with colony weight recordings, I could draw conclusions about the contribution of the different habitat types to honey yield. Foraging distances generally increased with the amount of forest in the surrounding landscape. Yet, forest cover did not have an effect on colony weight. Compared to expectations based on the proportions of different habitats in the surroundings, colonies foraged more frequently in cropland and grasslands than in deciduous and coniferous forests, especially in late summer when pollen foraging in the forest is most difficult. In contrast, colonies used forests for nectar/honeydew foraging in early summer during times of colony weight gain emphasizing forests as a temporarily significant source of carbohydrates. Importantly, my study shows that the ecological and economic value of managed forest as habitat for honey bees and other wild pollinators can be significantly increased by the continuous provision of floral resources, especially for pollen foraging. The density of these wild-living honey bee colonies and their survival is driven by several factors that vary locally, making it crucial to compare results in different regions. Therefore, I investigated a wild-living honey bee population in Galicia in north-western Spain, where colonies were observed to reside in hollow electric poles (CHAPTER 5). The observed colony density only in these poles was almost twice as high as in German forest areas, suggesting generally more suitable resource conditions for the bees in Galicia. Based on morphometric analyses of their wing venation patterns, I assigned the colonies to the native evolutionary lineage (M-lineage) where the particularly threatened subspecies \(Apis\) \(mellifera\) \(iberiensis\) also belongs to. Averaged over two consecutive years, almost half of the colonies survived winter (23 out of 52). Interestingly, semi-natural areas both increased abundance and subsequent colony survival. Colonies surrounded by more semi-natural habitat (and therefore less intensive cropland) had an elevated overwintering probability, indicating that colonies need a certain amount of semi-natural habitat in the landscape to survive. Due to their ease of access these power poles in Galicia are, ideally suited to assess the population demography of wild-living Galician honey bee colonies through a long-term monitoring. In a nutshell, my thesis indicates that honey bees in Europe always existed in the wild. I performed the first survey of wild-living bee density yet done in Germany and Spain. My thesis identifies the landscape as a major factor that compromises winter survival and reports the first data on overwintering rates of wild-living honey bees in Europe. Besides, I established methods to efficiently detect wild-living honey bees in different habitat. While colonies can be found all over Europe, their survival and viability depend on unpolluted, flower rich habitats. The protection of near-natural habitat and of nesting sites is of paramount importance for the conservation of wild-living honey bees in Europe.  },
  subject      = {Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{KayaZeeb2023,
  author    = {Kaya-Zeeb, Sinan David},
  title     = {Octopaminergic Signaling in the Honeybee Flight Muscles : A Requirement for Thermogenesis},
  doi       = {10.25972/OPUS-31408},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-314089},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {For all animals the cold represents a dreadful danger. In the event of severe heat loss, animals fall into a chill coma. If this state persists, it is inevitably followed by death. In poikilotherms (e.g. insects), the optimal temperature range is narrow compared to homeotherms (e.g. mammals), resulting in a critical core temperature being reached more quickly. As a consequence, poikilotherms either had to develop survival strategies, migrate or die. Unlike the majority of insects, the Western honeybee (Apis mellifera) is able to organize itself into a superorganism. In this process, worker bees warm and cool the colony by coordinated use of their flight muscles. This enables precise control of the core temperature in the hive, analogous to the core body temperature in homeothermic animals. However, to survive the harsh temperatures in the northern hemisphere, the thermogenic mechanism of honeybees must be in constant readiness. This mechanism is called shivering thermogenesis, in which honeybees generate heat using their flight muscles. My thesis presents the molecular and neurochemical background underlying shivering thermogenesis in worker honeybees. In this context, I investigated biogenic amine signaling. I found that the depletion of vesicular monoamines impairs thermogenesis, resulting in a decrease in thoracic temperature. Subsequent investigations involving various biogenic amines showed that octopamine can reverse this effect. This clearly indicates the involvement of the octopaminergic system. Proceeding from these results, the next step was to elucidate the honeybee thoracic octopaminergic system. This required a multidisciplinary approach to ultimately provide profound insights into the function and action of octopamine at the flight muscles. This led to the identification of octopaminergic flight muscle controlling neurons, which presumably transport octopamine to the flight muscle release sites. These neurons most likely innervate octopamine β receptors and their activation may stimulate intracellular glycolytic pathways, which ensure sufficient energy supply to the muscles. Next, I examined the response of the thoracic octopaminergic system to cold stress conditions. I found that the thoracic octopaminergic system tends towards an equilibrium, even though the initial stress response leads to fluctuations of octopamine signaling. My results indicate the importance of the neuro-muscular octopaminergic system and thus the need for its robustness. Moreover, cold sensitivity was observed for the expression of one transcript of the octopamine receptor gene AmOARβ2. Furthermore, I found that honeybees without colony context show a physiological disruption within the octopaminergic system. This disruption has profound effects on the honeybees protection against the cold. I could show how important the neuro-muscular octopaminergic system is for thermogenesis in honeybees. In this context, the previously unknown neurochemical modulation of the honeybee thorax has now been revealed. I also provide a broad basis to conduct further experiments regarding honeybee thermogenesis and muscle physiology.},
  subject      = {Octopamin},
  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{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{Pielstroem2013,
  author    = {Pielstr{\"o}m, Steffen},
  title     = {On the Role of Local Information in the Spatial Organisation of Collective Nest Digging in the Leaf-Cutting Ant Atta vollenweideri (Forel, 1893)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-79118},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Many ant species excavate underground nests. One of the most impressive examples is the Chaco leaf-cutting ant Atta vollenweideri from the Gran Chaco region in South America. The nests excavated by the workers of that species are among the largest insect-built structures on the planet. They are ecavated over years possibly involving millions of working individuals. However, the mechanisms underlying the organisation of collective nest digging in ants remain largely unknown. Considering the sheer dimensions of the nest in comparison to the size and presumably limited perceptual and cognitive abilities of the single worker, the assumption can be made that organising mechanisms are mostly based on responses of individuals to local stimuli within their perceptual range. Among these local stimuli that guide nest digging we can expect environmental variables, stimuli that relate to the requirements of the colony, and stimuli related to the spatial coordination of collective effort. The present thesis investigates the role of local stimuli from these three categories in the organisation of collective digging behaviour in the Chaco leaf-cutting ant. It describes experiments on (1) how workers respond in the context of digging to differences in soil moisture, which comprises an important environmental variable; (2) how available nest space influences nest enlargement; (3) and how the spatial coordination of excavating workers is implemented by responding to stimuli arising from nest mates while engaged in digging behaviour. The experiments on soil water content show that workers prefer to dig in moist materials that allow for fast excavation and transport rates. Accordingly, an unequal distribution of water in the soil around a nest can influence how the nest shape develops. On the other hand, results also indicate that workers strongly avoid excavating in extremely moist materials. Regarding the abundant occurrence of flooding events in the Gran Chaco region, the latter can be interpreted as an adaptation to avoid water inflow into the nest. In the experiments on the effect of nest space, the ants excavated less when presented with larger nests. When a large amount of space was suddenly added to the nest during the digging process, excavation rates decreased according to the new volume. These observations confirm the hypothesis that digging activity is regulated according to space requirements, possibly because crowding conditions inside the nest influence excavation behaviour. However, observations also indicate an intrinsic decrease of digging motivation with time. Moreover, excavation rates correlate with nest size only when comparing nests of similar shape. Distributing a similar nest volume to three smaller chambers, instead of one, resulted in drastically decreased digging rates. A possible explanation for that observation lies in the distribution of workers inside the nest that may vary according to nest geometry: a different distribution of individuals can lead to in different local crowding conditions in similar nest volumes. Furthermore, two different stimuli are described that are used in the spatial coordination of collective digging effort. First, fresh soil pellets deposited close to the digging site on their way from the surface increase the probability that arriving workers join excavation efforts at the same site. The deposition of pellets on the way is a consequence of sequential task partitioning during soil transport. The pellets are carried in transport chains that closely resemble the modalities of leaf transport observed at the surface. Second, workers stridulate while digging. The short-ranged vibrational signals produced thereby also attract nest mates to excavate at the same location. Accordingly, two mutually complementing mechanisms are described that allow to concentrate excavators at one location. In both cases, a local stimulus that is generated by current close-by excavation activity increases the probability of the stimulus receiver to dig close to other excavators. In an environment otherwise poor in digging stimuli, these mechanisms can be especially important to give collective digging efforts a common direction. As a consequence it can be argued that the spatial organisation of collective digging is based on choice copying. Individuals copy nest mate decisions on where to excavate by responding to local stimuli provided by nest mate digging activity. Taken together, responses to local stimuli can determine the direction of nest growth, aid in preventing the inflow of surface water into the nest, guide the adjustment of nest size to colony requirements and spatially coordinate collective digging efforts. Even though it cannot be ruled out that digging responses based e.g. on spatial memory or long-term experience exist, the results presented here clearly demonstrate that responses to local information account for many important aspects of nest development.},
  subject      = {Blattschneiderameisen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Worschech2010,
  author    = {Worschech, Andrea},
  title     = {Oncolytic Therapy with Vaccinia Virus GLV-1h68 - Comparative Microarray Analysis of Infected Xenografts and Human Tumor Cell Lines -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-45338},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Aim of this thesis was to study the contribution of the hosts immune system during tumor regression. A wild-type rejection model was studied in which tumor regression is mediated through an adaptive, T cell host response (Research article 1). Additionally, the relationship between VACV infection and cancer rejection was assessed by applying organism-specific microarray platforms to infected and non-infected xenografts. It could be shown that tumor rejection in this nude mouse model was orchestrated solely by the hosts innate immune system without help of the adaptive immunity. In a third study the inflammatory baseline status of 75 human cancer cell lines was tested in vitro which was correlated with the susceptibility to VACV and Adenovirus 5 (Ad5) replication of the respective cell line (Manuscript for Research article 3). Although xenografts by themselves lack the ability to signal danger and do not provide sufficient proinflammatory signals to induce acute inflammation, the presence of viral replication in the oncolytic xenograft model provides the "tissue-specific trigger" that activates the immune response and in concordance with the hypothesis, the ICR is activated when chronic inflammation is switched into an acute one. Thus, in conditions in which a switch from a chronic to an acute inflammatory process can be induced by other factors like the immune-stimulation induced by the presence of a virus in the target tissue, adaptive immune responses may not be necessary and immune-mediated rejection can occur without the assistance of T or B cells. However, in the regression study using neu expressing MMC in absence of a stimulus such as a virus and infected cancer cells thereafter, adaptive immunity is needed to provoke the switch into an acute inflammation and initiate tissue rejection. Taken together, this work is supportive of the hypothesis that the mechanisms prompting TSD differ among immune pathologies but the effect phase converges and central molecules can be detected over and over every time TSD occurs. It could be shown that in presence of a trigger such as infection with VACV and functional danger signaling pathways of the infected tumor cells, innate immunity is sufficient to orchestrate rejection of manifested tumors.},
  subject      = {Tumorimmunologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Seubert2010,
  author    = {Seubert, Carolin},
  title     = {Onkolytische Virotherapie : Virus-vermittelte Expression von MCP-1 oder ß-Galaktosidase in Vaccinia-Virus-kolonisierten Tumoren f{\"u}hrt zu einer erh{\"o}hten Tumorregression},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48083},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Ungeachtet der enormen Entwicklung in Krebsdiagnostik und -Therapie in den letzten Jahren, sind vollst{\"a}ndige Heilungsaussichten weiterhin gering und die aktuellen Behandlungsmethoden oftmals mit schwerwiegenden Nebeneffekten verbunden. Aufgrund dessen sind alternative Behandlungsmethoden unbedingt erforderlich und f{\"u}hrten zu einer zunehmenden Bedeutung des Vaccinia-Virus als onkolytisches Virus in der Krebstherapie. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei m{\"o}gliche Therapieans{\"a}tze zur Verst{\"a}rkung der onkolytischen Effekte in humanen Tumormodellen untersucht. Die Kombination einer gene-directed enzyme prodrug Therapie (GDEPT) mit dem onkolytischen Vaccinia-Virus GLV 1h68 sollte zur Selektivit{\"a}tssteigerung eines ß-Galaktosidase-aktivierbaren, cytotoxisch-aktiven Drugs f{\"u}hren. Dar{\"u}ber hinaus diente das f{\"u}r MCP-1 codierende Vaccinia-Virus GLV-1h80, zielend auf eine Cytokin-vermittelten Immuntherapie, als Vektor zur spezifischen Beeinflussung des intratumoralen Chemokin-Netzwerks. Im Zuge der GDEPT wurde in dieser Arbeit ein, durch enzymatische Deglykosylierug aktivierbares Prodrug, basierend auf dem cytotoxischem Antibiotikum Duocarmycin SA verwendet. Durch eine Infektion mit GLV-1h68 und einer resultierenden Expression des aktivierenden Enzyms ß-Galaktosidase, sollte eine Umwandlung des Prodrugs in ein cytotoxisches Drug erfolgen. In vitro Infektionsstudien zeigten ein nahezu identisches Replikationsverhalten des Vaccinia-Virus GLV-1h68 und des als Kontrollvirus dienenden rVACV GLV-1h43 in humanen GI-101A-Brustkrebszellen. Die Expression der beiden Reporter-Gene Ruc-GFP sowie ß-Galaktosidase konnten auf Protein-Ebene und mittels RT-PCR nach Infektion mit GLV-1h68 nachgewiesen werden. GLV-1h43-Infektion von GI-101A-Zellen f{\"u}hrte zu GFP-Expression, jedoch nicht zur Expression des Enzyms ß Galaktosidase. Untersuchung der Enzym-Aktivit{\"a}t in Zelllysaten und Zellkultur-{\"U}berst{\"a}nden zeigten nach Infektion mit GLV 1h68 steigende Menge zellul{\"a}r assoziierter und freier ß-Galaktosidase. Des Weiteren wurde durch Koinkubation von GI-101A-Zellen mit Virus-freien, ß Galaktosidase-haltigen Zelllysaten bzw. -{\"u}berst{\"a}nden und Prodrug eine Aktivierung des Prodrugs durch das Virus codierte Enzym nachgewiesen. Diese Koinkubation f{\"u}hrte zur Abt{\"o}tung der Zellen. Nach Inkubation mit Proben mock- oder GLV 1h43-infizierter Zellen konnte keiner Ver{\"a}nderung der Proliferationsrate von GI-101A-Zellen gefunden werden. Kombinierte Behandlung von GI 101A-Zellen mit Viren des Stammes GLV 1h68 und Prodrug f{\"u}hrte zu starken Synergieeffekten bei der Abt{\"o}tung der Zellen und wies einen Bystander Effekt der Kombinationstherapie nach. Dieser konnte in 4 weiteren humanen und 2 Hunde-Brustkrebszellen best{\"a}tigt werden. Der erzielte Bystander-Effekt zeigt, dass es nach Virus-induzierter ß-Galaktosidase-Expression in GLV 1h68-infizierten Zellen zu einer enzymatischen Spaltung des Prodrugs in das cytotoxische seco-Analogon des Antibiotikums Duocarmycin SA kommt. Durch die Membrang{\"a}ngigkeit des Drugs konnte auch in angrenzenden uninfizierten Zellen eine Wirkung erzielt werden. Anhand von Expressionsanalysen an Apoptose-assoziierten Proteinen, wie PARP und Caspasen, wurde eine Wirkung des Prodrugs {\"u}ber den intrinsischen Apoptose-Signalweg nachgewiesen. In athymischen Nude-M{\"a}usen durchgef{\"u}hrte Replikationsanalysen und X-Gal-F{\"a}rbungen GLV 1h68 infizierter Tumore nach Prodrug-Behandlung zeigten, dass GLV-1h68 ungeachtet der simultanen Behandlung mit Prodrug im Tumorgewebe repliziert und es nicht zur Anreicherung lacZ-negativer Virusmutanten kommt. Es konnten, durch Prodrug-Behandlung und einer simultanen Expression aktiver ß Galaktosidase, starke synergistische Effekte und eine signifikante Steigerung der Tumorregression erzielt werden. Da die Kombinationstherapie zu keinerlei Unterschieden in Gewicht und Gesundheitszustand behandelter Versuchstiere f{\"u}hrte, konnte eine systemische Toxizit{\"a}t außerhalb des Tumorgewebes ausgeschlossen werden. Verschiedene Zelllinien weisen Unterschiede in ihrer Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber der onkolytischen Aktivit{\"a}t von Vaccinia-Virus GLV-1h68 auf. W{\"a}hrend einige Zelllinien trotz Virus-Behandlung unver{\"a}ndertes Proliferationsverhalten zeigen (non- oder poor-responder), f{\"u}hrt diese Behandlung in anderen Zelllinien zu einer vollst{\"a}ndigen Tumorregression (responder). In Anbetracht dieser Unterschiede wurden in dieser Arbeit die Effekte einer induzierten Expression des murinen Chemokins MCP-1 in GI-101A-Tumoren (responder) und HT29-CBG-Tumoren (poor-responder) untersucht. MCP-1 zeichnet sich durch seine chemotaktischen Eigenschaften gegen{\"u}ber mononukle{\"a}rer Zellen aus und f{\"u}hrt zu pleiotropen Tumor-Effekten. Replikationsstudien am Virus GLV-1h80 und des als Kontrollvirus dienenden rVACV GLV-1h68 zeigten, dass aus der Expression des Fremd-Gens mcp-1 sowohl in vitro als auch in vivo keinerlei negativen Effekte auf das Replikationsverhalten in humanen GI-101A- und HT29-CBG-Zellen resultieren. Durch Real-time Monitoring der GFP-Expression im Tumorgewebe lebender Tiere konnte zun{\"a}chst eine mit dem Infektionsverlauf zunehmende Signalst{\"a}rke beobachtet werden, welche dann 42 dpi an Intensit{\"a}t verlor. Toxizit{\"a}t und sch{\"a}dliche Nebeneffekte durch Infektion mit den beiden rVACV konnten anhand der viralen Titer in den Organen der Maus ausgeschlossen werden. Die Titer wiesen auf eine ausschließlich auf das Tumorgewebe begrenzte Replikation der Viren nach Injektion in Tumor-tragende Tiere hin. Die Expression des Chemokins MCP-1 wurde sowohl auf transkriptioneller als auch auf translationeller Ebene in GLV-1h80-inifzierten Zellen und im Tumorgewebe GLV 1h80-injizierter M{\"a}use nachgewiesen. Nach Infektion mit GLV-1h80 konnte eine mit dem Infektionsverlauf zunehmende MCP-1-Expression gezeigt werden. Dabei wurde zudem deutlich, dass nicht nur eine GLV-1h80-Infektion in vivo zu einer Zunahme der intratumoralen MCP-1-Expression f{\"u}hrte, sondern eine Vaccinia-Virus-Infektion allein einen Anstieg des Chemokins zu bewirken vermag. Eine Quantifizierung durch ELISA machte Konzentrationsunterschiede von MCP-1 zwischen den Tumormodellen GI-101A und HT29-CBG deutlich. Sowohl in vitro als auch in vivo f{\"u}hrte ein GLV-1h80-Infektion zu deutlich niedrigeren Konzentrationen im HT29-CBG-Kolon-Adenokarzinommodell. Ein Nachweis murinen MCP-1 in Blutseren Tumor-tragender Tiere zeigte eine f{\"u}r therapeutische Effekte erw{\"u}nschte systemische Freisetzung des intratumoral durch die Infektion mit GLV-1h80 gebildeten Chemokins MCP-1. Durch immunhistologische Untersuchungen GLV-1h80-infizierter Zellen und Tumoren konnte diese, mit dem Infektionsverlauf zunehmende MCP-1-Expression best{\"a}tigt werden. Die funktionelle Aktivit{\"a}t des rekombinanten Proteins wurde anhand TNF-\&\#945;-spezifischer ELISA-Analysen {\"u}berpr{\"u}ft. Dabei zeigte sich eine erh{\"o}hte Expression dieses proinflammatorischen Cytokins in GI-101A-Tumoren nach Infektion mit GLV-1h80. Dagegen konnte keine Steigerung der Expression im HT29-CBG-Tumorgewebe nachgewiesen werden. Ein Nachweis des durch proinflammatorische Immunzellen exprimierten Oberlfl{\"a}chenproteins CD14 zeigte ebenfalls einen Anstieg nach Infektion mit GLV-1h80. Auch diese ver{\"a}nderte Expression blieb im poor-Responder-Modell HT29-CBG aus. Die steigende intratumorale Expression der beiden Proteine in GI-101A-Tumoren nach GLV 1h80-Infektion l{\"a}sst auf eine Zunahme pro-inflammatorischer Immunzellen, basierend auf einer Virus-induzierten MCP-1-Expression schließen. Ein Monitoring der Tumorprogression nach Implantation von GI 101A-Zellen und Injektion der rVACV GLV-1h80 und GLV-1h68 bzw. einer PBS-Injektion f{\"u}hrte nach einer anf{\"a}nglichen Zunahme des Tumorwachstums schließlich bei beiden Viren zu einer Tumorregression. Jedoch konnte durch die GLV-1h80-vermittelte MCP-1-Expression eine Verst{\"a}rkung der onkolytischen Effekte erzielt werden, welche sich durch eine signifikante Abnahme des Tumorvolumens zeigte. Im HT29-CBG-Modell f{\"u}hrten die therapeutischen Effekte durch rVACV GLV-1h80 zwar zu keiner Regression des Tumors, jedoch zeigte sich auch in diesem humanen Tumormodell eine Verst{\"a}rkung der onkolytischen Effekte nach GLV-1h80-Infektion im Vergleich zu einer GLV 1h68-Behandlung. Durch die GLV-1h80-induzierte Expression des Chemokins MCP-1 konnte somit eine Hemmung des Tumorwachstums auch im poor-Responder-Modell HT29-CBG erzielt werden. Sowohl die Verwendung eines ß-Galaktosidase-aktivierbaren Prodrugs im Zuge einer GDEPT, als auch die Beeinflussung des intratumoralen Chemokin-Netzwerks durch Expression des Chemokins MCP-1 f{\"u}hrten in dieser Arbeit zu positiven Synergismus-Effekten in der onkolytischen Virustherapie. Durch k{\"u}nftige Konstruktion eines rVACV, welches sowohl die Expression des Chemokins MCP-1, als auch des prodrug-aktivierenden Enzyms ß-Galaktosidase im Tumorgewebe induziert, k{\"o}nnte in Kombination mit einer Prodrug-Behandlung eine zus{\"a}tzliche Verst{\"a}rkung der Effekte erzielt und m{\"o}glicherweise eine erfolgreiche Virustherapie in bisher schwach ansprechenden poor- bzw. non-Responder-Modellen erm{\"o}glicht werden.},
  subject      = {Vaccinia-Virus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bertolucci2008,
  author    = {Bertolucci, Franco},
  title     = {Operant and classical learning in Drosophila melanogaster: the ignorant gene (ign)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33984},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {One of the major challenges in neuroscience is to understand the neuronal processes that underlie learning and memory. For example, what biochemical pathways underlie the coincidence detection between stimuli during classical conditioning, or between an action and its consequences during operant conditioning? In which neural substructures is this information stored? How similar are the pathways mediating these two types of associative learning and at which level do they diverge? The fly Drosophila melanogaster is an appropriate model organism to address these questions due to the availability of suitable learning paradigms and neurogenetic tools. It permits an extensive study of the functional role of the gene S6KII which in Drosophila had been found to be differentially involved in classical and operant conditioning (Bertolucci, 2002; Putz et al., 2004). Genomic rescue experiments showed that olfactory conditioning in the Tully machine, a paradigm for Pavlovian olfactory conditioning, depends on the presence of an intact S6KII gene. This rescue was successfully performed on both the null mutant and a partial deletion, suggesting that the removal of the phosphorylating unit of the kinase was the main cause of the functional defect. The GAL4/UAS system was used to achieve temporal and spatial control of S6KII expression. It was shown that expression of the kinase during the adult stage was essential for the rescue. This finding ruled out a developmental origin of the mutant learning phenotype. Furthermore, targeted spatial rescue of S6KII revealed a requirement in the mushroom bodies and excluded other brain structures like the median bundle, the antennal lobes and the central complex. This pattern is very similar to the one previously identified with the rutabaga mutant (Zars et al., 2000). Experiments with the double mutant rut, ign58-1 suggest that both rutabaga and S6KII operate in the same signalling pathway. Previous studies had already shown that deviating results from operant and classical conditioning point to different roles for S6KII in the two types of learning (Bertolucci, 2002; Putz, 2002). This conclusion was further strengthened by the defective performance of the transgenic lines in place learning and their normal behavior in olfactory conditioning. A novel type of learning experiment, called "idle experiment", was designed. It is based on the conditioning of the walking activity and represents a purely operant task, overcoming some of the limitations of the "standard" heat-box experiment, a place learning paradigm. The novel nature of the idle experiment allowed exploring "learned helplessness" in flies, unveiling astonishing similarities to more complex organisms such as rats, mice and humans. Learned helplessness in Drosophila is found only in females and is sensitive to antidepressants.},
  subject      = {Klassische Konditionierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Redlich2020,
  author    = {Redlich, Sarah},
  title     = {Opportunities and obstacles of ecological intensification: Biological pest control in arable cropping systems},
  doi       = {10.25972/OPUS-17122},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171228},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Modern agriculture is the basis of human existence, a blessing, but also a curse. It provides nourishment and well-being to the ever-growing human population, yet destroys biodiversity-mediated processes that underpin productivity: ecosystem services such as water filtration, pollination and biological pest control. Ecological intensification is a promising alternative to conventional farming, and aims to sustain yield and ecosystem health by actively managing biodiversity and essential ecosystem services. Here, I investigate opportunities and obstacles for ecological intensification. My research focuses on 1) the relative importance of soil, management and landscape variables for biodiversity and wheat yield (Chapter II); 2) the influence of multi-scale landscape-level crop diversity on biological pest control in wheat (Chapter III) and 3) on overall and functional bird diversity (Chapter IV). I conclude 4) by introducing a guide that helps scientists to increase research impact by acknowledging the role of stakeholder engagement for the successful implementation of ecological intensification (Chapter V). Ecological intensification relies on the identification of natural pathways that are able to sustain current yields. Here, we crossed an observational field study of arthropod pests and natural enemies in 28 real-life wheat systems with an orthogonal on-field insecticide-fertilizer experiment. Using path analysis, we quantified the effect of 34 factors (soil characteristics, recent and historic crop management, landscape heterogeneity) that directly or indirectly (via predator-prey interactions) contribute to winter wheat yield. Reduced soil preparation and high crop rotation diversity enhanced crop productivity independent of external agrochemical inputs. Concurrently, biological control by arthropod natural enemies could be restored by decreasing average field sizes on the landscape scale, extending crop rotations and reducing soil disturbance. Furthermore, reductions in agrochemical inputs decreased pest abundances, thereby facilitating yield quality. Landscape-level crop diversity is a promising tool for ecological intensification. However, biodiversity enhancement via diversification measures does not always translate into agricultural benefits due to antagonistic species interactions (intraguild predation). Additionally, positive effects of crop diversity on biological control may be masked by inappropriate study scales or correlations with other landscape variables (e.g. seminatural habitat). Therefore, the multiscale and context-dependent impact of crop diversity on biodiversity and ecosystem services is ambiguous. In 18 winter wheat fields along a crop diversity gradient, insect- and bird-mediated pest control was assessed using a natural enemy exclusion experiment with cereal grain aphids. Although birds did not influence the strength of insect-mediated pest control, crop diversity (rather than seminatural habitat cover) enhanced aphid regulation by up to 33\%, particularly on small spatial scales. Crop diversification, an important Greening measure in the European Common Agricultural Policy, can improve biological control, and could lower dependence on insecticides, if the functional identity of crops is taken into account. Simple measures such as 'effective number of crop types' help in science communication. Although avian pest control did not respond to landscape-level crop diversity, birds may still benefit from increased crop resources in the landscape, depending on their functional grouping (feeding guild, conservation status, habitat preference, nesting behaviour). Observational studies of bird functional diversity on 14 wheat study fields showed that non-crop landscape heterogeneity rather than crop diversity played a key role in determining the richness of all birds. Insect-feeding, non-farmland and non-threatened birds increased across multiple spatial scales (up to 3000 m). Only crop-nesting farmland birds declined in heterogeneous landscapes. Thus, crop diversification may be less suitable for conserving avian diversity, but abundant species benefit from overall habitat heterogeneity. Specialist farmland birds may require more targeted management approaches. Identifying ecological pathways that favour biodiversity and ecosystem services provides opportunities for ecological intensification that increase the likelihood of balancing conservation and productivity goals. However, change towards a more sustainable agriculture will be slow to come if research findings are not implemented on a global scale. During dissemination activities within the EU project Liberation, I gathered information on the advantages and shortcomings of ecological intensification and its implementation. Here, I introduce a guide ('TREE') aimed at scientists that want to increase the impact of their research. TREE emphasizes the need to engage with stakeholders throughout the planning and research process, and actively seek and promote science dissemination and knowledge implementation. This idea requires scientists to leave their comfort zone and consider socioeconomic, practical and legal aspects often ignored in classical research. Ecological intensification is a valuable instrument for sustainable agriculture. Here, I identified new pathways that facilitate ecological intensification. Soil quality, disturbance levels and spatial or temporal crop diversification showed strong positive correlations with natural enemies, biological pest control and yield, thereby lowering the dependence on agrochemical inputs. Differences between functional groups caused opposing, scale-specific responses to landscape variables. Opposed to our predictions, birds did not disturb insect-mediated pest control in our study system, nor did avian richness relate to landscape-level crop diversity. However, dominant functional bird groups increased with non-crop landscape heterogeneity. These findings highlight the value of combining different on-field and landscape approaches to ecological intensification. Concurrently, the success of ecological intensification can be increased by involving stakeholders throughout the research process. This increases the quality of science and reduces the chance of experiencing unscalable obstacles to implementation.},
  language  = {en}
}
@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{Nuwal2010,
  author    = {Nuwal, Nidhi},
  title     = {Optogenetic investigation of nervous system functions using walking behavior and genome wide transcript analysis of Synapsin and Sap47 mutants of Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51694},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {PART I Animals need to constantly evaluate their external environment in order to survive. In some cases the internal state of the animal changes to cope with it's surrounding. In our study we wanted to investigate the role of amines in modulating internal states of Drosophila. We have designed a behavioral paradigm where the flies are fixed in space but can walk on a small styrofoam ball suspended by a gentle stream of air. The walking activity of flies was used as behavioral readout. PART I Animals need to constantly evaluate their external environment in order to survive. In some cases the internal state of the animal changes to cope with it's surrounding. In our study we wanted to investigate the role of amines in modulating internal states of Drosophila. We have designed a behavioral paradigm where the flies are fixed in space but can walk on a small styrofoam ball suspended by a gentle stream of air. The walking activity of flies was used as behavioral readout. An operant training paradigm was established by coupling one of the walking directions to incidence of heat punishment. We observed that animals quickly realized the contingency of punishment with walking direction and avoided walking in the punished direction in the presence of punishment, but did not continue walking in the unpunished direction in the absence of the punishment. This would indicate that the flies do not form a memory for the punished direction or rapidly erase it under new conditions. On having established the paradigm with heat punishment we have attempted to activate selected subsets of neuronal populations of Drosophila while they were walking on the ball. The selective activation of neurons was achieved by expressing the light-activated ion channel channelrhodopsin-2 (ChR2) using the Gal4-UAS system and coupling the unidirectional walking of the animals on the ball with the incidence of blue light required to activate the channels and depolarize the neurons. The feasibility of this approach was tested by light-activating sugar sensitive gustatory receptor neurons expressing ChR2, we found that when the light was actuated the flies preferred to turn in one direction the optically "rewarded" direction. Next we similarly activated different subsets of aminergic neurons. We observed that in our setup animals avoided to turn in the direction which was coupled to activation of dopaminergic neurons indicating that release of dopamine is disliked by the animals. This is in accordance with associative learning experiments where dopamine is believed to underlie the formation of an association between a neutral conditioned stimulus with the aversive unconditioned stimulus. However, when we activated tyraminergic/octopaminergic neurons we did not observe any directional preference. The activation of dopaminergic and tyraminergic/octopaminergic neurons led to arousal of the animals indicating that we were indeed successful in activating those neurons. Also, the activation of serotonergic neurons did not have any effect on directional preference of the animals. With this newly established paradigm it will be interesting to find out if in insects like in mammals a reward mediating system exists and to test subsets of aminergic or peptidergic neurons that could possibly be involved in a reward signaling system which has not been detected in our study. Also, it would be interesting to localize neuropile regions that would be involved in mediating choice behavior in our paradigm. PART II In collaboration with S. Kneitz (IZKF Wuerzburg) and T. Nuwal we performed genome-wide expression analysis of two pre-synaptic mutants - Synapsin (Syn97) and Synapse associated protein of 47 kDa (Sap47156). The rationale behind these experiments was to identify genes that were up- or down-regulated due to these mutations. The microarray experiments provided us with several candidate genes some of which we have verified by qPCR. From our qPCR analysis we can conclude that out of the verified genes only Cirl transcripts seem to be reproducibly down regulated in Synapsin mutants. The Cirl gene codes for a calcium independent receptor for latrotoxin. Further qPCR experiments need to be performed to verify other candidate genes. The molecular interactions between CIRL and SYN or their genes should now be investigated in detail.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vogel2011,
  author    = {Vogel, Benjamin},
  title     = {Organisation von Chromatin durch HMGA1 Proteine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65295},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {HMGA1 Proteine sind kleine, basische, Nicht-Histon Proteine, die in L{\"o}sung keine Struktur aufweisen, durch drei AT-Haken, als DNA-Bindungsmotive, gekennzeichnet sind und pr{\"a}ferentiell an die kleine Furche der DNA binden. Als differenziell exprimierte Architekturelemente des Chromatins erf{\"u}llen sie wichtige Funktionen bei der Regulation DNA abh{\"a}ngiger Prozesse in Zellen und w{\"a}hrend Entwicklungsprozessen. Aberrante Expressionen f{\"u}hren zu Entwicklungsdefekten und Krebs. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von HMGA1 Proteinen auf die Organisation des Chromatins untersucht. Als Modell diente dabei zun{\"a}chst die Differenzierung von C2C12 Muskelvorl{\"a}uferzellen. Wie in einer fr{\"u}heren Arbeit gezeigt wurde, ist die Herunterregulation von HMGA1a essentiell f{\"u}r den Eintritt von C2C12 Zellen in die Myogenese. Eine konstante {\"U}berexpression von HMGA1a-eGFP hingegen verhindert die Muskeldifferenzierung durch Beeinflussung der Expression myogenesespezifischer Gene und Etablierung einer stabilen Chromatinstruktur. Wie in der vorliegenden Arbeit herausgefunden wurde, nimmt die differenzielle HMGA1a Expression nicht nur Einfluss auf die Expression muskelspezifischer Gene, sondern auch auf die globale Zusammensetzung des Chromatins durch eine reduzierte Expression von H1 Histonen und einer aberranten Expression von HMGB1, HMGN1 und HP1 Proteinen. HMGA1a wurde zusammen mit ORC Proteinen eine Funktion bei der Definition von Replikationsurspr{\"u}ngen in eukaryotischen Zellen zugesprochen. ORC Proteine wurden auch als Komponenten des Heterochromatins und als Interaktionspartner von HP1α identifiziert. Hier konnte mit Hilfe von Co-Immunpr{\"a}zipitationen, Pull-down Assays und Verdr{\"a}ngungsexperimenten gezeigt werden, dass HMGA1 ein weiterer, direkter Interaktionspartner von ORC Proteinen im Heterochromatin ist und zusammen mit HP1α kooperiert. Pull-down-, Verdr{\"a}ngungs- und siRNA-Experimente zeigten zudem, dass HMGA1 zwar nicht direkt mit HP1α interagiert, die Kooperation der Proteine {\"u}ber ORC aber dennoch wichtig f{\"u}r die Aufrechterhaltung der Heterochromatinsstruktur ist. Damit erweisen sich HMGA1 Proteine als wichtige Stabilisierungsfaktoren des Heterochromatins. Bislang ging man davon aus, dass HMGA1 Molek{\"u}le linear, also eindimensional, an ein DNA Molek{\"u}l binden. Das Vorhandensein von drei DNA-Bindungsmotiven und die eher struktur- als sequenzabh{\"a}ngige Bindung an die DNA lassen vermuten, dass HMGA1 Proteine auch gleichzeitig an benachbarte DNA-Str{\"a}nge, also auch dreidimensional, binden k{\"o}nnten. Bekr{\"a}ftigt wurde diese Vermutung durch die Bildung von Chromatinaggregaten in Zellen die HMGA1a-eGFP {\"u}berexprimierten. Dies wurde mittels konfokaler und hochaufl{\"o}sender Mikroskopie (dSTORM) analysiert. Um das Potential einer DNA-Quervernetzung durch HMGA1 Proteine nachzuweisen, wurde eine neue Methode entwickelt. Mit Hilfe eines neuartigen DNA Cross-linking Assays wurde nachgewiesen, dass HMGA1 Proteine in der Lage sind, zwei individuelle DNA Str{\"a}nge zu vernetzen. Zudem wurde eine neue Dom{\"a}ne in HMGA1 entdeckt die maßgeblich zum Cross-linking beitr{\"a}gt. Elektronenmikroskopische Analysen best{\"a}tigten, dass HMGA1 Proteine in der Lage sind Kreuzungen und Schleifen in DNA Molek{\"u}len zu erzeugen. Diese Ergebnisse unterst{\"u}tzen die Vermutung, dass HMGA1 Proteine im Zellkern ein DNA Ger{\"u}st bilden k{\"o}nnen, das Einfluss auf die zelltypische Chromatinorganisation nimmt und dadurch DNA abh{\"a}ngige Prozesse beeinflusst. In wie weit eine HMGA1 induzierte DNA Quervernetzung in vivo zum Beispiel in Chromozentren von C2C12 Zellen oder in Krebszellen, in denen HMGA1 Proteine stark {\"u}berexprimiert sind, eine Rolle spielen, m{\"u}ssen k{\"u}nftige Untersuchungen zeigen. In dieser Arbeit konnte also gezeigt werden, dass HMGA1 Proteine die Chromatinstruktur auf drei Ebenen organisieren k{\"o}nnen: Durch Beeinflussung der Chromatinzusammensetzung durch Ver{\"a}nderung der Expression von Chromatinproteinen, durch Interaktion mit anderen Architekturelementen des Chromatins und durch Organisation eines potentiellen DNA Ger{\"u}sts.},
  subject      = {Chromatin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brandes2010,
  author    = {Brandes, Nicolas},
  title     = {Oxidative Thiol Modifications in Pro- and Eukaryotic Organisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Cystein spielt eine wichtige Rolle in der Biochemie vieler Proteine. Aufgrund der Redox-Eigenschaften und der hohen Reaktivit{\"a}t der freien Thiol-Gruppe sowie dessen F{\"a}higkeit Metallionen zu koordinieren, ist Cystein oft Bestandteil von katalytischen Zentren vieler Enzyme. Zudem lassen sich Cysteine durch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies leicht reversibel oxidativ modifizieren. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Proteine redox-bedingte Thiol-Modifikationen nutzen, um Ver{\"a}nderungen ihrer Aktivit{\"a}t zu steuern. Diese redox-regulierten Proteine spielen eine zentrale Rolle in vielen physiologischen Prozessen. Das erste Ziel meiner Arbeit war die Identifizierung von Stickstoffmonoxid (NO)-sensitiven Proteinen in E. coli. Die redox-bedingten Funktions{\"a}nderungen solcher Proteine erkl{\"a}ren m{\"o}glicherweise die ver{\"a}nderte Physiologie von E. coli Zellen, die unter NO-Stress leiden. Um E. coli Proteine zu identifizieren, die unter Einwirkung von NO-Stress reversibel Thiol-modifiziert werden, wandte ich eine Kombination aus differentiellem Thiol-Trapping und 2D Gel-Elektrophorese an. Es wurden zehn Proteinen identifiziert, welche NO-sensitive Thiol-Gruppen enthalten. Genetische Studien ergaben, dass Modifikationen an AceF \& IlvC mitverantwortlich sind f{\"u}r die NO-induzierte Wachstumshemmung. Bemerkenswert ist es, dass die Mehrheit der identifizierten Proteine speziell nur gegen reaktive Stickstoffspezies empfindlich ist, welches an einem der identifizierten Stickstoffmonoxid-sensitiven Proteinen, der kleinen Untereinheit von Glutamate synthase, getestet wurde. In vivo und in vitro Aktivit{\"a}tsstudien zeigten, dass es zu einer schnellen Inaktivierung von Glutamate synthase nach NO-Behandlung kommt, das Protein aber resistent gegen{\"u}ber anderen Oxidationsmittel ist. Diese Resultate implizieren, dass reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies unterschiedliche physiologische Vorg{\"a}nge in Bakterien beeinflussen. Das zweite Ziel meiner Arbeit war es, redox-sensitive Proteine in S. cerevisiae zu identifizieren und deren Redox-Zustand als in vivo Read-Out zu verwenden, um die Rolle von oxidativen Stress w{\"a}hrend des Alterungsprozess eukaryotischer Zellen zu analysieren. Zun{\"a}chst bestimmte ich in Hefezellen mit Hilfe von OxICAT, einer hochsensiblen quantitativen Methode, die Thiol-Trapping mit Massenspektrometrie verbindet, den exakten in vivo Thiol-Status von fast 300 Proteinen. Diese Proteine lassen sich in vier Gruppen einteilen: 1) Proteine, deren Cysteinreste resistent gegen Oxidation sind; 2) Proteine, in denen Cysteinmodifikationen strukturelle Aufgaben {\"u}bernehmen; 3) Proteine mit oxidationsempfindlichen Cysteinen, die bereits eine gewisse Oxidation in exponentiell wachsenden Hefezellen aufweisen; 4) Proteine, die reduziert sind, aber redox-sensitive Cysteinreste enthalten, die die Funktion der Proteine bei Vorhandensein von oxidativen Stress beeinflussen. Die Sensitivit{\"a}t dieser Proteine gegen{\"u}ber oxidativen Stress wurde durch Exposition subletaler Konzentrationen von H2O2 oder Superoxid auf Hefezellen nachgewiesen. Es wurde gezeigt, dass die wichtigsten zellul{\"a}ren Angriffspunkte von H2O2- und Superoxid-bedingtem Stress Proteine sind, die an Vorg{\"a}ngen der Translation, Glykolyse, des Citratzyklus und der Aminos{\"a}ure-Biosynthese beteiligt sind. Diese Zielproteine zeigen, dass Zellen f{\"u}r die Bek{\"a}mpfung von oxidativen Stress Metabolite schnell in Richtung des Pentosephosphatweges umleiten, um die Produktion des Reduktionsmittels NADPH sicherzustellen. Die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse belegen, dass die quantitative Bestimmung des Oxidationsstatus von Proteinen eine wertvolle Methode ist, um redox-sensitive Cysteinreste zu identifizieren. Die OxICAT Technologie wurde dann verwendet, um das genaue Ausmaß und die Entstehung von oxidativen Stress in chronologisch alternden S. cerevisiae Zellen zu bestimmen. F{\"u}r diese Bestimmung wurde der Oxidationsstatus von Proteinen in alternden Hefezellen als physiologischer Read-Out verwendet. Ich zeigte, dass die zellul{\"a}re Redox-Hom{\"o}ostase in chronologisch alternden Hefezellen global zusammenbricht, wobei es sich dabei um einen Prozess handelt, der dem Zelltod vorausgeht. Der Beginn dieses Zusammenbruchs scheint mit der Lebensdauer der Hefezellen zu korrelieren, da Kalorienrestriktion die Lebensdauer der Hefezellen erh{\"o}ht und den Zusammenbruch des Redox-Gleichgewichts verz{\"o}gert. Die Oxidation einer kleinen Anzahl an Proteinen (z.B. Thioredoxin reductase) geht dem Redox-Zusammenbruch deutlich voraus, was maßgeblich zum Verlust der Redox-Hom{\"o}ostase beitragen k{\"o}nnte. Diese Studien an alternden Hefezellen erweitern unser Verst{\"a}ndnis, wie sich Ver{\"a}nderungen in der Redox-Hom{\"o}ostase auf die Lebensdauer von Hefezellen auswirken. Zudem best{\"a}tigen die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse die Bedeutung von oxidativen Thiol-Modifikationen als eine der wichtigsten posttranslationalen Proteinmodifikationen in pro-und eukaryotischen Organismen},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Visan2003,
  author    = {Visan, Ion Lucian},
  title     = {P0 specific T-cell repertoire in wild-type and P0 deficient mice},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5734},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Zusammenfassung Das Myelinprotein P0 stellt eine zentrale Komponente f{\"u}r die Stabilit{\"a}t und Funktionalit{\"a}t der Myelinscheiden des peripheren Nervensystems dar. Mutationen des P0-Proteins f{\"u}hren zu verschiedenen, schwer behindernden peripheren Neuropathien wie der Charcot-Marie-Tooth- oder der Dejerine-Sotas-Erkrankung. Wir haben das Tiermodell der P0-Knock-Out-M{\"a}use verwendet, um im Vergleich zu den C57BL/6-Wildtyp-Tieren Selektionsmechanismen des P0-spezifischen T-Zell-Repertoires zu untersuchen. Dazu wurde eine Reihe von {\"u}berlappenden 20-mer-Peptiden benutzt, die die gesamte Aminos{\"a}uresequenz von P0 abdeckten. Mit Hilfe dieser Peptide wurde ein sog. „Epitop-Mapping" der H2-Ab-restringierten T-Zell-Antwort durchgef{\"u}hrt. Auf diese Weise konnte das P0-Peptid 5 (Aminos{\"a}ure 41-60) in der extrazellul{\"a}ren P0-Dom{\"a}ne als immunogene Determinante identifiziert werden. Dieses immunogene Peptid wurde dann f{\"u}r Untersuchungen der Toleranzmechanismen verwendet und zeigte, dass in P0-Knock-Out-M{\"a}usen ein hochreaktives P0-spezifisches T-Zell-Repertoire vorliegt, w{\"a}hrend es in Wildtyp-Tieren inaktiviert ist und so Selbsttoleranz erzeugt wird. Die Toleranzerzeugung in Wildtyp- und heterozygoten P0 +/- M{\"a}usen h{\"a}ngt nicht von der Gen-Dosis ab. P0 ist ein gewebespezifisches Antigen, dessen Expression normalerweise auf myelinisierende Schwann-Zellen beschr{\"a}nkt ist. Die klassischen Vorstellungen zu Toleranzmechanismen gegen{\"u}ber gewebsspezifischen Antigenen schrieben diese vor allem peripheren Immunmechanismen zu. Durch den erstmaligen Nachweis von intrathymischer Expression gewebsspezifischer Antigene wie P0 konnten wir best{\"a}tigen, dass f{\"u}r P0 offensichtlich die Expression deutlich weiter verbreitet ist, insbesondere auch auf Thymus-Stroma-Zellen. Unter Verwendung von Knochenmarkschim{\"a}ren haben wir weitere Untersuchungen durchgef{\"u}hrt, wie Knochenmarks-abstammende Zellen im Vergleich zu nicht-h{\"a}matopoetischen Zellen Toleranz gegen{\"u}ber P0 erzeugen k{\"o}nnen. Unsere Befunde zeigen, dass Knochenmarks-abh{\"a}ngige Zellen nicht ausreichen, um v{\"o}llige Toleranz zu erzeugen. Zus{\"a}tzlich wurde eine P0-Expression auf anderen Geweben wie dem Thymus ben{\"o}tigt, um komplette Toleranz zu erhalten. Wir identifizierten ein kryptisches P0-Peptid 8 und zwei subdominante P0-Peptide 1 und 3. W{\"a}hrend das Peptid 8 sowohl in Wildtyp- als auch Knock-Out-M{\"a}usen erkannt wurde, wurden die Peptide 1 und 3 in Wildtyp-M{\"a}usen nicht als Immunogen erkannt. Die genannten Peptide wurden verwendet, um eine experimentelle autoimmune Neuritis (EAN) zu erzeugen. Mit keinem der experimentellen Ans{\"a}tze konnten wir klinische Zeichen einer EAN generieren, allerdings mit dem Peptid 3 doch Entz{\"u}ndung im peripheren Nerven beobachten. Es werden zuk{\"u}nftig weitere Untersuchungen ben{\"o}tigt, um P0-spezifische T-Zell-Linien zu etablieren und so mit h{\"o}herer Effizienz eine EAN zu erzeugen. Unsere Untersuchungen sprechen daf{\"u}r, dass bei gentherapeutischen Ans{\"a}tzen bei erblichen Neuropathien vorsichtig und schrittweise vorgegangen werden muss, da mit sekund{\"a}rer Autoimmunit{\"a}t und damit Inflammation im peripheren Nerven zu rechnen ist.},
  subject      = {Myelin},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Trunzer1999,
  author    = {Trunzer, Brigitte},
  title     = {Paarungsh{\"a}ufigkeit und Aufteilung der Reproduktion bei Pachycondyla villosa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2436},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {1999},
  abstract  = {In Ameisensoziet{\"a}ten treten h{\"a}ufig Konflikte um die Reproduktion auf. Um dabei das soziale Verhalten der beteiligten Individuen und die Koloniestruktur zu verstehen ist es wichtig, die Verwandtschaftsstruktur innerhalb der Kolonien zu kennen. Diese wird durch die Paarungsh{\"a}ufigkeit der K{\"o}niginnen, die Anzahl der K{\"o}niginnen im Nest, deren Verwandtschaftsgrad zueinander, sowie der Aufteilung der Reproduktion zwischen ihnen bestimmt. Bei Pachycondyla villosa wurden durch die genetische Analyse dieser Faktoren mittels Multilokus-DNA- Fingerprinting das Paarungssystem und die Koloniestruktur genauer untersucht. Die Bestimmung der Paarungsh{\"a}ufigkeit ergab, daß sich P. villosa-K{\"o}niginnen nur einmal paaren. Befanden sich mehrere K{\"o}niginnen in einem Nest, so waren sie nicht miteinander verwandt und die Reproduktion war gleichm{\"a}ßig zwischen ihnen aufgeteilt. Im Gegensatz zu den polygynen Kolonien von P. villosa traten in k{\"o}niginlosen Arbeiterinnengruppen zwischen den assoziierten Tieren heftige Konflikte um die Reproduktion auf. Diese f{\"u}hrten zur Etablierung linearer Dominanzhierarchien und die Alpha-Tiere waren bei der Produktion von M{\"a}nnchen am erfolgreichsten. Betreuer H{\"o}lldobler, Berthold; Prof. Dr. Gutachter H{\"o}lldobler, Berthold; Prof. Dr. Gutachter Heinze, J{\"u}rgen; Prof. Dr.},
  subject      = {Ponerinae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gaballa2024,
  author    = {Gaballa, Abdallah Hatem Hassan Hosny Ahmed},
  title     = {PAF1c drives MYC-mediated immune evasion in pancreatic ductal adenocarcinoma},
  doi       = {10.25972/OPUS-36045},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-360459},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The expression of the MYC proto-oncogene is elevated in a large proportion of patients with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Previous findings in PDAC have shown that this increased MYC expression mediates immune evasion and promotes S-phase progression. How these functions are mediated and whether a downstream factor of MYC mediates these functions has remained elusive. Recent studies identifying the MYC interactome revealed a complex network of interaction partners, highlighting the need to identify the oncogenic pathway of MYC in an unbiased manner. In this work, we have shown that MYC ensures genomic stability during S-phase and prevents transcription-replication conflicts. Depletion of MYC and inhibition of ATR kinase showed a synergistic effect to induce DNA damage. A targeted siRNA screen targeting downstream factors of MYC revealed that PAF1c is required for DNA repair and S-phase progression. Recruitment of PAF1c to RNAPII was shown to be MYC dependent. PAF1c was shown to be largely dispensable for cell proliferation and regulation of MYC target genes. Depletion of CTR9, a subunit of PAF1c, caused strong tumor regression in a pancreatic ductal adenocarcinoma model, with long-term survival in a subset of mice. This effect was not due to induction of DNA damage, but to restoration of tumor immune surveillance. Depletion of PAF1c resulted in the release of RNAPII with transcription elongation factors, including SPT6, from the bodies of long genes, promoting full-length transcription of short genes. This resulted in the downregulation of long DNA repair genes and the concomitant upregulation of short genes, including MHC class I genes. These data demonstrate that a balance between long and short gene transcription is essential for tumor progression and that interference with PAF1c levels shifts this balance toward a tumor-suppressive transcriptional program. It also directly links MYC-mediated S-phase progression to immune evasion. Unlike MYC, PAF1c has a stable, known folded structure; therefore, the development of a small molecule targeting PAF1c may disrupt the immune evasive function of MYC while sparing its physiological functions in cellular growth.},
  subject      = {Myc},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueller2015,
  author    = {M{\"u}ller, Elisabeth},
  title     = {Pan-Raf-Inhibition als neue therapeutische Strategie im Multiplen Myelom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124666},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Multiple Myelom (MM) ist eine durch monoklonale Vermehrung terminal differenzierter Antik{\"o}rper-produzierender B-Lymphozyten (Plasmazellen) im Knochenmark charakterisierte maligne Krankheit, die sich v.a. in osteolytischen Knochendestruktionen, h{\"a}matopoetischer und Niereninsuffizienz {\"a}ußert. Verbesserte Therapieans{\"a}tze wie die Hochdosis-Chemotherapie mit Melphalan und anschließender autologer Stammzelltransplantation sowie die Einf{\"u}hrung neuer pharmakologischer Substanzklassen (Proteasom-Inhibitoren, Cereblon-bindende Thalidomidderivate) f{\"u}hrten zu einer Verl{\"a}ngerung der durchschnittlichen {\"U}berlebenszeit, f{\"u}r die meisten der Patienten ist die Erkrankung jedoch derzeit unheilbar. Die Erforschung neuer potenzieller therapeutischer Angriffspunkte auf Grund pathobiologischer Erkenntnisse bleibt daher unabdingbar. Ein Ansatz zur Verbesserung des Verst{\"a}ndnisses der Pathogenese ist die funktionelle, molekulare und genetische Analyse des Signalnetzwerkes im MM. Im Zusammenhang mit diesem Konzept wurde entdeckt, dass wachstums-regulierende Signalwege in MM Zellen aktiviert oder dereguliert sind und zum {\"U}berleben und der Proliferation des Tumors beitragen. So konnte beispielsweise von unserer Arbeitsgruppe bereits gezeigt werden, dass onkogenes Ras essentiell zum {\"U}berleben der MM Zellen beitr{\"a}gt. Da Ras derzeit mangels spezifischer Inhibitoren pharmakologisch nicht angreifbar ist, stellen weitere funktionelle Bestandteile des Signalweges eine potenzielle therapeutische Zielstruktur dar. W{\"a}hrend die Blockade von MEK1/2 in MM Zellen keinen Einfluss auf das {\"U}berleben hatte, konnte durch die Blockade von Raf in ersten Tests unserer Arbeitsgruppe Apoptose hervorgerufen werden. Aus diesem Grund habe ich in der vorliegenden Arbeit zur Evaluation eines neuen Therapieansatzes die Rolle der Raf-abh{\"a}ngigen Signaltransduktion eingehend untersucht. Als Grundlage diente dabei die Hypothese, dass die Raf-Kinasen entscheidende Effektoren der durch onkogenes Ras vermittelten apoptotischen Effekte darstellen. In einem ersten Schritt konnte ich nachweisen, dass alle drei Raf-Isoformen (A-, B- und C-Raf) in humanen MM Zelllinien und in prim{\"a}ren MM Zellen aktiviert sind. Mittels shRNA-vermittelter, Isoform-spezifischer Raf-Knockdown-Experimente konnte ich zeigen, dass nur ein simultaner Knockdown aller Isoformen, d.h. ein Pan-Raf-Knockdown, zu einer De-Phosphorylierung von MEK1/2 und ERK1/2 f{\"u}hrte. Dieser Versuch ließ sich mittels pharmakologischer Raf-Inhibition, bei der ebenfalls nur eine Pan-Raf-Blockade zu einer Herunterregulation von MEK1/2 und ERK1/2 in MM Zellen f{\"u}hrte, best{\"a}tigen. Das MEK/ERK-Modul stellte somit einen hervorragenden Surrogat- und Biomarker f{\"u}r die Pan-Raf-Aktivit{\"a}t dar. Im Gegensatz zur Blockade des MEK/ERK-Moduls f{\"u}hrte eine Hemmung der Pan-Raf-Aktivit{\"a}t mittels shRNA oder pharmakologischer Inhibitoren in allen untersuchten Zelllinien und in der Mehrheit der prim{\"a}ren MM Zellen zu einer starken Induktion von Apoptose. Da das Ansprechen auf eine Pan-Raf-Blockade nicht mit dem Ras-Mutationsstatus korrelierte, k{\"o}nnten die Raf-Kinasen eine von onkogenem Ras unabh{\"a}ngie Qualit{\"a}t als therapeutische Zielstruktur aufweisen. Zur Untersuchung m{\"o}glicher MEK/ERK-unabh{\"a}ngiger Effektormechanismen der Pan-Raf-Inhibition habe ich die mRNA-basierten Genexpressionsprofile von INA-6 Zellen nach pharmakologischer Pan-Raf- oder MEK-Inhibition verglichen. Dabei f{\"u}hrte die Pan-Raf-Inhibition zu einer Regulation von wesentlich mehr Genen, wobei sich auch die Art der regulierten Gene unterschied, darunter Gene mit tumorrelevanten Funktionen wie Regulation von Proliferation, Zellzyklus und Apoptose. F{\"u}r eine dieser Gengruppen, die Gruppe der PI3K-abh{\"a}ngigen, mTOR-assoziierten Gene, konnte ich eine Regulation auch auf der Proteinebene nachweisen: die Phosphorylierungen von mTOR, p70S6K, Rb und AKT und die Expression von CyclinD1 und PDK1 waren nach Pan-Raf-Inhibition, nicht jedoch nach MEK-Blockade herunterreguliert. Dieses Ergebnis deutet auf eine Ko-Regulation der PI3K-abh{\"a}ngigen Signaltransduktion durch die Raf-kinasen hin. Mittels spezifischer PI3K-Inhibitoren ließ sich sowohl bei der Regulation der untersuchten Proteine als auch bei der Induktion von Apoptose eine deutliche Verst{\"a}rkung der Pan-Raf-Inhibition in HMZL und in prim{\"a}ren Zellen erzielen. Zusammengefasst zeigt diese Arbeit, dass die Pan-Raf-Blockade eine neue Therapiem{\"o}glichkeit darstellt, die durch Kombination mit einer PI3K/AKT-Inhibition noch verst{\"a}rkt werden kann.},
  subject      = {Plasmozytom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Maistrenko2021,
  author    = {Maistrenko, Oleksandr},
  title     = {Pangenome analysis of bacteria and its application in metagenomics},
  doi       = {10.25972/OPUS-21499},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214996},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The biosphere harbors a large quantity and diversity of microbial organisms that can thrive in all environments. Estimates of the total number of microbial species reach up to 1012, of which less than 15,000 have been characterized to date. It has been challenging to delineate phenotypically, evolutionary and ecologically meaningful lineages such as for example, species, subspecies and strains. Even within recognized species, gene content can vary considerably between sublineages (for example strains), a problem that can be addressed by analyzing pangenomes, defined as the non-redundant set of genes within a phylogenetic clade, as evolutionary units. Species considered to be ecologically and evolutionary coherent units, however to date it is still not fully understood what are primary habitats and ecological niches of many prokaryotic species and how environmental preferences drive their genomic diversity. Majority of comparative genomics studies focused on a single prokaryotic species in context of clinical relevance and ecology. With accumulation of sequencing data due to genomics and metagenomics, it is now possible to investigate trends across many species, which will facilitate understanding of pangenome evolution, species and subspecies delineation. The major aims of this thesis were 1) to annotate habitat preferences of prokaryotic species and strains; 2) investigate to what extent these environmental preferences drive genomic diversity of prokaryotes and to what extent phylogenetic constraints limit this diversification; 3) explore natural nucleotide identity thresholds to delineate species in bacteria in metagenomics gene catalogs; 4) explore species delineation for applications in subspecies and strain delineation in metagenomics. The first part of the thesis describes methods to infer environmental preferences of microbial species. This data is a prerequisite for the analyses performed in the second part of the thesis which explores how the structure of bacterial pangenomes is predetermined by past evolutionary history and how is it linked to environmental preferences of the species. The main finding in this subchapter that habitat preferences explained up to 49\% of the variance for pangenome structure, compared to 18\% by phylogenetic inertia. In general, this trend indicates that phylogenetic inertia does not limit evolution of pangenome size and diversity, but that convergent evolution may overcome phylogenetic constraints. In this project we show that core genome size is associated with higher environmental ubiquity of species. It is likely this is due to the fact that species need to have more versatile genomes and most necessary genes need to be present in majority of genomes of that species to be highly prevalent. Taken together these findings may be useful for future predictive analyses of ecological niches in newly discovered species. The third part of the thesis explores data-driven, operational species boundaries. I show that homologous genes from the same species from different genomes tend to share at least 95\% of nucleotide identity, while different species within the same genus have lower nucleotide identity. This is in line with other studies showing that genome-wide natural species boundary might be in range of 90-95\% of nucleotide identity. Finally, the fourth part of the thesis discusses how challenges in species delineation are relevant for the identification of meaningful within-species groups, followed by a discussion on how advancements in species delineation can be applied for classification of within-species genomic diversity in the age of metagenomics.},
  subject      = {Pangenom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Groh2013,
  author    = {Groh, Janos Michael},
  title     = {Pathogenic impact of immune cells in mouse models of neuronal ceroid lipofuscinosis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77684},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The neuronal ceroid lipofuscinoses (NCLs) are fatal neurodegenerative disorders in which the visual system is affected in early stages of disease. A typical accompanying feature is neuroinflammation, the pathogenic impact of which is presently unknown. In this study, the role of inflammatory cells in the pathogenesis was investigated in Palmitoyl-protein thioesterase 1-deficient (Ppt1-/-) and Ceroidlipofuscinosis, neuronal 3-deficient (Cln3-/-) mice, models of the infantile and juvenile forms of NCL, respectively. Focusing predominantly on the visual system, an infiltration of CD8+ cytotoxic Tlymphocytes and an activation of microglia/macrophage-like cells was observed early in disease. To analyze the pathogenic impact of lymphocytes, Ppt1-/- mice were crossbred with mice lacking lymphocytes (Rag1-/-) and axonal transport, perturbation and neuronal survival were scored. Lack of lymphocytes led to a significant amelioration of neuronal disease and reconstitution experiments revealed a crucial role of CD8+ cytotoxic T-lymphocytes. Lack of lymphocytes also caused an improved clinical phenotype and extended longevity. To investigate the impact of microglia/macrophage-like cells, Ppt1-/- and Cln3-/- mice were crossbred with mice lacking sialoadhesin (Sn-/-), a monocyte lineage-restricted cell adhesion molecule important for interactions between macrophage-like cells and lymphocytes. Similar to the lack of lymphocytes, absence of sialoadhesin significantly ameliorated the disease in Ppt1-/- and Cln3-/- mice. Taken together, both T-lymphocytes and microglia/macrophage-like cells were identified as pathogenic mediators in two distinct forms of fatal inherited neurodegenerative storage disorders. These studies expand the concept of secondary inflammation as a common pathomechanistic feature in some neurological diseases and provide novel insights that may be crucial for developing treatment strategies for different forms of NCL.},
  subject      = {Nervendegeneration},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Njovu2019,
  author    = {Njovu, Henry Kenneth},
  title     = {Patterns and drivers of herbivore diversity and invertebrate herbivory along elevational and land use gradients at Mt. Kilimanjaro, Tanzania},
  doi       = {10.25972/OPUS-17254},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-172544},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {This thesis elucidates patterns and drivers of invertebrate herbivory, herbivore diversity, and community-level biomass along elevational and land use gradients at Mt. Kilimanjaro, Tanzania. Chapter I provides background information on the response and predictor variables, study system, and the study design. First, I give an overview of the elevational patterns of species diversity/richness and herbivory published in the literature. The overview illuminates existing debates on elevational patterns of species diversity/richness and herbivory. In connection to these patterns, I also introduce several hypotheses and mechanisms put forward to explain macroecological patterns of species richness. Furthermore, I explain the main variables used to test hypotheses. Finally, I describe the study system and the study design used. Chapter II explores the patterns of invertebrate herbivory and their underlying drivers along extensive elevational and land use gradients on the southern slopes of Mt. Kilimanjaro. I recorded standing leaf herbivory from leaf chewers, leaf miners and gall-inducing insects on 55 study sites located in natural and anthropogenic habitats distributed from 866 to 3060 meters above sea level (m asl) on Mt. Kilimanjaro. Standing leaf herbivory was related to climatic variables [mean annual temperature - (MAT) and mean annual precipitation - (MAP)], net primary productivity (NPP) and plant functional traits (leaf traits) [specific leaf area (SLA), carbon to nitrogen ratio (CN), and nitrogen to phosphorous ratio (NP)]. Results revealed an unimodal pattern of total leaf herbivory along the elevation gradient in natural habitats. Findings also revealed differences in the levels and patterns of herbivory among feeding guilds and between anthropogenic and natural habitats. Changes in NP and CN ratios which were closely linked to NPP were the strongest predictors of leaf herbivory. Our study uncovers the role of leaf nutrient stoichiometry and its linkages to climate in explaining the variation in leaf herbivory along climatic gradients. Chapter III presents patterns and unravels direct and indirect effects of resource (food) abundance (NPP), resource (food) diversity [Functional Dispersion (FDis)], resource quality (SLA, NP, and CN rations), and climate variables (MAT and MAP) on species diversity of phytophagous beetles. Data were collected from 65 study sites located in natural and anthropogenic habitats distributed from 866 to 4550 m asl on the southern slopes of Mt. Kilimanjaro. Sweep net and beating methods were used to collect a total of 3,186 phytophagous beetles representing 21 families and 304 morphospecies. Two groups, weevils (Curculionidae) and leaf beetles (Chrysomelidae) were the largest and most diverse families represented with 898 and 1566 individuals, respectively. Results revealed complex (bimodal) and dissimilar patterns of Chao1-estimated species richness (hereafter referred to as species diversity) along elevation and land use gradients. Results from path analysis showed that temperature and climate-mediated changes in NPP had a significant positive direct and indirect effect on species diversity of phytophagous beetles, respectively. The results also revealed that the effect of NPP (via beetles abundance and diversity of food resources) on species diversity is stronger than that of temperature. Since we found that factors affecting species diversity were intimately linked to climate, I concluded that predicted climatic changes over the coming decades will likely alter the species diversity patterns which we observe today. Chapter IV presents patterns and unravels the direct and indirect effects of climate, NPP and anthropogenic disturbances on species richness and community-level biomass of wild large mammals which represent endothermic organisms and the most important group of vertebrate herbivores. Data were collected from 66 study sites located in natural and anthropogenic habitats distributed from 870 to 4550 m asl on the southern slopes of Mt. Kilimanjaro. Mammals were collected using camera traps and used path analysis to disentangle the direct and indirect effects of climatic variables, NPP, land use, land area, levels of habitat protection and occurrence of domesticated mammals on the patterns of richness and community-level biomass of wild mammals, respectively. Results showed unimodal patterns for species richness and community-level biomass of wild mammals along elevation gradients and that the patterns differed depending on the type of feeding guild. Findings from path analysis showed that net primary productivity and levels of habitat protection had a strong direct effect on species richness and community-level biomass of wild mammals whereas temperature had an insignificant direct effect. Findings show the importance of climate-mediated food resources in determining patterns of species richness of large mammals. While temperature is among key predictors of species richness in several ectotherms, its direct influence in determining species richness of wild mammals was insignificant. Findings show the sensitivity of wild mammals to anthropogenic influences and underscore the importance of protected areas in conserving biodiversity. In conclusion, despite a multitude of data sets on species diversity and ecosystem functions along broad climatic gradients, there is little mechanistic understanding of the underlying causes. Findings obtained in the three studies illustrate their contribution to the scientific debates on the mechanisms underlying patterns of herbivory and diversity along elevation gradients. Results present strong evidence that plant functional traits play a key role in determining invertebrate herbivory and species diversity along elevation gradients and that, their strong interdependence with climate and anthropogenic activities will shape these patterns in future. Additionally, findings from path analysis demonstrated that herbivore diversity, community-level biomass, and herbivory are strongly influenced by climate (either directly or indirectly). Therefore, the predicted climatic changes are expected to dictate ecological patterns, biotic interactions, and energy and nutrient fluxes in terrestrial ecosystems in the coming decades with stronger impacts probably occurring in natural ecosystems. Furthermore, findings demonstrated the significance of land use effects in shaping ecological patterns. As anthropogenic pressure is advancing towards more pristine higher elevations, I advocate conservation measures which are responsive to and incorporate human dimensions to curb the situation. Although our findings emanate from observational studies which have to take several confounding factors into account, we have managed to demonstrate global change responses in real ecosystems and fully established organisms with a wide range of interactions which are unlikely to be captured in artificial experiments. Nonetheless, I recommend additional experimental studies addressing the effect of top-down control by natural enemies on herbivore diversity and invertebrate herbivory in order to deepen our understanding of the mechanisms driving macroecological patterns along elevation gradients.  },
  subject      = {Species richness},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mody2003,
  author    = {Mody, Karsten},
  title     = {Patterns of arthropod distribution and determinants of arthropod assemblage composition in a natural West African savannah},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6202},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {This study investigated patterns of arthropod community organisation and the processes structuring these communities on a range of different tree species in a natural West African savannah (Como{\´e} National Park, C{\^o}te d'Ivoire). It described and analysed patterns of arthropod distribution on the level of whole communities, on the level of multiple-species interactions, and on the level of individual insect species. Community samples were obtained by applying (i) canopy fogging for mature individuals of three tree species (Anogeissus leiocarpa, Burkea africana, Crossopteryx febrifuga) and (ii) a modified beating technique allowing to sample the complete arthropod communities of the respective study plants for medium-sized (up to 3 m) individuals of two other species (Combretum fragrans, Pseudocedrela kotschyi). General information on ant-plant interactions was retrieved from ant community comparisons of the mature savannah trees. In addition, ant-ant, ant-plant and ant-herbivore interactions were studied in more detail considering the ant assemblages on the myrmecophilic tree Pseudocedrela kotschyi. Herbivore-plant interactions were investigated on a multiple-species level (interrelationships between herbivores and Pseudocedrela trees) and on a species level (detailed studies of interrelationships between herbivorous beetles and caterpillars and the host tree Combretum fragrans). The studies on individual herbivore species were complemented by a study on an abundant ant species, clarifying not only the relationship between host plant and associated animal but allowing also to look at interactive (competitive) aspects of community organisation. The study demonstrated for the first time that (i) the structure of beetle communities on tropical trees can be strongly dependent on the host tree species, (ii) individual trees can host specific arthropod communities whose characteristic structure is stable over years and is strongly determined by the individual tree's attributes, (iii) ants can express a pronounced fidelity to single leaves as foraging area and can thereby determine distribution patterns of other ants, (iv) intraspecifically variable palatability of plants for insect herbivores can be stable over years and can influence the distribution of herbivores that can distinguish between individual hosts according to palatability and (v) intraspecific host plant change can positively affect fitness of herbivores if host plant quality is variable. In general, the present study contributes to our knowledge of anthropogenically unaltered processes affecting community assembly in a natural environment. The fundamental understanding of these processes is crucial for the identification of anthropogenic alterations and the establishment of sustainable management measures. The study points out the important role local factors can play for the distribution of organisms and thereby for community organisation. It emphasises the relevance of small scale heterogeneity of the abiotic and biotic environment to biodiversity and the need to consider these factors for development of effective conservation and restoration strategies.},
  subject      = {Savanne},
  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{Hafen2015,
  author    = {Hafen, Bettina},
  title     = {Physical contact between mesenchymal stem cells and endothelial precursors induces distinct signatures with relevance to tissue regeneration and engineering},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119417},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The goal of the project VascuBone is to develop a tool box for bone regeneration, which on one hand fulfills basic requirements (e.g. biocompatibility, properties of the surface, strength of the biomaterials) and on the other hand is freely combinable with what is needed in the respective patient's situation. The tool box will include a variation of biocompatible biomaterials and cell types, FDA-approved growth factors, material modification technologies, simulation and analytical tools like molecular imaging-based in vivo diagnostics, which can be combined for the specific medical need. This tool box will be used to develop translational approaches for regenerative therapies of different types of bone defects. This project receives funding from the European Union's Seventh Framework Program (VascuBone 2010). The present study is embedded into this EU project. The intention of this study is to assess the changes of the global gene expression patterns of endothelial progenitor cells (EPCs) and mesenchymal stem cells (MSCs) after direct cell-cell contact as well as the influence of conditioned medium gained from MSCs on EPCs and vice versa. EPCs play an important role in postnatal vasculogenesis. An intact blood vessel system is crucial for all tissues, including bone. Latest findings in the field of bone fracture healing and repair by the use of tissue engineering constructs seeded with MSCs raised the idea of combining MSCs and EPCs to enhance vascularization and therefore support survival of the newly built bone tissue. RNA samples from both experimental set ups were hybridized on Affymetrix GeneChips® HG-U133 Plus 2.0 and analyzed by microarray technology. Bioinformatic analysis was applied to the microarray data and verified by RT-PCR. This study gives detailed information on how EPCs and MSCs communicate with each other and therefore gives insights into the signaling pathways of the musculoskeletal system. These insights will be the base for further functional studies on protein level for the purpose of tissue regeneration. A better understanding of the cell communication of MSCs and EPCs and subsequently the targeting of relevant factors opens a variety of new opportunities, especially in the field of tissue engineering. The second part of the present work was to develop an ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) for a target protein from the lists of differentially expressed genes revealed by the microarray analysis. This project was in cooperation with Immundiagnostik AG, Bensheim, Germany. The development of the ELISA aimed to have an in vitro diagnostic tool to monitor e.g. the quality of cell seeded tissue engineering constructs. The target protein chosen from the lists was klotho. Klotho seemed to be a very promising candidate since it is described in the literature as anti-aging protein. Furthermore, studies with klotho knock-out mice showed that these animals suffered from several age-related diseases e.g. osteoporosis and atherosclerosis. As a co-receptor for FGF23, klotho plays an important role in bone metabolism. The present study will be the first one to show that klotho is up-regulated in EPCs after direct cell-cell contact with MSCs. The development of an assay with a high sensitivity on one hand and the capacity to differentiate between secreted and shedded klotho on the other hand will allow further functional studies of this protein and offers a new opportunity in medical diagnostics especially in the field of metabolic bone disease.},
  subject      = {Vorl{\"a}uferzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vansynghel2023,
  author    = {Vansynghel, Justine},
  title     = {Pollination and pest control along gradients of shade cover and forest distance in Peruvian cacao agroforestry landscapes},
  doi       = {10.25972/OPUS-28157},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-281574},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Chapter I - Introduction Global trade of beans of the cacao tree (Theobroma cacao), of which chocolate is produced, contributes to the livelihoods of millions of smallholder farmers. The understorey tree is native to South America but is nowadays cultivated in many tropical regions. In Peru, a South American country with a particularly high cacao diversity, it is common to find the tree cultivated alongside non-crop trees that provide shade, in so-called agroforestry systems. Because of the small scale and low management intensity of such systems, agroforestry is one of the most wildlife-friendly land-use types, harbouring the potential for species conservation. Studying wildlife-friendly land-use is of special importance for species conservation in biodiversity-rich tropical regions such as Peru, where agricultural expansion and intensification are threatening biodiversity. Moreover, there is a growing body of evidence that shows co-occurrence of high biodiversity levels and high yield in wildlife-friendly cacao farming. Yet studies are restricted to non-native cacao countries, and since patterns might be different among continents, it is important to improve knowledge on wildlife-friendly agroforestry in native countries. Because studies of wildlife-friendly cultivation processes are still largely lacking for South America, we set out to study multiple aspects of cacao productivity in agroforests in Peru, part of cacao´s region of origin. The natural pollination process of cacao, which is critically understudied, was investigated by trapping flower visitors and studying pollen deposition from macrophotographs (Chapter II). Next, we excluded birds, bats, ants and flying insects and squirrels from cacao trees in a full-factorial field experiment and quantified these animals´ contribution to cacao fruit set, fruit loss and yield (Chapter III). Lastly, we aimed to assess whether fruit quantity and quality of native cacao increases through manually supplementing pollen (Chapter II and IV), and whether microclimatic conditions and the genetic background of the studied varieties limit fruit set (Chapter IV). Chapter II - Cacao flower visitation: Low pollen deposition, low fruit set and dominance of herbivores Given the importance of cacao pollination for the global chocolate production, it is remarkable that fruit set limitations are still understudied. Knowledge on flower visitation and the effect of landscape context and local management are lacking, especially in the crop's region of origin. Moreover, the role of pollen deposition in limiting fruit set as well as the benefits of hand pollination in native cacao are unknown. In this chapter, we aimed to close the current knowledge gaps on cacao pollination biology and sampled flower visitors in 20 Peruvian agroforests with native cacao, along gradients of shade cover and forest distance. We also assessed pollen quantities and compared fruit set between manually and naturally pollinated flowers. We found that herbivores were the most abundant flower visitors in both northern and southern Peru, but we could not conclude which insects are effective cacao pollinators. Fruit set was remarkably low (2\%) but improved to 7\% due to pollen supplementation. Other factors such as a lack of effective pollinators, genetic pollen incompatibility or resource unavailability could be causing fruit set limitations. We conclude that revealing those causes and the effective pollinators of cacao will be key to improve pollination services in cacao. Chapter III - Quantifying services and disservices provided by insects and vertebrates in cacao agroforestry landscapes Pollination and pest control, two ecosystem services that support cacao yield, are provided by insects and vertebrates. However, animals also generate disservices, and their combined contribution is still unclear. Therefore, we excluded flying insects, ants, birds and bats, and as a side effect also squirrels from cacao trees and we assessed fruit set, fruit loss and final yield. Local management and landscape context can influence animal occurrence in cacao agroforestry landscapes; therefore, shade cover and forest distance were included in the analyses. Flying insects benefitted cacao fruit set, with largest gains in agroforests with intermediate shade cover. Birds and bats were also associated with improved fruit set rates and with a 114\% increase in yield, potentially due to pest control services provided by these animals. The role of ants was complicated: these insects had a positive effect on yield, but only close to forest. We also evidenced disservices generated by ants and squirrels, causing 7\% and 10\% of harvest loss, respectively. Even though the benefits provided by animals outweighed the disservices, trade-offs between services and disservices still should be integrated in cacao agroforestry management. Chapter IV - Cross-pollination improves fruit set and yield quality of Peruvian native cacao Because yields of the cacao tree are restricted by pollination, hand pollination has been proposed to improve yield quantity and potentially, also quality. However, low self- and cross-compatibility of native cacao, and abiotic conditions could cancel out hand pollination benefits. Yet, the impact of genetic constraints and abiotic conditions on fruit set have not been assessed in native cacao so far. To increase our understanding of the factors that limit fruit set in native cacao, we compared manual self- and cross-pollination with five native genotypes selected for their sensorial quality and simultaneously tested for effects of soil water content, temperature, and relative air humidity. We also compared quality traits between manually and naturally pollinated fruits. Success rates of self-pollination were low (0.5\%), but increased three- to eightfold due to cross-pollination, depending on the genotype of the pollen donor. Fruit set was also affected by the interaction between relative air humidity and temperature, and we found heavier and more premium seeds in fruits resulting from manual than natural pollination. Together, these findings show that reproductive traits of native cacao are constrained by genetic compatibility and abiotic conditions. We argue that because of the high costs of hand pollination, natural cross-pollination with native pollen donors should be promoted so that quality improvements can result in optimal economic gains for smallholder farmers. Chapter V - Discussion In this thesis, we demonstrated that the presence of flying insects, ants and vertebrates, local and landscape management practices, and pollen supplementation interactively affected cacao yield, at different stages of the development from flower to fruit. First, we showed that fruit set improved by intermediate shade levels and flower visitation by flying insects. Because the effective cacao pollinators remain unknown, we recommend shade cover management to safeguard fruit set rates. The importance of integrating trade-offs in wildlife-friendly management was highlighted by lower harvest losses due to ants and squirrels than the yield benefits provided by birds and bats. The maintenance of forest in the landscape might further promote occurrence of beneficial animals, because in proximity to forest, ants were positively associated with cacao yields. Therefore, an integrated wildlife-friendly farming approach in which shade cover is managed and forest is maintained or restored to optimize ecosystem service provision, while minimizing fruit loss, might benefit yields of native cacao. Finally, manual cross-pollination with native genotypes could be recommended, due to improved yield quantity and quality. However, large costs associated with hand pollination might cancel out these benefits. Instead, we argue that in an integrated management, natural cross-pollination should be promoted by employing compatible genotypes in order to improve yield quantity and quality of native cacao.},
  subject      = {Kakao},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kindeketa2014,
  author    = {Kindeketa, William Joseph},
  title     = {Pollination in wild plant communities along altitudinal and land use gradients Mount Kilimanjaro, Tanzania},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-100136},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {1. Pollination of sexually reproducing plants requires pollen transfer agents, which can be biotic, abiotic or a combination of biotic and abiotic agents. The dominance of one of pollination system in wild plant communities depends on climatic factors and/or degrees of anthropogenic influences, which have effects on pollinator diversity and pollination function. Anthropogenic activities and climate change are also considered as main causes of ongoing invasion of invasive species into wild and managed habitats which can bring up competition for pollinators with possible negative consequences for the reproduction of co-occurring native plant species. 2. The study aimed to determine pollination systems and pollination limitation of invasive and native plant communities in natural savannah between 870 - 1130 m and semi-natural (managed) grassland between 1300 - 1750 m above sea level; effects of flower density and pollinator abundance on seed production of cross-pollinated and self-pollinated plants; and relationships of bee abundance and the proportion of cross- pollinated plants at the southern slope of Mount Kilimanjaro, Tanzania. 3. Pollinator-exclusion, open pollination and supplemental hand-pollination treatments were applied to 27 plant species in savannah and grassland habitats. Flowers were counted in each clusters based upon their species. Pollinators were sampled by using pan traps. Information-theory-based multi-model averaging and generalized linear mixed effects models were used to identify and analyze the effects of flower density, pollinator abundance, pollination treatments and habitat types on seed production. Regression models were used to determine relationships of altitude with bee abundance, and with proportion of cross-pollinated plants. 4. My results show that mean seed numbers of native plants were significantly lower in pollinator-exclusion treatments than in open-pollination treatments, indicating their reliance on pollinators for reproductive success. In contrast, seed numbers of invasive plants were similar in pollinator-exclusion and open-pollination treatments, demonstrating an ability of reproduction without pollinators. Despite of higher levels of self-pollination in invasive plants, supplemental hand-pollination treatments revealed pollen limitation in grassland and marginally in savannah habitats. There were no significant difference in seed numbers between supplemental hand pollination and open pollination treatments of native plant communities in savannah and grassland, which indicates no pollination limitation in the studied ecological system for native communities. Besides, grassland plants produced comparatively more seeds than savannah plants, however seeds in grasslands were lighter than those of the savannah which may be due to nutrient limitation in grassland. 5. I found 12 cross-pollinated and 15 self-pollinated plants along altitudinal gradient after comparing seeds from pollinator-excluded and open-pollinated experiments. I also found that proportions of cross-pollinated plants and bee abundance simultaneously decreased with increasing altitude. All cross-pollinated plants were native and grew in savannah habitats, with an exception of one species. 6. Neither effects of focal flower density nor a significant interaction between focal flower densities and bee abundance for self-pollinated plants were observed. However, there were effects of focal flower densities and interactions of flower density with bee abundance for cross-pollinated plants. Non-focal flower density has no significant effects on seed production of cross-pollinated and self-pollinated plants. 7. The results show that native plants depend more on cross-pollination than invasive plants, despite of most native plants in managed habitat (grassland) rely on self-pollination for reproduction. The tendency of having more cross-pollinated plants in natural savannah which are in low altitude coincides with other finding that the cross-pollinated plants and bee abundance simultaneously decrease with increasing altitude. Therefore, our findings support the hypotheses that self-fertilization of flowering plants increases with increasing altitude, and pollinator limitation is most pronounced in managed or disturbed habitats. Despite of reduction of pollinators in grassland, only invasive plants experience pollen limitation, which may be due to poor integration with available pollinator networks. 8. I also found bee abundance and flower density are not the main pollination factors required by self-pollinated plants during reproduction. However, focal flower density, which influences pollinator diversity, is more applicable to cross-pollinated plants. Climate change and anthropogenic activities in natural habitats are factors that influence pollinator abundance and functioning, which lead to a shift of mating systems in plant communities so as to assure their reproduction.},
  subject      = {Best{\"a}ubungs{\"o}kologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sagwe2022,
  author    = {Sagwe, Rose Nyakemiso},
  title     = {Pollinator diversity, pollination deficits, and pollination efficiency in avocado (\(Persea\) \(americana\)) production across different landscapes in Murang'a county, Kenya},
  doi       = {10.25972/OPUS-26920},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-269202},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Avocado (Persea americana Mill.) is a major horticultural crop that relies on insect mediated pollination. In avocado production, a knowledge gap exists as to the importance of insect pollination, especially in East African smallholder farms. Although it is evident that pollination improves the yield of avocado fruits, it is still unclear if pollination has benefits on fruit quality and the nutritional profile, particularly oils. Prior studies have shown that honey bees increase avocado's fruit set and yield. However, an avocado flower is being visited by various insect species. Therefore, determining pollination efficiency will allow a comparison of the relative importance of the different insect species to optimize crop pollination for increased fruit set and crop yield and pollinator conservation. This study was conducted in a leading smallholder avocado production region in Kenya, first I assessed the dependence of avocado fruit set on insect pollination and whether current smallholder production systems suffer from a deficit in pollination services. Furthermore, I assessed if supplementation with colonies of the Western honey bee (Apis mellifera L.) to farms mitigated potential pollination deficits. The results revealed a very high reliance of avocado on insect pollinators, with a significantly lower fruit set observed for self- and wind-pollinated (17.4\%) or self-pollinated flowers (6.4\%) in comparison with insect-pollinated flowers (89.5\%). I found a significant pollination deficit across farms, with hand-pollinated flowers on average producing 20.7\% more fruits than non-treated open flowers prior to fruit abortion. This pollination deficit could be compensated by the supplementation of farms with A. mellifera colonies. These findings suggest that pollination is limiting fruit set in avocado and that A. mellifera supplementation on farms is a potential option to increase fruit yield. Secondly, I investigated the contribution of insect pollination to fruit and seed weight, oil, protein, carbohydrate, and phytochemicals contents (flavonoids and phenolics), and whether supplementation with pollinators (honey bee) could improve these fruit parameters was assessed. This was through pollinator-manipulative pollination treatments: hand, open, pollinator exclusion experiments. The results showed that avocado fruit weight was significantly higher in open and hand-pollinated than pollinator exclusion treatments, indicating that flower visitors/pollinators contribute to avocado yields and enhance marketability. Furthermore, insect pollination resulted in heavier seeds and higher oil contents, indicating that insect pollination is beneficial for the fruit's high seed yield and quantity of oil. Honey bee supplementation also enhanced the avocado fruit weight by 18\% more than in control farms and slightly increased the avocado oil content (3.6\%). Contrarily, insect pollination did not influence other assayed fruit quality parameters (protein, carbohydrates, and phytochemicals). These results indicate that insect pollinators are essential for optimizing avocado yields, nutritional quality (oils), and thus marketability, underscoring the value of beehive supplementation to achieve high-quality avocado fruits and improved food security. Thirdly, pollinator efficiency based on pollen deposition after single visits by different pollinator species in avocado flowers was tested, and their frequency was recorded. The estimated pollination efficiency was highest in honey bees (Apis mellifera), followed by the hoverfly species (Phytomia incisa). These two species had the highest pollen deposition and more pollen grains on their bodies. In addition, honey bees were the most frequent avocado flower visitors, followed by flies. The findings from this study highlight the higher pollination efficiency of honey bees and Phytomia incisa. Hence, management practices supporting these species will promote increased avocado fruit yield. Additionally, these results imply that managed honey bees can be maintained to improve avocado pollination, particularly in areas lacking sufficient wild pollinators.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Marquardt2001,
  author    = {Marquardt, Andreas},
  title     = {Positionsklonierung des Morbus Best-Gens VMD2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-414},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die Dissertation beschreibt die Positionsklonierung von VMD2, einem Krankheitsgen des Menschen, dass der dominant vererbten vitelliformen Makuladystrophie Typ 2 (VMD2) zugrundeliegt. Zu diesem Zweck wurde zun{\"a}chst ein etwa 1.4 Mbp großer Klon-'Contig' aus artifiziellen Phagenchromosomen ('phage artificial chromosomes', PAC) erstellt, der die VMD2-Kandidatengenregion auf Chromosom 11q12-q13.1 physikalisch repr{\"a}sentiert. Durch die Identifizierung polymorpher (CA)n-Dinukleotidmarker aus dem kritschen Intervall und anschließender Kopplungsanalyse gelang es, die Kandidatengenregion auf ca. 500 kbp zu reduzieren. In der {\"o}ffentlichen Datenbank (GenBank) bereitgestellte Nukleins{\"a}uresequenzen zweier genomischer Klone aus dem Kern des relevanten chromosomalen Bereichs von zusammen etwa 290 kbp wurden dazu genutzt, {\"u}ber eine Kombination aus computergest{\"u}tzter Vorhersagen kodierender Sequenzen, Kartierung von EST-Klonen ('expressed sequence tags'), RT-PCR-Analysen und, wenn erforderlich, 5'-RACE-Experimenten, acht neue Gene des Menschen zu isolieren. Von den charakterisierten Genen erwiesen sich mehrere als potentielle Kandidaten f{\"u}r VMD2. Ein Gen, provisorisch als Transkriptionseinheit TU15B bezeichnet, konnte durch eine Mutationsanalyse schließlich eindeutig mit der Erkrankung assoziiert werden und wurde 1998 als VMD2 publiziert. Drei Gene aus der untersuchten Region kodieren Mitglieder einer Familie von Fetts{\"a}uredesaturasen (FADS1, FADS2 und FADS3), w{\"a}hrend ein anderes Gen ('Rabin3 interacting protein-like 1'; RAB3IL1) signifikante Sequenzidentit{\"a}t zu einem Transkript der Ratte besitzt, welches das GTPase-interagierende Protein Rabin3 kodiert. Den putativen Translationsprodukten drei weiterer Gene (C11orf9, C11orf10 und C11orf11) konnte bislang keine pr{\"a}zise Funktion zugeschrieben werden. Mit FTH1 ('ferritin heavy chain 1') und FEN1 ('flap endonuclease 1') liegen zudem zwei bekannte Gene im analysierten Intervall, deren cDNA-Sequenzen bereits 1984 bzw. 1995 von anderen Forschungsgruppen isoliert und publiziert wurden. Zweifellos kann die Region als sehr genreicher Abschnitt des menschlichen Genoms bezeichnet werden. Neben der Erstellung des PAC-'Contigs', der Einengung der VMD2-Kandidatenregion und der Klonierung von VMD2 war die vollst{\"a}ndige genetische Charakterisierung der genannten Fetts{\"a}uredesaturase-Gene ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit. Unabh{\"a}ngig von der Klonierung und Charakterisierung des VMD2-Gens sowie der chromosomal eng benachbarten Gene, richtete sich mein Interesse schließlich noch auf drei Gene des Menschen, provisorisch als TU51, TU52 und TU53 bezeichnet, die gemeinsam mit VMD2 eine Genfamilie bilden und auf den Chromosomen 19p13.2-p13.12 (TU51), 12q14.2-q15 (TU52) und 1p32.3-p33 (TU53) lokalisiert werden konnten. Durch die Aufkl{\"a}rung der kodierenden Nukleins{\"a}uresequenzen der Gene wurden konservierte Sequenzabschnitte innerhalb der Genfamilie erkennbar, die auf wichtige funktionelle Abschnitte der Translationsprodukte schließen lassen.},
  subject      = {Makuladystrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schuetz2006,
  author    = {Sch{\"u}tz, Wolfgang},
  title     = {Postmeiotische Expression und funktionelle Charakterisierung von Lamin B3 in der Spermatogenese der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17110},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Lamine geh{\"o}ren zu einer Familie von Proteinen, die als strukturelle Hauptelemente die Kernlamina ausbilden, einen wesentlichen Bestandteil der Kernh{\"u}lle eukaryontischer Zellen. In S{\"a}ugern exprimieren differenzierte somatische Zellen die Lamine A, C, B1 und B2. Die Kernh{\"u}lle in Keimzellen unterscheidet sich in Bezug auf Struktur und Proteinzusammensetzung deutlich von der einer somatischen Zelle. So exprimieren Keimzellen Lamin B1 als einziges der somatischen Lamine und zwei kurze keimbahnspezifische Spleißvarianten, die Lamine C2 und B3. Die vorliegende Arbeit enth{\"a}lt eine detaillierte Analyse des Expressionsmusters und der zellul{\"a}ren Verteilung von Lamin B3 im Verlauf der Spermatogenese der Maus. Die Daten aus RT-PCR, Western Blot und Immunfluoreszenz belegen eindeutig, dass Lamin B3 ausschließlich in postmeiotischen Stadien w{\"a}hrend der Spermiogenese exprimiert wird. In runden Spermatiden konnte das Protein an der Kernh{\"u}lle und {\"u}berraschenderweise auch im Nukleoplasma nachgewiesen werden. Im weiteren Verlauf der Spermiogenese kommt es zu einer Umverteilung des Proteins, es konzentriert sich zunehmend am posterioren Pol des Spermatidenkerns. Damit ist die Lamina w{\"a}hrend der S{\"a}uger-Spermiogenese nur aus B-Typ-Laminen aufgebaut und Lamin B3 ist in S{\"a}ugern das erste Beispiel f{\"u}r ein Lamin, das selektiv nur in postmeiotischen Stadien der Spermatogenese exprimiert wird. Die ektopische Expression von Lamin B3 in Kulturzellen f{\"u}hrt zu einer Deformation der Zellkerne, die eine hakenf{\"o}rmige Gestalt annehmen. Mit Hilfe von Transfektionsexperimenten in COS-7-Zellen konnte eindeutig gezeigt werden, dass die auftretenden morphologischen Ver{\"a}nderungen der Kerne transfizierter Zellen auf die trunkierte zentrale St{\"a}bchendom{\"a}ne in Lamin B3 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Dar{\"u}ber hinaus zeigte das Protein eine stark erh{\"o}hte L{\"o}slichkeit im Vergleich zu Lamin B2 und die Analyse transfizierter Kulturzellen mit „fluorescence recovery after photobleaching" (FRAP) und „fluorescence loss in photobleaching" (FLIP) ergab, dass ein erheblicher Anteil der Lamin-B3-Molek{\"u}le eine hohe Mobilit{\"a}t aufweist, die ebenfalls ausschließlich durch die kurze St{\"a}bchendom{\"a}ne begr{\"u}ndet ist. Die Ergebnisse f{\"u}hren zu dem Schluss, dass Lamin B3 die Kernh{\"u}lle in Keimzellen flexibler macht, was eine Voraussetzung f{\"u}r einige Vorg{\"a}nge in der Spermiogenese sein k{\"o}nnte. Mit einem Fusionsprotein aus GST und dem 84 Aminos{\"a}uren umfassenden N-Terminus von Lamin B3 wurde {\"u}ber einen „Pull-Down-Assay" nach m{\"o}glichen Interaktionspartnern in Keimzellen gesucht. Mit MSY2, MSY2a und MSY4 wurden drei hoch interessante Kandidaten identifiziert. Sie geh{\"o}ren zu den Y-Box-Proteinen, DNA- und RNA-bindende Proteine, die bei der Speicherung und sp{\"a}teren Translation von mRNAs beteiligt sind, u.a. die mRNA von Protamin 1 (diese Form der Regulation von Genexpression hat in der Spermatogenese große Bedeutung). Die Interaktion von Lamin B3 mit diesen Proteinen muss noch {\"u}berpr{\"u}ft werden, w{\"u}rde aber einen weiteren Bezug zwischen Kernh{\"u}lle und Chromatinreorganisation in der Spermiogenese herstellen, wie es f{\"u}r die Kernh{\"u}llenproteine GCL und LBR bereits gezeigt werden konnte. Außerdem w{\"a}re es ein erster Hinweis auf eine funktionelle Bedeutung der N-terminalen Dom{\"a}ne von Lamin B3.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Frentzen2007,
  author    = {Frentzen, Alexa},
  title     = {Posttranskriptionale Regulation der Internalinexpression und alternative Internalin-unabh{\"a}ngige Aufnahme von Listeria monocytogenes in Animalzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25631},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Listeria monocytogenes ist ein weit verbreitetes, Gram-positives humanpatho-genes Bakterium, welches in immunsupprimierten Personen das Krankheitsbild der Listeriose ausl{\"o}sen kann. Der Infektionszyklus der Listerien im Wirt ist im Hinblick auf die Pathogenese dieses Erregers intensiv untersucht worden. Die Regulation der verschiedenen beteiligten Virulenzfaktoren unterliegt in L. monocytogenes einer starken Kontrolle, die einerseits durch regulatorische Proteine aber auch durch Umweltfaktoren beeinflusst wird. Die Mechanismen, die auf transkriptionaler wie auch auf translationaler Ebene die Expression verschiedener listerieller Virulenzgene regulieren, wurden k{\"u}rzlich n{\"a}her charakterisiert. Es wurden f{\"u}r verschiedene listerielle Virulenzgene Riboswitch-mechanismen zur Expressionskontrolle in Listerien neu beschrieben. Durch Vorarbeiten wurde auch f{\"u}r das inlAB-Operon ein posttranskriptionaler Regu-lationsmechanismus postuliert. Dabei wurde der anaerobe Stoffwechsel der Listerien als m{\"o}glicher Ausl{\"o}ser f{\"u}r die beobachtete Translationssteigerung des inlA- und inlB-Gens diskutiert. Innerhalb der vorliegenden Arbeit sollte nun weitergehend untersucht werden, in welchem Bereich der Sequenz des inlAB-Operons sich regulatorische Strukturen zur posttranskriptionalen Regulation unter anaeroben Wachstumsbedingungen befinden. Dazu wurden verschiedene Mutanten mit unterschiedlichen Deletionen im inlAB-Operon konstruiert und die Transkription und Translation sowohl des inlA-, als auch des inlB-Gens betrachtet. Eine Deletion im aroA-Gen bewirkt das Wachstum der Bakterien bei anaerobem Stoffwechsel. Diese Deletion wurde in die konstruierten St{\"a}mme eingef{\"u}gt, um die Expression der Gene unter den verschiedenen Wachstumsbedingungen vergleichen zu k{\"o}nnen. Außerdem wurden verschiedene gus-Reportergen-Fusionsmutanten und Promotor-austauschmutanten konstruiert, um quantitativ aussagekr{\"a}ftigere Daten zu erheben. Die Charakterisierung der Mutanten ließ erkennen, dass keiner der deletierten Bereiche des inlAB-Operons von L. monocytogenes f{\"u}r die beobachtete Translationssteigerung im inlA-Gen bei anaerobem Stoffwechsel verantwortlich zu sein scheint. Das inlB-Gen war innerhalb der hier gezeigten Experimente nicht posttranskriptional reguliert, wie im Vorfeld postuliert. Nach plasmidkodierter Expression verschiedener Bereiche des inlAB-Operons konnte, verglichen mit genomischer Expression, keine Ver{\"a}nderung in der inlA-Expression beobachtet werden. Die m{\"o}gliche Beteiligung eines potentiellen Regulatorproteins konnte innerhalb dieser Arbeit daher nicht n{\"a}her eingegrenzt werden. Auch ein Einfluss der regulatorischen Faktoren Hfq und CcpA auf die Expression des InlA Proteins in der L. monocytogenes \&\#916;aroA-Mutante konnte nicht gefunden werden. Es zeigte sich interessanterweise außerdem, dass weitere Virulenzgene wie actA und hly unter den anaeroben Bedingungen ebenfalls eine Translations-steigerung zeigten. Somit stellt sich abschließend die Frage, ob es sich bei der beobachteten Translationssteigerung des inlA-Gens wirklich um einen durch bestimmte Strukturen in der inlAB-mRNA ausgel{\"o}sten Mechanismus handelt. L. monocytogenes ist als intrazellul{\"a}r replizierendes, Gram-positives Bakterium interessant f{\"u}r den Einsatz in immun- und tumortherapeutischen Anwendungen. Attenuierte L. monocytogenes-St{\"a}mme wurden dazu bereits erfolgreich im Mausmodell als Tr{\"a}gerbakterien f{\"u}r Impfstoffstrategien eingesetzt. Die gezielte Infektion von Geweben ist jedoch aufgrund des wenig ausgepr{\"a}gten Zelltropismus der Listerien im Wirt bisher ein Problem f{\"u}r einen Einsatz in bakterienbasierten Anwendungen, wie z.B. der Tumor- oder Gentherapie. Innerhalb dieser Arbeit wurden L. monocytogenes-St{\"a}mme konstruiert, bei denen chromosomal das f{\"u}r die Integrase codierende Gen gegen das Gen f{\"u}r das Staphylokokken Protein A (SPA) unter der Kontrolle listerieller Promotoren ausgetauscht wurde. Die erfolgreiche Oberfl{\"a}chenlokalisation von Protein A in der Zellwand von Listerien konnte im Western Blot oder in funktionellen Immunfluoreszenzf{\"a}rbungen in Mikroskop- und FACS-Analysen nachgewiesen werden. Diese St{\"a}mme sollen im Cell Targeting zur gezielten Infektion von Geweben eingesetzt werden. Dazu konnten die Bakterien {\"u}ber Herceptin®-HER2/neu-vermittelte Adh{\"a}sion an SK-BR-3-Zellen erfolgreich in diese aufgenommen werden und innerhalb dieser replizieren. Die neu konstruierten Listeria-St{\"a}mme zeigten im Mausmodell keine Ver{\"a}nderung in ihrer Virulenz verglichen mit nicht-SPA-exprimierenden St{\"a}mmen. Die in dieser Arbeit vorgestellte Antik{\"o}rper-Rezeptor-vermittlelte Aufnahme der Listerien in Zellen stellt einen neuen, bisher nicht beschriebenen Mechanismus dar, der in vielen therapeutischen Anwendungen zur Infektion spezifischer Gewebe durch Listerien genutzt werden kann.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Varagnolo2014,
  author    = {Varagnolo, Linda},
  title     = {PRC2 inhibition counteracts the culture-associated loss of engraftment potential of human cord blood-derived hematopoietic stem/progenitor cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-108073},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Cord blood hematopoietic stem cells (CB-HSCs) are an outstanding source for the treatment of a variety of malignant and non-malignant disorders. However, the low amount of cells collected per donor is often insufficient for treatment of adult patients. In order to make sufficient numbers of CB-HSCs available for adults, expansion is required. Different approaches were described for HSC expansion, however these approaches are impeded by the loss of engrafting potential during ex vivo culture. Little is known about the underlying molecular mechanisms. Epigenetic mechanisms play essential roles in controlling stem cell potential and fate decisions and epigenetic strategies are considered for HSC expansion. Therefore, this study aimed to characterize global and local epigenotypes during the expansion of human CB-CD34+, a well established CB progenitor cell type, to better understand the molecular mechanisms leading to the culture-associated loss of engrafting potential. Human CB-CD34+ cells were cultured using 2 different cytokine cocktails: the STF cocktail containing SCF, TPO, FGF-1 and the STFIA cocktail, which combines STF with Angiopoietin-like 5 (Angptl5) and Insulin-like growth factor-binding protein 2 (IGFBP2). The latter expands CB-HSCs ex vivo. Subsequently, the NOD-scid gamma (NSG) mouse model was used to study the engraftment potential of expanded cells. Engraftment potential achieved by fresh CB-CD34+ cells was maintained when CB-CD34+ cells were expanded under STFIA but not under STF conditions. To explore global chromatin changes in freshly isolated and expanded CB-CD34+ cells, levels of the activating H3K4me3 and the repressive H3K27me3 histone marks were determined by chromatin flow cytometry and Western blot analyses. For analysis of genome-wide chromatin changes following ex vivo expansion, transcriptome profiling by microarray and chromatin immunoprecipitation combined with deep sequencing (ChIP-seq) were performed. Additionally, local chromatin transitions were monitored by ChIP analyses on promoter regions of developmental and self-renewal factors. On a global level, freshly isolated CD34+ and CD34- cells differed in H3K4me3 and H3K27me3 levels. After 7 days of expansion, CD34+ and CD34- cells adopted similar levels of active and repressive marks. Expanding the cells without IGFBP2 and Angptl5 led to a higher global H3K27me3 level. ChIP-seq analyses revealed a cytokine cocktail-dependent redistribution of H3K27me3 profiles. Chemical inhibition of the H3K27 methyltransferase EZH2 counteracted the culture-associated loss of NSG engraftment potential. Collectively, the data presented in this study revealed that by adding epigeneticly active compounds in the culture media we observed changes on a chromatin level which counteracted the loss of engraftment potential. H3K27me3 rather than H3K4me3 may be critical to establish a specific engraftment supporting transcriptional program. Furthermore, I identified a critical function for the Polycomb repressive complex 2-component EZH2 in the loss of engraftment potential during the in vitro expansion of HPSCs. Taken together this thesis provides a better molecular understanding of chromatin changes upon expansion of CB-HSPCs and opens up new perspectives for epigenetic ex vivo expansion strategies.},
  subject      = {Epigenetik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bucher2018,
  author    = {Bucher, Hannes},
  title     = {Pre-clinical modeling of viral- and bacterial-induced exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-144368},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {XIII, 105},
  year      = {2018},
  abstract  = {Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) exacerbations are a considerable reason for increased morbidity and mortality in patients. Infections with influenza virus (H1N1), respiratory syncytial virus (RSV) or nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi) are important triggers of exacerbations. To date, no treatments are available which can stop the progression of COPD. Novel approaches are urgently needed. Pre-clinical models of the disease are crucial for the development of novel therapeutic options. In order to establish pre-clinical models which mimic aspects of human COPD exacerbations, mice were exposed to cigarette smoke (CS) and additionally infected with H1N1, RSV and/or NTHi. Clinically relevant treatments such as the corticosteroids Fluticasone propionate and Dexamethasone, the phosphodiesterase-4 (PDE-4) inhibitor Roflumilast and the long-acting muscarinic receptor antagonist Tiotropium were tested in the established models. Furthermore, a novel treatment approach using antibodies (Abs) directed against IL-1α, IL-1β or IL-1R1 was examined in the established CS/H1N1 model. Levels of IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-6, KC, TNF-α, RANTES, IL-17, MCP-1, MIP 1α and MIP-1β were measured in lung homogenate. Numbers of total cells, neutrophils and macrophages were assessed in bronchoalveolar lavage (BAL) fluid. Hematoxylin- and eosin- (H\&E-) stained lung slices were analyzed to detect pathological changes. Quantitative polymerase-chain-reaction (qPCR) was used to investigate gene expression of ICAM-1 and MUC5 A/C. The viral/bacterial load was investigated in lung homogenate or BAL fluid. In addition to the in vivo studies, the effects of the above mentioned treatments were investigated in vitro in H1N1, RSV or NTHi-infected (primary) human bronchial epithelial cells using submerged or air-liquid-interface (ALI) cell culture systems. Four pre-clinical models (CS/H1N1, CS/RSV, CS/NTHi, CS/H1N1/NTHi) were established depicting clinically relevant aspects of COPD exacerbations such as increased inflammatory cells and cytokines in the airways and impaired lung function. In the CS/H1N1 model, Tiotropium improved lung function and was superior in reducing inflammation in comparison to Fluticasone or Roflumilast. Moreover, Fluticasone increased the loss of body-weight, levels of IL-6, KC and TNF-α and worsened lung function. In CS/RSV-exposed mice Tiotropium but not Fluticasone or Roflumilast treatment reduced neutrophil numbers and IL-6 and TNF α levels in the lung. The viral load of H1N1 and RSV was significantly elevated in CS/virus-exposed mice and NCI-H292 cells after Fluticasone and Dexamethasone treatment. The results from these studies demonstrate that Tiotropium has anti-inflammatory effects on CS/virus-induced inflammation and might help to explain the observed reduction of exacerbation rates in Tiotropium-treated COPD patients. Furthermore, the findings from this work indicate that treatment with Fluticasone or Dexamethasone might not be beneficial to reduce inflammation in the airways of COPD patients and supports clinical studies that link treatment with corticosteroids to an increased risk for pneumonia. Testing of anti-IL-1α, anti-IL-1β or anti-IL-1R1 Abs in the CS/H1N1 model suggests that, in line with clinical data, antagonization of IL-1β is not sufficient to reduce pulmonary inflammation and indicates a predominant role of IL-1α in CS/virus-induced airway inflammation. In line with the in vivo findings, anti-IL-1α but not anti-IL-1β Abs reduced levels of TNF-α and IL-6 in H1N1-infected primary human bronchial epithelial ALI cell culture. Blocking the IL-1R1 provided significant inhibitory effects on inflammatory cells in vivo but was inferior compared to inhibiting both its soluble ligands IL-1α and IL-1β. Concomitant usage of Abs against IL-1α/IL-1β revealed strong effects and reduced total cells, neutrophils and macrophages. Additionally, levels of KC, IL-6, TNF-α, MCP-1, MIP-1α and MIP-1β were significantly reduced and ICAM-1 mRNA expression was attenuated. These results suggest that combined inhibition of IL-1α/IL-1β might be beneficial to reduce inflammation and exacerbations in COPD patients. Moreover, combined targeting of both IL-1α/IL-1β might be more efficient compared to inhibition of the IL-1R1. As in the CS/virus models, corticosteroid treatment failed to reduce inflammatory cells in the CS/NTHi and CS/H1N1/NTHi models, increased the loss of body-weight and the bacterial load. Furthermore, Roflumilast administration had no significant effects on cell counts or cytokines. However, it improved compliance in the CS/NTHi model. Treatment with Azithromycin reduced the bacterial load in the CS/NTHi model and reduced numbers of total cells, neutrophils, macrophages and levels of KC and TNF-α in the CS/H1N1/NTHi model. In conclusion, the established CS/H1N1, CS/RSV, CS/NTHi, CS/H1N1/NTHi models depict clinically relevant aspects of human COPD exacerbations in mice and provide the opportunity to investigate underlying disease mechanisms and to test novel therapies.},
  subject      = {Obstruktive Ventilationsst{\"o}rung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jung2018,
  author    = {Jung, Jamin},
  title     = {Precise timing of the trypanosome cell division cycle},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-114932},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {African trypanosomes are the causative agents of fatal diseases in humans and livestock. Trypanosomes show a complex lifecycle and shuttle between the transmitting vector, the tsetse (Glossina spec.), and the mammalian host. As a result of this the parasite undergoes tremendous changes in morphology and metabolism to adapt to the different living environments. The two best-studied lifecycle stages are the procyclic forms (PCF) that live in the tsetse fly and the proliferative bloodstream form (BSF) that resides in the mammalian blood. The most conspicuous weapon that trypanosomes use to evade the host immune attack is a dense layer of a single protein type, the variant surface glycoprotein (VSG), which shields the entire cell surface. Immune evasion required high rates of surface membrane turnover and surface coat recycling. Trypanosomes show highly polarised cell architecture with all major eukaryotic organelles (endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, endosomal apparatus, lysosome, mitochondrion and peroxisome-like glycosomes) generally present in single copy. Furthermore, trypanosomes possess a single flagellum, which is important not only for cellular motility but also for cell division. How the duplication of all these cellular components is coordinated in order to progresss through the cell division cycle is poorly understood. We used trypanosomes as a model organism due to the relative simplicity and the polarised nature of their cell architecture and determined the duplication of all their compartments. This was only possible due to a new synchronisation approach developed during this project. In the first part of the thesis a precise temporal map of the cell division cycle of the BSF T. brucei cell division cycle was generated. By the use of well-described morphological markers (K/N status, new flagellum outgrowth and DNA synthesis) the position of individual cells was determined with high temporal resolution; this allowed us for the first time to synchronise a cell population in silico without affecting the naturally asynchronous growth. In the second part of the thesis we used this tool to follow duplication events of the Major organelles during progression through the cell division cycle. We precisely determined the time points of organelle duplication and found that it is ordered in trypanosomes. Furthermore we found that BSF T. brucei cells do not grow continuously, cell size start to increase rapidly, during a short period of time, late in the cell division cycle. We speculate that the initiation of cell volume increase is temporally separated from the formation of all secretory organelles in order to ensure maintenance of the protective coat, which must remain intact at all times in order for BSF trypanosomes to be able to evade the host immune response.},
  subject      = {Zellteilung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Becker2020,
  author    = {Becker, Mira Caroline},
  title     = {Principles of olfactory-visual integration to form a common percept in honeybees},
  doi       = {10.25972/OPUS-19919},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {The honeybee is a well studied and important organism in neuroethology. The possibility to train them with a classical conditioning paradigm and their miniature brain provide a perfect requisite to investigate the neuronal principles of learning and memory. Honeybees use visual and olfactory cues to detect flowers during their foraging trips. Hence, the reward association of a nectar source is a multi-modal construct, which has at least two major components - olfactory and visual cues. It is still an open question, how both sensory components are converged in the mushroom body, which represent the multi-modal integration centre of the honeybee brain. The main goal of this study, is to investigate the processing of multiple modalities and how a reward association is formed. This includes, how and wether both sensory modalities interfere during learning. Thus, in this study stimulation with UV, blue and green light was used to evoke distinct photoreceptor activities in the compound eye. Furthermore, three different odours (Geraniol, Citronellol and Farnesol) were used. These stimuli were tested in three different experimental series. The first experiment involved classical differential conditioning of the single modalities - odour and colour. Honeybees showed high learning performances in differentiating olfactory stimuli and also reliable responses for visual conditioning. Furthermore, a temporal discrepancy in the stimulus length for best learning in the olfatcoty and visual cues was found. In the second series, it was tested how multi-modal compounds are perceived. This includes, unique cues (configural processing) or the sum of the single components of a compound (elemen- tal processing). This was tested by combining single odour components with monochromatic light in a positive (PP) and negative patterning (NP) experiment. During PP, the olfactory- visual compound was rewarded, whereas the single components were unrewarded. In contrast, during NP the single components were reinforced, but the compound was not. In addition, the ability to distinguish between two different light stimuli presented as a part of an olfactory-visual compound with the same odour component during acquisition was tested. In a memory test, the light stimuli were presented again as a compound and in addition as the single components. The results revealed that bees used elemental processing with compounds containing green and blue light. In contrast, when UV light was presented the bees used configural processing. Finally, a third experiment was conducted at the neuronal level. Multi-unit recordings were established to provide a suitable method to analyse extrinsic neurons at the mushroom body output region, the so called ventral lobe of the pedunculus. Here, three different odours (Geran- iol, Farnesol and Citronellol), two colours (green and blue) and two combined stimuli (colour + odour) were chosen as stimuli, to search for possible variations in processing stimuli with different modalities. Two units could be detected that responded mainly to visual stimuli.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmalz2023,
  author    = {Schmalz, Fabian Dominik},
  title     = {Processing of behaviorally relevant stimuli at different levels in the bee brain},
  doi       = {10.25972/OPUS-28882},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-288824},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The behavior of honeybees and bumblebees relies on a constant sensory integration of abiotic or biotic stimuli. As eusocial insects, a sophisticated intraspecific communication as well as the processing of multisensory cues during foraging is of utter importance. To tackle the arising challenges, both honeybees and bumblebees have evolved a sophisticated olfactory and visual processing system. In both organisms, olfactory reception starts at the antennae, where olfactory sensilla cover the antennal surface in a sex-specific manner. These sensilla house olfactory receptor neurons (ORN) that express olfactory receptors. ORNs send their axons via four tracts to the antennal lobe (AL), the prime olfactory processing center in the bee brain. Here, ORNs specifically innervate spheroidal structures, so-called glomeruli, in which they form synapses with local interneurons and projection neurons (PN). PNs subsequently project the olfactory information via two distinct tracts, the medial and the lateral antennal-lobe tract, to the mushroom body (MB), the main center of sensory integration and memory formation. In the honeybee calyx, the sensory input region of the MB, PNs synapse on Kenyon cells (KC), the principal neuron type of the MB. Olfactory PNs mainly innervate the lip and basal ring layer of the calyx. In addition, the basal ring receives input from visual PNs, making it the first site of integration of visual and olfactory information. Visual PNs, carrying sensory information from the optic lobes, send their terminals not only to the to the basal ring compartment but also to the collar of the calyx. Receiving olfactory or visual input, KCs send their axons along the MB peduncle and terminate in the main output regions of the MB, the medial and the vertical lobe (VL) in a layer-specific manner. In the MB lobes, KCs synapse onto mushroom body output neurons (MBON). In so far barely understood processes, multimodal information is integrated by the MBONs and then relayed further into the protocerebral lobes, the contralateral brain hemisphere, or the central brain among others. This dissertation comprises a dichotomous structure that (i) aims to gain more insight into the olfactory processing in bumblebees and (ii) sets out to broaden our understanding of visual processing in honeybee MBONs. The first manuscript examines the olfactory processing of Bombus terrestris and specifically investigates sex-specific differences. We used behavioral (absolute conditioning) and electrophysiological approaches to elaborate the processing of ecologically relevant odors (components of plant odors and pheromones) at three distinct levels, in the periphery, in the AL and during olfactory conditioning. We found both sexes to form robust memories after absolute conditioning and to generalize towards the carbon chain length of the presented odors. On the contrary, electroantennographic (EAG) activity showed distinct stimulus and sex-specific activity, e.g. reduced activity towards citronellol in drones. Interestingly, extracellular multi-unit recordings in the AL confirmed stimulus and sex-specific differences in olfactory processing, but did not reflect the differences previously found in the EAG. Here, farnesol and 2,3-dihydrofarnesol, components of sex-specific pheromones, show a distinct representation, especially in workers, corroborating the results of a previous study. This explicitly different representation suggests that the peripheral stimulus representation is an imperfect indication for neuronal representation in high-order neuropils and ecological importance of a specific odor. The second manuscript investigates MBONs in honeybees to gain more insights into visual processing in the VL. Honeybee MBONs can be categorized into visually responsive, olfactory responsive and multimodal. To clarify which visual features are represented at this high-order integration center, we used extracellular multi-unit recordings in combination with visual and olfactory stimulation. We show for the first time that information about brightness and wavelength is preserved in the VL. Furthermore, we defined three specific classes of visual MBONs that distinctly encode the intensity, identity or simply the onset of a stimulus. The identity-subgroup exhibits a specific tuning towards UV light. These results support the view of the MB as the center of multimodal integration that categorizes sensory input and subsequently channels this information into specific MBON populations. Finally, I discuss differences between the peripheral representations of stimuli and their distinct processing in high-order neuropils. The unique activity of farnesol in manuscript 1 or the representation of UV light in manuscript 2 suggest that the peripheral representation of a stimulus is insufficient as a sole indicator for its neural activity in subsequent neuropils or its putative behavioral importance. In addition, I discuss the influence of hard-wired concepts or plasticity induced changes in the sensory pathways on the processing of such key stimuli in the peripheral reception as well as in high-order centers like the AL or the MB. The MB as the center of multisensory integration has been broadly examined for its olfactory processing capabilities and receives increasing interest about its visual coding properties. To further unravel its role of sensory integration and to include neglected modalities, future studies need to combine additional approaches and gain more insights on the multimodal aspects in both the input and output region.},
  subject      = {Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmid2008,
  author    = {Schmid, Ursula},
  title     = {Protection against oxidative DNA damage by antioxidants, hormone-receptor blockers and HMG-CoA-reductase inhibitors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28379},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In the course of this study, several endogenous compounds and model substances were used to mimic the conditions in patients suffering from hypertension. As endogenous compounds, angiotensin II and aldosterone were chosen. As model substances, 4-nitroquinoline-1-oxide (NQO), hydrogen peroxide and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) were selected. Benfotiamine as well as \&\#945;-tocopherol proved in the course of the experiments to be able to prevent angiotensin II-induced formation of oxidative DNA strand breaks and micronuclei. This could be due to a prior inhibition of the release of reactive oxygen species and is in contrast to results which were achieved using thiamine. Furthermore, experiments in which cells were pre-incubated with benfotiamine followed by incubation with NQO showed that benfotiamine was not able to prevent the induction of oxidative stress. The hypothesis that benfotiamine has, like \&\#945;-tocopherol, direct antioxidative capacity was fortified by measurements in cell free systems. In brief, a new working mechanism for benfotiamine in addition to the ones already known could be provided. In the second part of the study, angiotensin II was shown to be dose-dependently genotoxic. This effect is mediated via the angiotensin II type 1 receptor (AT1R) which. Further experiments were extended from in vitro settings to the isolated perfused kidney. Here it could be shown that angiotensin II caused vasoconstriction and DNA strand breaks. Co-perfusion of kidneys with angiotensin II and candesartan prevented vasoconstriction and formation of strand breaks. DNA strand break formation due to mechanical stress or hypoxia could be ruled out after additional experiments with the thromboxane mimetic U 46619. Detailed investigation of the DNA damage in vitro revealed that angiotensin II induces single strand breaks, double strand breaks and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-oxodG)-adducts as well as abasic sites. Investigations of the effects of aldosterone-treatment in kidney cells showed an increase of oxidative stress, DNA strand breaks and micronuclei which could be prevented by the steroidal mineralocorticoid receptor antagonist eplerenone. Additional experiments with the non-steroidal mineralocorticoid receptor antagonist (S)-BR-4628 revealed that this substance was also able to prevent oxidative stress and genomic damage and proved to be more potent than eplerenone. In vivo, hyperaldosteronism was imitated in rats by aid of the deoxycorticosteroneacetate (DOCA) salt model. After this treatment, levels of DNA strand breaks and chromosomal aberrations in the kidney could be observed. Furthermore, an increase in the release of ROS could be measured. Treatment of these animals with spironolactone , BR-4628 and enalaprile revealed that all antagonists were effective BR-4628 was the most potent drug. Finally, rosuvastatin was investigated. In HL-60 cells phorbol 12-myristate 13-acetate caused oxidative stress. Rosuvastatin was able to prevent the release of ROS and subsequent oxidative DNA damage when co-incubated with PMA. Furthermore, not only an inhibition of PMA-induced oxidative stress but also inhibition of the unspecific release of ROS induced by hydrogen peroxide was observable. Addition of farnesyl pyrophosphate (FPP), geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP), and mevalonate, intermediates of the cholesterol pathway, caused only a marginal increase of oxidative stress in cells treated simultaneously with PMA and rosuvastatin, thus indicating the effect of rosuvastatin to be HMG-CoA-reductase-independent. Investigation of the gene expression of subunits of NAD(P)H oxidase revealed a down-regulation of p67phox following rosuvastatin-treatment. Furthermore, it could be shown that rosuvastatin treatment alone or in combination with PMA increased total glutathione levels probably due to an induction of the gene expression and enzyme activity of \&\#947;-glutamylcysteine synthetase (\&\#947;-GCS).},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Cook2012,
  author    = {Cook, Vanessa Janine},
  title     = {Protection of healthy tissues from infection with systemically administered vaccinia virus strains},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69654},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Oncolytic virotherapy using recombinant vaccinia virus strains is a promising approach for the treatment of cancer. To further improve the safety of oncolytic vaccinia viruses, the cellular microRNA machinery can be applied as the host's own security mechanism to avoid unwanted viral replication in healthy tissues. MicroRNAs are a class of small single-stranded RNAs which due to their ability to mediate post-transcriptional gene-silencing, play a crucial role in almost every regulatory process in cellular metabolism. Different cancers display unique microRNA expression patterns, showing significant up- or downregulation of endogenously expressed microRNAs. Furthermore, the behavior of cancer cells can be altered by either adding microRNAs known to inhibit cancer cell spread and proliferation or suppressing cancer promoting microRNAs (oncomirs) making microRNAs promising targets for cancer gene therapy. The cell's own RNAi machinery can also be utilized to control viral replication due to the virus dependence on the host cell replication machinery, a process controlled by microRNAs. GLV-1h68 is a replication-competent recombinant oncolytic vaccinia virus constructed and generated by Genelux Corp., San Diego, CA, USA which carries insertions of three reporter gene cassettes for detection and attenuation purposes and is currently being evaluated for cancer treatment in clinical trials. Though there are hardly any side effects found in GLV-1h68 mediated oncolytic therapy an increased tropism for replication exclusively in cancer cells is desirable. Therefore it was investigated whether or not further cancer cell specificity of a recombinant vaccinia virus strain could be obtained without compromising its oncolytic activity using microRNA interference. Let-7a is a well characterized microRNA known to be expressed in high levels in healthy tissues and strongly downregulated in most cancers. To control vaccinia virus replication rates, four copies of the mature human microRNA let-7a target sequence were cloned behind the stop codon in the 3'end of the vaccinia virus D4R gene, using a GLV-1h68 derivative, GLV-1h190, as parental strain yielding the new recombinant virus strain GLV-1h250. The D4R gene belongs to the group of early transcribed vaccinia genes and encodes an essential enzyme, uracil DNA glycosylase, which catalyzes the removal of uracil residues from double-stranded DNA. A defect in D4R prevents vaccinia virus from entering into the intermediate and late phase of replication, leading to an aborted virus replication. After expression of the microRNA target sequence from the vaccinia virus genome, the endogenously expressed microRNA-let-7a should recognize its target structure within the viral mRNA transcript, thereby binding and degrading the viral mRNA which should lead to a strong inhibition of the virus replication in healthy cells. GLV-1h250 replication rates in cancerous A549 lung adenocarcinoma cells, which show a strong down-regulation of microRNA let-7a, was comparable to the replication rates of its parental strain GLV-1h190 and the control strain GLV-1h68. In contrast, GLV-1h250 displayed a 10-fold decrease in viral replication in non-cancerous ERC cells when compared to GLV-1h190 and GLV-1h68. In A549 tumor bearing nude mice GLV-1h250 replicated exclusively in the tumorous tissue and resulted in efficient tumor regression without adverse effects leading to the conclusion that GLV-1h250 replicates preferentially in cancerous cells and tissues, which display low endogenous let-7a expression levels.},
  subject      = {Vaccinia-Virus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kaltenpoth2006,
  author    = {Kaltenpoth, Martin},
  title     = {Protective bacteria and attractive pheromones - symbiosis and chemical communication in beewolves (Philanthus spp., Hymenoptera, Crabronidae)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20867},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {BACTERIAL ENDOSYMBIONTS OF BEEWOLVES Symbiotic interactions between different species are ubiquitous and essential components of the natural world and have probably affected the evolution of every living organism. Insects are the most diverse metazoan class on earth, and they benefit from the extensive metabolic potential of microorganisms in a wide variety of symbiotic associations. The vast majority of well-studied insect-microbe symbioses to date are nutritional interactions in which the symbionts provide their hosts with essential nutrients. Some cases, however, have been described in which symbiotic bacteria play an important role in intraspecific olfactory communication or serve as a defense against pathogens or parasitoids. This thesis reports on a unique and highly specialized association between a digger wasp, the European beewolf (Philanthus triangulum, Hymenoptera, Crabronidae), and actinomycete bacteria. In contrast to all other known symbioses, the beewolf bacteria are cultivated in the reservoirs of unique antennal glands in female beewolves. The female secretes the bacteria into its subterranean brood cells prior to oviposition. Several days later, when the beewolf larva has finished feeding on the paralyzed honeybees that had been provisioned by the mother, it takes up the bacteria and applies them to the cocoon silk during the spinning process. On the cocoon, the symbionts play an important role in reducing the incidence of fungal infestation and thereby significantly enhance the survival probability of the larva in the cocoon during the long and potentially very dangerous inactive phase of hibernation in the underground brood cell. Observations of beewolf larvae as well as experiments in which female beewolf larvae were reared in the absence of the bacteria suggest that the symbionts are transmitted vertically from mothers to daughters. Presumably, the bacteria are taken up from the cocoon during eclosion and incorporated into the antennal gland reservoirs. Phylogenetic analyses of hosts and symbionts as well as artificial transfer experiments are necessary to investigate whether horizontal transmission of bacteria between beewolf species may occasionally occur. Genetic analyses revealed that the symbionts constitute an undescribed species of the genus Streptomyces within the eubacterial family Actinomycetaceae. 16S rDNA primers and an oligonucletide probe were designed for the specific detection of the Philanthus endosymbionts by PCR and fluorescence in-situ hybridization (FISH). By PCR-based screening, closely related endosymbionts were found in 28 Philanthus species and subspecies. By contrast, no symbionts could be detected in closely related genera of the subfamily Philanthinae (Aphilanthops, Clypeadon, Cerceris), indicating that the symbiosis might be restricted to the genus Philanthus. Based on almost complete 16S rRNA gene sequence data, the symbionts of all analyzed Philanthus species formed a monophyletic clade within the genus Streptomyces, indicating that the symbiosis is highly specific and most likely the product of a long history of coevolution and cospeciation. Sequence divergences among symbionts suggest an origin of the Philanthus- Streptomyces association about 26-67 million years ago, which may have coincided with the origin of the genus Philanthus. On the basis of 16S rDNA sequences and ultrastructural data, the new taxon 'Candidatus Streptomyces philanthi' is proposed for the antennal symbionts of Philanthus species, with symbionts from different host species being treated as ecotypes and named according to their hosts (e.g. 'Candidatus Streptomyces philanthi triangulum'). It is not yet clear how the bacteria benefit from the association with Philanthus species. Certainly, they obtain an unoccupied and presumably competition-free niche in the beewolf antennae and a reliable transmission route to the next generation. Additionally, several pieces of evidence suggest that they may also receive nutrients from their host: (1) Females secrete massive amounts of bacteria into each brood cell and sometimes construct several brood cells per day; thus, the bacteria have to grow quickly inside the antennal gland reservoirs to replenish the stock for further brood cells. (2) The reservoirs are surrounded by class 3 gland cells that may supply the bacteria with nutrients (e.g. amino acids). (3) One of the walls bordering the antennal gland is of a net-like structure, thus, possibly allowing hemolymph to enter the reservoir lumen and provide nutrients to the symbionts. This possibility is further substantiated by chemical analyses of the hydrocarbon profile of the antennal gland secretion and female hemolymph, which revealed very similar compositions. The beewolf-Streptomyces symbiosis constitutes the first known case of bacteria being cultivated in insect antennae and one of the few examples involving the pharmaceutically important group of actinomycete bacteria as insect endosymbionts. Further studies on ecological and evolutionary aspects of the symbiosis will provide valuable insights into the importance of actinomycete bacteria for pathogen defense in insects and may also identify novel secondary metabolites with antibiotic properties that might prove useful for human medicine. CHEMICAL COMMUNICATION AND MATE CHOICE IN THE EUROPEAN BEEWOLF Chemical signals constitute both the most ancient and the most common form of communication among organisms. In insects, pheromones play an essential role in mediating intraspecific communication. Many recent studies have investigated the importance of insect olfactory signals in the context of courtship and mating. However, since most of these studies have focused on female pheromones, male sex pheromones have as yet received little attention despite their potential ecological as well as evolutionary importance for mate attraction and mate choice. Male European beewolves establish and defend small territories that they mark with a secretion from cephalic glands. Presumably, the secretion acts as a sex pheromone and attracts receptive females to the territory. Since male territories are clumped around female nesting sites, females have the opportunity to choose among potential mates. The marking pheromone of male beewolves varies with kinship, and it is demonstrated here that geographic origin, age and size also affect the amount and/or composition of the pheromone. Thus, the marking secretion contains information on a variety of male characters that may be important in the context of female choice. Both genetic distance ("optimal outbreeding") and overall genetic quality ("good genes") of a male might influence female mating decisions in the European beewolf. Polymorphic microsatellite markers are presented for the European beewolf that facilitate female choice experiments by genetic paternity analysis.},
  subject      = {Philanthus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Le2008,
  author    = {Le, Thu Ha},
  title     = {Protein dynamics in responder and non-responder solid tumor xenografts during oncolytic viral therapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32016},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {VACV GLV-1h68 was reported as a diagnostic/therapeutic vector which enters, replicates in, and reveals the locations of tumors in mice. Furthermore, the effect on tumor colonization, on tumor growth, regression and eradication by VACV GLV-1h68 without the need of any known genes with anti-tumoral activities was determined. To investigate differential protein expression between infected tumor cells and corresponding tumors, as well as between infected tumor cells, between infected tumors, proteomics is particularly used, possibly contributing to the understanding oncolytic ability on the protein level of VACV GLV-1h68. The given effects of VACV GLV-1h68 infection on cellular protein expression support tumor cell killing. In this study, differential protein expression was analyzed at different time points with two-dimensional gel electrophoresis (2DE) followed by MALDI-TOF/TOF identification. Comparative analysis of multiple 2-DE gels revealed that the majority of protein expression changes appeared at 48 hours post infection in cell cultivation and at 42 days post infection in tumors. Mass spectrometry identified 68, 75, 159 altered cellular proteins in the GI-101A, HT-29, PC-3 infected cells, respectively, including 30, 23, 49 up-regulated proteins and 38, 52, 110 down-regulated proteins 12 to 48 hours after infection. For xenografts, mass spectrometry identified 270, 101, 91 altered cellular proteins in the infected GI-101A, HT-29, PC-3 tumors, respectively, including 89, 70, 40 up-regulated proteins and 181, 31, 51 down-regulated proteins 7 to 42 days after infection. In general, in the cell lines, the proteins found to be differentially regulated are most often associated with metabolic processes, in particular with primary energy metabolism (glucose catabolism, TCA and lactate production). VAVC GLV 1h68 infection results in hijacking of the host translation apparatus, alteration of cytoskeleton networks, induce ubiqitin proteasome pathway (UPP) disorders. Particularly in tumors, the responses cover a much broader panel of cellular processes, including signalling (e.g., cell death), transport (in particular of iron ions) and migration. A common pathway to be up-regulated in both tumors and cell lines is the "unfolded protein response". Notably, VACV GLV-1h68 affected the anti-apoptosis pathways in GI-101A and PC-3 cancer cells but not in HT-29 xenografts. For example, GI-101A xenografts in mice appear 12 proteins associated with anti-apoptosis function. They were found down-regulated, including tumor protein-translationally-controlled (H-TPT1), rho-GDP-dissociation inhibitor alpha (H-GDIa), ywhaq protein (M-1433T), H-PRDX4, serine/threonine-protein phosphatase-2A-catalytic subunit beta isoform PP2A (M-Ppp2cb), eukaryotic translation initiation factor 2-subunit 1 alpha-35kDa (H-eIF2), H-actinin-\&\#945;1 (ACTN1 ), Annexin A1 (H-A1), annexin A5 (H-A5), Mouse albumin 1 (M-Alb1), dimethylarginine dimethylaminohydrolase 2 (H-DDAH2). In PC-3 xenografts, anti-apoptosis expression is lesser than those in GI-101A cells, however 3 anti-apoptosis associated proteins were down-regulated such as ARP3 actin-related protein-3-homolog (H-ARP3), Human FLNA protein, Rho GDP dissociation inhibitor (GDI) alpha (H-GDIa). In contrast, in HT-29 xenografts, there are several anti-apoptosis-associated proteins that show even to be up-regulated; they mostly belong to peroxiredoxin proteins. Lesson from HT-29 had been given what various means the HT-29 cells use to escape their apoptosis fate. This suggests that VAVC GLV1h68 infection may induce unbalance of unfolded protein response (UPR) but tending to anti-apoptosis-mediated proteins and promote the destructive elements of UPR, including caspase-12 cleavage and apoptosis. Taken together in this thesis research I have tried to compare protein profiles obtained from responder cell line and from regressing solid tumors colonized by VAVC GLV-1h68 with that of non-responding tumors. I also compared these data with PC-3 prostate cell line and tumor data on intermediate responder which alter mouse protein profiling in tumors similarly to the highly efficacious GI-101A breast tumor cell line. From these comparisons I have deduced exciting protein pattern signature characteristic for a responder or distinctly different from non-responder system. Combining these few crucial genes involved with the transcriptional test data obtained by fellow graduate student at NIH a novel national designed VACV GLV-1h68 strains with enhanced efficacy in many today non-responder cancer cell lines will be available to be tested into ongoing clinical trials.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitt2008,
  author    = {Schmitt, Johannes},
  title     = {Proteine der Kernh{\"u}lle und deren Rolle bei der Umgestaltung des Zellkerns meiotischer und postmeiotischer Zellen von S{\"a}ugern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31203},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {W{\"a}hrend der Spermatogenese finden erstaunliche Differenzierungsprozessen statt. Reguliert wird die Spermatogenese sowohl hormonell als auch durch Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zelltypen und der extrazellul{\"a}rer Matrix. Unterteilt wird die Spermatogenese in drei funktionelle Einheiten. Die Proliferationsphase, die Meiose und die Spermiogenese. Im Laufe der Proliferationsphase gehen aus den Spermatogonien, Spermatocyten hervor, die die Meiose durchlaufen. W{\"a}hrend der Prophase I der Meiose kommt es zur Reduktion und Rekombination des genetischen Materials, was mit charakteristischen und h{\"o}chst dynamischen Bewegungsvorg{\"a}ngen der Telomere einhergeht. Auf die Meiose folgt die Spermiogenese, in der das genetische Material in seine „Transportform" {\"u}berf{\"u}hrt wird und aus einer station{\"a}ren, zellverbundenen Einheit ein mobiles autark funktionierendes Vehikel des genetischen Materials wird; das Spermium. Um das Verst{\"a}ndnis dieser Vorg{\"a}nge zu erweitern wurden in dieser Arbeit die Verteilungsmuster einiger Proteine in der Kernh{\"u}lle von Zellen der Spermatogenese, in Hinblick auf ihre dynamische Umverteilung untersucht. Bei diesen Proteinen handelte es sich um die SUN-Dom{\"a}nen Proteine und das meiosespezifische Lamin C2. Die SUN-Dom{\"a}nen Proteine sind Teil des membrandurchspannenden LINC-Komplexes, der Komponenten des Nukleoplasma mit denen des Cytoplasma verbindet. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, Sun1 und Sun2 w{\"a}hrend der Meiose exprimiert werden, und an den Anheftungsplatten meiotischer Chromosomen lokalisieren und deren dynamisches Verteilungsmuster dem Verteilungsmuster der Telomere w{\"a}hrend der Prophase I der Meiose entsprechen. Dies deutet darauf hin, dass Sun1 und Sun2 eine tragende Rolle, w{\"a}hrend der koordinierten Bewegungsprozessen der Prophase I der Meiose spielen. In der Spermiogenese sind die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, Sun1 und Sun3 vertreten. Dabei weist deren unterschiedliche Lokalisation an entgegengesetzten Zellpolen darauf hin, dass Sun1 und Sun3 m{\"o}glicherweise unterschiedliche Funktionen bei der Umgestaltung des Spermienkopfes w{\"a}hrend der Spermiogenese erf{\"u}llen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Etablierung einer Mauslinie um die Rolle von Lamin C2 in der Meiose untersuchen zu k{\"o}nnen. Hierzu wurde eine Lamin C2 Knock-out Studie begonnen. In ersten Untersuchungen der knock-out Tiere konnte eine Gr{\"o}ßenreduktion der Hoden beobachtet werden. Ebenso konnte ein Abbruch der Meiose vermerkt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass sowohl die SUN-Dom{\"a}nen Proteine, als auch Lamin C2, wichtige Rollen in dem komplexen Arrangement der Spermatogenese {\"u}bernehmen.},
  subject      = {Meiose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weber2007,
  author    = {Weber, Natalia},
  title     = {Psychosoziale Aspekte bei heredit{\"a}rer Mamma/Ovarial-Ca-Belastung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28330},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der psychischen Befindlichkeit und anderer gesundheitsbezogenen Konditionen der Frauen und M{\"a}nner mit famili{\"a}ren Mamma- und Ovarialkarzinomrisiko sowie die Kl{\"a}rung hinsichtlich der Bew{\"a}ltigung und Auswirkung genetischer Risikoinformation. Es wurden Risikowahrnehmung, Informationsstand, Inanspruchnahme der Beratungsangebote sowie der Fr{\"u}herkennungsmaßnahmen, Einstellung gegen{\"u}ber genetischer Brustkrebsdiagnostik und famili{\"a}rer/sozialer Kommunikation untersucht. Die vollst{\"a}ndig ausgef{\"u}llten Frageb{\"o}gen von Ratsuchenden und Betroffenen, die an der Beratung und Befragung im Zentrum f{\"u}r „Famili{\"a}ren Brust-/Eierstockkrebs" teilgenommen haben, wurden von uns ausgewertet. F{\"u}r die beratenden Institutionen ist das Wissen der vielf{\"a}ltigen psychischen und sozialen Folgen bei den Testsuchenden und deren Familien sehr wichtig. Nur so kann das Betreuungskonzept und das Beratungsangebot verbessert werden.},
  subject      = {Brustkrebs},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Letschert2019,
  author    = {Letschert, Sebastian},
  title     = {Quantitative Analysis of Membrane Components using Super-Resolution Microscopy},
  doi       = {10.25972/OPUS-16213},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-162139},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {The plasma membrane is one of the most thoroughly studied and at the same time most complex, diverse, and least understood cellular structures. Its function is determined by the molecular composition as well as the spatial arrangement of its components. Even after decades of extensive membrane research and the proposal of dozens of models and theories, the structural organization of plasma membranes remains largely unknown. Modern imaging tools such as super-resolution fluorescence microscopy are one of the most efficient techniques in life sciences and are widely used to study the spatial arrangement and quantitative behavior of biomolecules in fixed and living cells. In this work, direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) was used to investigate the structural distribution of mem-brane components with virtually molecular resolution. Key issues are different preparation and staining strategies for membrane imaging as well as localization-based quantitative analyses of membrane molecules. An essential precondition for the spatial and quantitative analysis of membrane components is the prevention of photoswitching artifacts in reconstructed localization microscopy images. Therefore, the impact of irradiation intensity, label density and photoswitching behavior on the distribution of plasma membrane and mitochondrial membrane proteins in dSTORM images was investigated. It is demonstrated that the combination of densely labeled plasma membranes and inappropriate photoswitching rates induces artificial membrane clusters. Moreover, inhomogeneous localization distributions induced by projections of three-dimensional membrane structures such as microvilli and vesicles are prone to generate artifacts in images of biological membranes. Alternative imaging techniques and ways to prevent artifacts in single-molecule localization microscopy are presented and extensively discussed. Another central topic addresses the spatial organization of glycosylated components covering the cell membrane. It is shown that a bioorthogonal chemical reporter system consisting of modified monosaccharide precursors and organic fluorophores can be used for specific labeling of membrane-associated glycoproteins and -lipids. The distribution of glycans was visualized by dSTORM showing a homogeneous molecule distribution on different mammalian cell lines without the presence of clusters. An absolute number of around five million glycans per cell was estimated and the results show that the combination of metabolic labeling, click chemistry, and single-molecule localization microscopy can be efficiently used to study cell surface glycoconjugates. In a third project, dSTORM was performed to investigate low-expressing receptors on cancer cells which can act as targets in personalized immunotherapy. Primary multiple myeloma cells derived from the bone marrow of several patients were analyzed for CD19 expression as potential target for chimeric antigen receptor (CAR)-modified T cells. Depending on the patient, 60-1,600 CD19 molecules per cell were quantified and functional in vitro tests demonstrate that the threshold for CD19 CAR T recognition is below 100 CD19 molecules per target cell. Results are compared with flow cytometry data, and the important roles of efficient labeling and appropriate control experiments are discussed.},
  subject      = {Fluoreszenzmikroskopie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vershenya2010,
  author    = {Vershenya, Stanislav},
  title     = {Quantitative and qualitative analyses of in-paralogs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51358},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In our analysis I was interested in the gene duplications, with focus on in-paralogs. In-paralogs are gene duplicates which arose after species split. Here I analysed the in-paralogs quantitatively, as well as qualitatively. For quantitative analysis genomes of 21 species were taken. Most of them have vastly different lifestyles with maximum evolutionary distance between them 1100 million years. Species included mammals, fish, insects and worm, plus some other chordates. All the species were pairwised analysed by the Inparanoid software, and in-paralogs matrix were built representing number of in-paralogs in all vs. all manner. Based on the in-paralogs matrix I tried to reconstruct the evolutionary tree using in-paralog numbers as evolutionary distance. If all 21 species were used the resulting tree was very far from real one: a lot of species were misplaced. However if the number was reduced to 12, all of the species were placed correctly with only difference being wrong insect and fish clusters switched. Then to in-paralogs matrix the neighbour-net algorithm was applied. The resulting "net" tree showed the species with fast or slow duplications rates compared to the others. We could identify species with very high or very low duplications frequencies and it correlates with known occurrences of the whole genome duplications. As the next step I built the graphs for every single species showing the correlation between their in-paralogs number and evolutionary distance. As we have 21 species, graph for every species is built using 20 points. Coordinates of the points are set using the evolutionary distance to that particular species and in-paralogs number. In mammals with increasing the distance from speciation the in-paralogs number also increased, however not in linear fashion. In fish and insects the graph close to zero is just the same in mammals' case. However, after reaching the evolutionary distances more than 800 million years the number of inparalogs is beginning to decrease. We also made a simulation of gene duplications for all 21 species and all the splits according to the fossil and molecular clock data from literature. In our simulation duplication frequency was minimal closer to the past and maximum in the near-present time. Resulting curves had the same shape the experimental data ones. In case of fish and insect for simulation the duplication rate coefficient even had to be set negative in order to repeat experimental curve shape. To the duplication rate coefficient in our simulation contribute 2 criteria: gene duplications and gene losses. As gene duplication is stochastical process it should always be a constant. So the changing in the coefficient should be solely explained by the increasing gene loss of old genes. The processes are explained by the evolution model with high gene duplication and loss ratio. The drop in number of in-paralogs is probably due to the BLAST algorithm. It is observed in comparing highly divergent species and BLAST cannot find the orthologs so precisely anymore. In the second part of my work I concentrated more on the specific function of inparalogs. Because such analysis is time-consuming it could be done on the limited number species. Here I used three insects: Drosophila melanogaster (fruit y), Anopheles gambiae (mosquito) and Apis mellifera (honeybee). After Inparnoid analyses and I listed the cluster of orthologs. Functional analyses of all listed genes were done using GO annotations and also KEGG PATHWAY database. We found, that the gene duplication pattern is unique for each species and that this uniqueness is rejected through the differences in functional classes of duplicated genes. The preferences for some classes reject the evolutionary trends of the last 350 million years and allow assumptions on the role of those genes duplications in the lifestyle of species. Furthermore, the observed gene duplications allowed me to find connections between genomic changes and their phenotypic manifestations. For example I found duplications within carbohydrate metabolism rejecting feed pattern adaptation, within photo- and olfactory-receptors indicating sensing adaptation and within troponin indicating adaptations in the development. Despite these species specific differences, found high correlations between the independently duplicated genes between the species. This might hint for a "pool" of genes preferentially duplicated. Taken together, the observed duplication patterns reject the adaptational process and provide us another link to the field of genomic zoology.},
  subject      = {Duplikation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rueppell2000,
  author    = {R{\"u}ppell, Olav},
  title     = {Queen size dimorphism in ants},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1914},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Many polymorphisms are linked to alternative reproductive strategies. In animals, this is particularly common in males. Ant queens are an important exception. The case of ant queen size dimorphisms has not been studied in sufficient detail, and thus this thesis aimed at elucidating causes and consequences of the different size of small (microgynous) and large (macrogynous)ant queens using the North American ant species Leptothorax rugatulus as a model system. Employing neutral genetic markers, no evidence for a taxonomically relevant separation of the gene pools of macrogynes and microgynes was found. Queens in polygynous colonies were highly related to each other, supporting the hypothesis that colonies with more than one queen commonly arise by secondary polygyny, i.e. by the adoption of daughter queens into their natal colonies. These results and conclusions are also true for the newly discovered queen size polymorphism in Leptothorax cf. andrei. Several lines of evidence favor the view that macrogynes predominantly found their colonies independently, while microgynes are specialized for dependent colony founding by readoption. Under natural conditions, mother and daughter size are highly correlated and this is also true for laboratory colonies. However, the size of developing queens is influenced by queens present in the colony. Comparing populations across the distribution range, it turns out that queen morphology (head width and ovariole number) is more differentiated among populations than worker morphology (coloration, multivariate size and shape), colony characteristics (queen and worker number per colony) or neutral genetic variation. Northern and southern populations differed consistently which indicates the possibility of two different species. The queen size dimorphism in L. rugatulus did neither influence the sex ratio produced by a colony, nor its ratio of workers to gynes. However, the sex ratio covaried strongly across populations with the average number of queens per colony in accordance with sex ratio theory. At the colony level, sex ratio could not be explained by current theory and a hypothesis at the colony-level was suggested. Furthermore, queen body size has no significant influence on the amount of reproductive skew among queens. Generally, the skew in L. rugatulus is low, and supports incomplete control models, rather than the classic skew models. In eight of fourteen mixed or microgynous colonies, the relative contributions of individual queens to workers, gynes and males were significantly different. This was mainly due to the fact that relative body size was negatively correlated with the ratio of gynes to workers produced. This supports the kin conflict over caste determination hypothesis which views microgyny as a selfish reproductive tactic.},
  subject      = {Ameisen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kuger2015,
  author    = {Kuger, Sebastian},
  title     = {Radiosensibilisierung humaner Tumorzelllinien unterschiedlicher Entit{\"a}ten durch den dualen PI3K/mTOR-Inhibitor NVP-BEZ235 alleine oder in Kombination mit dem MEK-Inhibitor AZD6244: Einfluss des Behandlungsschemas und der Hypoxie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126715},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Eine wichtige Standardtherapie in der modernen Behandlung von Krebserkrankungen ist die Strahlentherapie, in welcher Tumorzellen mittels ionisierender Strahlung gesch{\"a}digt und abget{\"o}tet werden. Dabei soll die Sch{\"a}digung des umgebenden Normalgewebes m{\"o}glichst gering gehalten und trotzdem eine maximale Sch{\"a}digung des Tumorgewebes erreicht werden. Deshalb sind neue Strategien zur Steigerung der Radiosensitivit{\"a}t des Tumorgewebes sehr wichtig, die es erlauben, bei gleicher Dosis eine verst{\"a}rkte Strahlenantwort im Tumorgewebe zu erreichen. Hier kommen zunehmend sog. Radiosensibilisatoren zum Einsatz, die unter anderem onkogene Signalwege in den Tumorzellen inhibieren. Der PI3K/Akt/mTOR Signalweg stellt hierbei einen wichtigen Ansatzpunkt dar, da er in vielen Tumorentit{\"a}ten dereguliert vorliegt und diese Signalkaskade bekanntermaßen einen Einfluss auf die zellul{\"a}re Strahlensensitivit{\"a}t hat. Obwohl es f{\"u}r diesen Signalweg schon eine Reihe von Inhibitoren gibt, f{\"u}r die bereits neben einer anti-proliferativen Wirkung auch ein radiosensibilisierender Effekt nachgewiesen wurde (z.B. Wortmannin und Rapamycin), machten eine geringe Spezifit{\"a}t, starke Nebenwirkungen und negative R{\"u}ckkopplungsmechanismen im Signalweg, die die Wirkung des Inhibitors kompensieren, die Entwicklung neuer Inhibitoren notwendig. Das Imidazoquinolinderivat NVP-BEZ235 inhibiert den PI3K/Akt/mTOR Signalweg an mehreren Stellen gleichzeitig, indem es kompetitiv zu ATP das katalytische Zentrum von PI3K und mTOR blockiert. F{\"u}r diesen kleinmolekularen, dualen Inhibitor gibt es bereits erste vielversprechende Forschungsergebnisse hinsichtlich einer radiosensibilisierenden Wirkung, allerdings sind die zugrunde liegenden molekularbiologischen Mechanismen noch nicht vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rt. Deshalb war das Ziel der vorliegenden Dissertation, in drei Teilprojekten mehrere Aspekte der NVP-BEZ235-induzierten Radiosensibilisierung aufzukl{\"a}ren: a) Einfluss des Behandlungsschemas f{\"u}r NVP-BEZ235 in vier Glioblastomzelllinien mit unterschiedlichem PTEN und TP53 Mutationsstatus, b) Einfluss der Sauerstoffversorgung (Hypoxie, Normoxie, reoxygeniert nach Bestrahlung) auf die strahlensensibilisierende Wirkung von NVP-BEZ235 in zwei Mammakarzinomzelllinien, c) gleichzeitige Inhibierung des MAPK Signalwegs durch AZD6244 und der PI3K/Akt/mTOR Signalkaskade durch NVP-BEZ235 in zwei Zelllinien mit unter-schiedlichem Mutationsstatus aus verschiedenen Tumorentit{\"a}ten, um synergistische Effekte zu untersuchen. Um diese Fragestellungen zu beantworten, wurde im Rahmen - 142 - der Dissertation eine Auswahl an humanen Tumorzelllinien mit unterschiedlich deregulierten Signalwegen bearbeitet. Dabei wurde die Expression von Schl{\"u}sselproteinen der MAPK/Erk und der PI3K/Akt/mTOR Signalwege analysiert und mit zellbiologischen Daten verschiedener ph{\"a}notypischer Endpunkte nach Inhibitor Behandlung und Bestrahlung integriert (Proliferationsrate, klonogenes {\"U}berleben, Zellzyklusaberrationen, DNS-Sch{\"a}den und -Reparatur, Zelltod und Autophagie). Im Teilprojekt zum Behandlungsschema der NVP-BEZ235 Inhibierung und Bestrahlung konnte in vier Glioblastomzelllinien mit Behandlungsschema I (NVP-BEZ235 Behandlung 24 Stunden vor Bestrahlung) kein radiosensibilisierender Effekt hinsichtlich klonogenem {\"U}berleben nachgewiesen werden, wohingegen Behandlungsschema II (NVP-BEZ235 Behandlung 1 h vor und im Anschluss an die Bestrahlung) unabh{\"a}ngig vom Mutationsstatus in allen vier Zelllinien eine starke Radiosensibilisierung bewirkte. Auf molekularer Ebene war zwischen beiden Behandlungsschemata f{\"u}r das antiapoptotische Protein Akt ein großer Unterschied zu beobachten, welches bei Behandlung nach Schema I zum Zeitpunkt der Bestrahlung {\"u}beraktiviert, nach Behandlung mit Schema II hingegen inhibiert war. Weiterhin resultierte Behandlungsschema I in einem erh{\"o}hten Anteil der Zellen in der radioresistenteren G1-Phase des Zellzyklus zum Zeit-punkt der Bestrahlung. Behandlungsschema II f{\"u}hrte hingegen nach Bestrahlung zu einer verminderten Expression des Reparaturproteins Rad51 und damit zu verminderter DNS-Schadensreparatur und schließlich zu einem stabilen Arrest in der G2/M-Phase des Zellzyklus sowie zu verst{\"a}rkter Apoptose (erh{\"o}hte Spaltung von PARP, erh{\"o}hter Anteil hypodiploider Zellen). Somit zeigen diese Ergebnisse, dass unabh{\"a}ngig vom PTEN und TP53 Mutationsstatus eine Radiosensibilisierung nur durch das Behandlungsschema II erreicht werden konnte. Ferner deuten die Ergebnisse der Proteinexpression darauf hin, dass durch NVP-BEZ235 ein negativer R{\"u}ckkopplungsmechanismus ausgel{\"o}st wird, wodurch die PI3K/Akt/mTOR Signalkaskade 24h nach Zugabe des Inhibitors aktiviert und synergistische Effekte mit ionisierender Bestrahlung aufgehoben wurden. Im Teilprojekt zur Abh{\"a}ngigkeit der NVP-BEZ235 Inhibition vom Sauerstoffgehalt wurden in den beiden Brustkrebszelllinien MCF-7 (ER-positiv) und TN MDA-MB-231 (TP53 mutiert) normoxische, hypoxische und nach Bestrahlung reoxygenierte Kulturbedingungen im Hinblick auf die Koloniebildungsf{\"a}higkeit nach NVP-BEZ235 Behandlung und Bestrahlung untersucht. Die beobachtete Radiosensibilisierung war unter allen getesteten Bedingungen auf gleichem Niveau. In beiden Zelllinien bewirkte NVP-BEZ235 eine Inhibition des antiapoptotischen HIF-1α Proteins, eine stabile Inaktivierung des PI3K/Akt/mTOR Signalweges und eine Aktivierung der Autophagie. Nach Bestrahlung waren zudem erh{\"o}hte residuale DNS-Sch{\"a}den und ein stabiler Arrest in der G2/M-Phase des Zellzyklus unter allen Oxygenierungsbedingungen in beiden Zelllinien zu beobachten. Eine Apoptose Induktion (Spaltung von PARP, hypodiploide Zellen) trat nur in der TP53 wildtypischen MCF-7 Zelllinie nach NVP-BEZ235 Behandlung auf. Somit konnte in beiden Zelllinien in allen pathophysiologisch relevanten Oxygenierungszust{\"a}nden eine sauerstoffunabh{\"a}ngige Radiosensibilisierung durch NVP-BEZ235 gezeigt werden. Der bisher nicht erforschte Aspekt zur synergistischen Wirkung des MEK Inhibitors AZD6244 und des dualen PI3K/Akt/mTOR Inhibitors NVP-BEZ235 nach Bestrahlung wurde an der Glioblastomzelllinie SNB19 und der Lungenkarzinomzelllinie A549 anhand der Koloniebildungsf{\"a}higkeit der behandelten Zellen untersucht. Eine Behandlung mit dem MEK Inhibitor bewirkte lediglich eine moderate Radiosensibilisierung, wohin-gegen der duale PI3K/Akt/mTOR Inhibitor beide Zelllinien in st{\"a}rkerem Maße sensibilisierte. Eine Kombination beider Inhibitoren resultierte bei keiner Zelllinie in einer Verst{\"a}rkung der durch NVP-BEZ235 induzierten Radiosensibilisierung. Eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung f{\"u}r die fehlende Synergie im Bezug auf die Radiosensibilisierung k{\"o}nnen die gegens{\"a}tzlichen Effekte der beiden Inhibitoren auf den Zellzyklus sein. Auf Proteinebene f{\"u}hrte eine simultane Behandlung mit beiden Substanzen zur Inhibition beider Signalwege. Dar{\"u}ber hinaus war in SNB19 Zellen eine verst{\"a}rkte Dephosphorylierung von Rb und ein erh{\"o}hter Anteil an G1-Phase Zellen bei kombinierter Gabe der Inhibitoren zu beobachten. Im Rahmen dieser Arbeit konnte somit die radiosensibilisierende Wirkung von NVP-BEZ235 in Abh{\"a}ngigkeit vom Behandlungsschema gezeigt werden. Ferner wurde nachgewiesen, dass die Radiosensibilisierung unabh{\"a}ngig von der Sauerstoffversorgung sowie von den PTEN und TP53 Mutationsstatus der Tumorzellen ist. Die kombinierte Inhibition der MAPK und PI3K/Akt/mTOR Signalwege resultierte zwar in einem verst{\"a}rkten zytostatischen, aber nicht in einem verst{\"a}rkten radiosensibilisierenden Effekt. Da allerdings eine große Anzahl verschiedener Inhibitoren der MAPK/Erk und der PI3K/Akt/mTOR Signalkaskade verf{\"u}gbar sind, sollte die kombinatorische Inhibition dieser Signalwege systematisch weiter verfolgt werden. Die vorliegende Arbeit liefert auch weitere grundlegende Erkenntnisse zu den molekularen Mechanismen der Radiosensibilisierung durch NVP-BEZ235, die auch auf Verkn{\"u}pfungen und Wechselwirkungen mit anderen als den bisher bekannten Proteinen hindeuten, die f{\"u}r jeden Inhibitor aufgekl{\"a}rt werden m{\"u}ssen, um eine effektive radiosensibilisierende Wirkung vorher-sagen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Strahlensensibilisator},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Robubi2007,
  author    = {Robubi, Armin},
  title     = {RAF Kinases: Pathway, Modulation and Modeling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26953},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {The Ras/RAF/MEK/ERK cascade is a central cellular signal transduction pathway involved in cell proliferation, differentiation, and survival where RAF kinases are pivotal kinases implicated in cancer. The development of specific irreversible kinase inhibitors is a rewarding but difficult aim. CI-1033 was developed to irreversibly inhibit erbB receptor tyrosine kinases by reacting to the Cys113 residue (p38alpha MAP kinase numbering) of the kinase domain. In this study we tried a similar approach to target the RAF oncoproteins which posses a similar cysteine at position 108 in the hinge region between the small n-lobe and the large c-lobe of the kinase domain. A novel synthetic approach including a lyophilization step allowed us the synthesis of a diphenyl urea compound with an epoxide moiety (compound 1). Compound 1 possessed inhibitory activity in vitro. However our time kinetics experiments and mass spectroscopic studies clearly indicate that compound 1 does not react covalently with the cysteine residue in the hinge region. Moreover, in cell culture experiments, a strong activation of the RAF signaling pathway was observed, an effect which is known from several other RAF kinase inhibitors and is here reported for the first time for a diphenyl urea compound, to which the clinically used unspecific kinase inhibitor BAY 43-9006 (Sorafinib, Nexavar) belongs. Although activation was apparently independent on B- and C-RAF hetero-oligomerization in vitro, in vivo experiments support such a mechanism as the activation did not occur in starved knockout cells lacking either B-RAF or C-RAF. Furthermore, we developed a mathematical model of the Ras/RAF/MEK/ERK cascade demonstrating how stimuli induce different signal patterns and thereby different cellular responses, depending on cell type and the ratio between B-RAF and C-RAF. Based on biochemical data for activation and dephosphorylation, we set up differential equations for a dynamical model of the Ras/RAF/MEK/ERK cascade. We find a different signaling pattern and response result for B-RAF (strong activation, sustained signal) and C-RAF (steep activation, transient signal). We further support the significance of such differential modulatory signaling by showing different RAF isoform expression in various cell lines and experimental testing of the predicted kinase activities in B-RAF, C-RAF as well as mutated versions. Additionally the effect of the tumor suppressor DiRas3 (also known as Noey2 or ARHI) on RAF signaling was studied. I could show that DiRas3 down-regulates the mitogenic pathway by inhibition of MEK, a basis for a refined model of the Ras/RAF/MEK/ERK cascade.},
  subject      = {Systembiologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kubisch2012,
  author    = {Kubisch, Alexander},
  title     = {Range border formation in the light of dispersal evolution},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70639},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Understanding the emergence of species' ranges is one of the most fundamental challenges in ecology. Early on, geographical barriers were identified as obvious natural constraints to the spread of species. However, many range borders occur along gradually changing landscapes, where no sharp barriers are obvious. Mechanistic explanations for this seeming contradiction incorporate environmental gradients that either affect the spatio-temporal variability of conditions or the increasing fragmentation of habitat. Additionally, biological mechanisms like Allee effects (i.e. decreased growth rates at low population sizes or densities), condition-dependent dispersal, and biological interactions with other species have been shown to severely affect the location of range margins. The role of dispersal has been in the focus of many studies dealing with range border formation. Dispersal is known to be highly plastic and evolvable, even over short ecological time-scales. However, only few studies concentrated on the impact of evolving dispersal on range dynamics. This thesis aims at filling this gap. I study the influence of evolving dispersal rates on the persistence of spatially structured populations in environmental gradients and its consequences for the establishment of range borders. More specially I investigate scenarios of range formation in equilibrium, periods of range expansion, and range shifts under global climate change ...},
  subject      = {Areal},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gupta2018,
  author    = {Gupta, Shishir Kumar},
  title     = {Re-annotation of Camponotus floridanus Genome and Characterization of Innate Immunity Transcriptome Responses to Bacterial Infections},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140168},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {The sequencing of several ant genomes within the last six years open new research avenues for understanding not only the genetic basis of social species but also the complex systems such as immune responses in general. Similar to other social insects, ants live in cooperative colonies, often in high densities and with genetically identical or closely related individuals. The contact behaviours and crowd living conditions allow the disease to spread rapidly through colonies. Nevertheless, ants can efficiently combat infections by using diverse and effective immune mechanisms. However, the components of the immune system of carpenter ant Camponotus floridanus and also the factors in bacteria that facilitate infection are not well understood. To form a better view of the immune repository and study the C. floridanus immune responses against the bacteria, experimental data from Illumina sequencing and mass-spectrometry (MS) data of haemolymph in normal and infectious conditions were analysed and integrated with the several bioinformatics approaches. Briefly, the tasks were accomplished in three levels. First, the C. floridanus genome was re-annotated for the improvement of the existing annotation using the computational methods and transcriptomics data. Using the homology based methods, the extensive survey of literature, and mRNA expression profiles, the immune repository of C. floridanus were established. Second, large-scale protein-protein interactions (PPIs) and signalling network of C. floridanus were reconstructed and analysed and further the infection induced functional modules in the networks were detected by mapping of the expression data over the networks. In addition, the interactions of the immune components with the bacteria were identified by reconstructing inter-species PPIs networks and the interactions were validated by literature. Third, the stage-specific MS data of larvae and worker ants were analysed and the differences in the immune response were reported. Concisely, all the three omics levels resulted to multiple findings, for instance, re-annotation and transcriptome profiling resulted in the overall improvement of structural and functional annotation and detection of alternative splicing events, network analysis revealed the differentially expressed topologically important proteins and the active functional modules, MS data analysis revealed the stage specific differences in C. floridanus immune responses against bacterial pathogens. Taken together, starting from re-annotation of C. floridanus genome, this thesis provides a transcriptome and proteome level characterization of ant C. floridanus, particularly focusing on the immune system responses to pathogenic bacteria from a biological and a bioinformatics point of view. This work can serve as a model for the integration of omics data focusing on the immuno-transcriptome of insects.},
  subject      = {Camponotus floridanus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Busch2013,
  author    = {Busch, Rhoda},
  title     = {Redundancy and indispensability of NFATc1-isoforms in the adaptive and innate immune system},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-91096},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Peritonitis is a common disease in man, frequently caused by fungi, such as Candida albicans; however, in seldom cases opportunistic infections with Saccharomyces cerevisiae are described. Resident peritoneal macrophages (prMΦ) are the major group of phagocytic cells in the peritoneum. They express a broad range of surface pattern recognition receptors (PRR) to recognize invaders. Yeast infections are primarily detected by the Dectin-1 receptor, which triggers activation of NFAT and NF-κB pathways. The transcription of the Nfatc1 gene is directed by the two alternative promoters, inducible P1 and relatively constitutive P2 promoter. While the role of P1-directed NFATc1α-isoforms to promote survival and proliferation of activated lymphocytes is well-established, the relevance of constitutively generated NFATc1β-isoforms, mainly expressed in resting lymphocytes, myeloid and non-lymphoid cells, remains unclear. Moreover, former work at our department indicated different roles for NFATc1α- and NFATc1β-proteins in lymphocytes. Our data revealed the functional role of NFATc1 in peritoneal resident macrophages. We demonstrated that the expression of NFATc1β is required for a proper immune response of prMΦ during fungal infection-induced acute peritonitis. We identified Ccl2, a major chemokine produced in response to fungal infections by prMΦ, as a novel NFATc1 target gene which is cooperatively regulated through the NFAT- and canonical NF-κB pathways. Consequently, we showed that NFATc1β deficiency in prMΦ results in a decreased infiltration of inflammatory monocytes, leading to a delayed clearance of peritoneal fungal infection. We could further show that the expression of NFATc1β-isoforms is irrelevant for homeostasis of myeloid and adaptive immune system cells and that NFATc1α- (but not β-) isoforms are required for a normal development of peritoneal B1a cells. In contrast to the situation in myeloid cells, NFATc1β deficiency is compensated by increased expression of NFATc1α-isoforms in lymphoid cells. As a consequence, NFATc1ß is dispensable for activation of the adaptive immune system. Taken together our results illustrate the redundancy and indispensability of NFATc1-isoforms in the adaptive and innate immune system, indicating a complex regulatory system for Nfatc1 gene expression in different compartments of the immune system and likely beyond that.},
  subject      = {Immunsystem},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Salzmann2010,
  author    = {Salzmann, Steffen},
  title     = {Regulation der TNF-Rezeptor Signaltransduktion durch das Zytokin TWEAK},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52525},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Das pleiotrope Zytokin TNF (tumor necrosis factor) kann an den TNF-Rezeptor 1 (TNFR1) und den TNF-Rezeptor 2 (TNFR2) binden und mit deren Hilfe seine biologischen Funktionen {\"u}ber verschiedene Signalwege, wie z.B. NFB- und MAPK-Aktivierung bzw. Apop¬toseinduktion, vermitteln. In fr{\"u}heren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung des TNFR2 zur proteasomalen Degradation des Adaterproteins TRAF2 f{\"u}hrt und dadurch die TNFR1-induzierte Apoptose verst{\"a}rkt wird. TWEAK (tumor necrosis like weak inducer of apoptosis), das ebenfalls der TNF-Ligandenfamilie angeh{\"o}rt und die Interaktion mit dessen Rezeptor Fn14 (fibroblast growth factor-inducible 14), der wie der TNFR2 zur Untergruppe der TRAF-bindenden Rezeptoren der TNF-Rezeptorfamilie geh{\"o}rt, zeigten in verschiedenen Arbeiten auch eine TRAF2-degradierende Wirkung. In der vorliegenden Arbeit konnte nun gezeigt werden, dass dies auch im Falle des TWEAK/Fn14-Systems mit einem verst{\"a}rkenden Effekt auf die TNFR1-vermittelte Apoptose einhergeht. Dar{\"u}ber hinaus konnte gezeigt werden, dass TWEAK zus{\"a}tzlich auch die TNFR1-induzierte Nekrose verst{\"a}rkt, die den Zelltod durch andere Mechanismen als bei der Apoptose induziert. Von anderen Arbeiten unserer Gruppe war bekannt, dass l{\"o}sliches TWEAK (sTWEAK) und membranst{\"a}ndiges TWEAK (mTWEAK) bez{\"u}glich der TRAF2-Depletion wirkungs¬gleich sind. Da der apoptotische Fn14-TNFR1-„crosstalk" auf der Depletion von TRAF2-Komplexen beruht wurden auch keine signifikanten Unterschiede zwischen sTWEAK und mTWEAK in Bezug auf die Verst{\"a}rkung der TNFR1-induzierten Apoptose beobachtet. Interessanter¬weise zeigte sich in der vorliegenden Arbeit jedoch, dass sTWEAK den klassischen NFB-Signalweg gar nicht bzw. nur schwach aktiviert, wohingegen mTWEAK diesen stark induziert. Bei der Aktivierung des alternativen NFB-Signalweges hingegen ließen sich keine Unterschiede zwischen sTWEAK und mTWEAK erkennen. Die Aktivierung eines Signalweges wird also durch die Oligomerisierung des Liganden nicht moduliert, demgegen{\"u}ber aber erwies sich die Aktivierung eines anderen Signalweges als stark abh{\"a}ngig von der Liganden-Oligomerisierung. Vor dem Hintergrund, dass das Adapterprotein TRAF1 (TNF-receptor-associated factor 1) Heterotrimere mit TRAF2 bildet, wurde weiterhin untersucht, ob dieses Molek{\"u}l einen Einfluss auf die Aktivit{\"a}t der TWEAK-induzierten Signalwege hat. Tats{\"a}chlich zeigte sich in TRAF1-exprimie¬renden Zellen eine Verst{\"a}rkung der TWEAK-induzierten Aktivierung des klassischen NFB-Signalweges Zuk{\"u}nftige Studien m{\"u}ssen nun aufkl{\"a}ren, inwieweit die hier gefundenen Mecha-nismen das Zusammenspiel von TNF und TWEAK in vivo bestimmen.},
  subject      = {Tumor-Nekrose-Faktor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Haydn2012,
  author    = {Haydn, Johannes},
  title     = {Regulation of ERK1/2 signaling in melanoma},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85727},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Mechanismen in einer Zelle, die die Genexpression und somit den Stoffwechsel, das Wachstum und das gesamte Zellverhalten steuern, sind ebenso bedeutsam f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der grundlegenden Biologie einer lebenden Zelle wie f{\"u}r die Vorg{\"a}nge der Krebsentstehung. Dabei bilden hochvernetzte, und strikt regulierte Signaltransduktionswege die Basis f{\"u}r ein belastbares und zugleich hochflexibles regulatorisches Netzwerk. Die St{\"o}rung solcher Signalkaskaden kann zum einen urs{\"a}chlich aber auch modifizierend auf die Bildung von Tumoren wirken. Die von Rezeptortyrosinkinasen (RTK) und RAS abh{\"a}ngigen Signalwege, die zur Aktivierung von AKT und ERK1/2 f{\"u}hren, sind hierbei von besonderem Interesse f{\"u}r die Entstehung des malignen Melanoms. Mutationen in Komponenten dieser Wege (z.B. NRAS, BRAF oder PTEN), die die Signalst{\"a}rke erh{\"o}hen kommen in Melanomen sehr h{\"a}ufig vor. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden die unterschiedlichen und vielf{\"a}ltigen Funktionen von MKP2, einem Feedbackregulator des ERK1/2-Weges, unter verschiedenen zellul{\"a}ren Rahmenbedingungen, untersucht. Des Weiteren wird eine Funktion des zum AP1-Komplex geh{\"o}renden FOSL1, einem unter transkriptioneller Kontrolle des ERK1/2-Weges stehendem Transkriptionsfaktors, hinsichtlich der Steuerung der Zell-Proliferation gezeigt. Weiterhin habe ich Aspekte der direkten pharmakologischen Inhibition des ERK1/2-Weges hinsichtlich ihres Effekts auf die Ausl{\"o}sung von Apoptose untersucht. Aufgrund der H{\"a}ufigkeit von Mutationen in Genen, die f{\"u}r Proteine des ERK1/2-Weges kodieren (z.B. NRASQ61K, BRAFV600E), gilt die Inhibition dieses Signalwegs als vielversprechende Strategie zur Behandlung des Melanoms. Auch wenn klinische Studien, die Inhibitoren f{\"u}r MEK oder RAF als Einzelmedikamente verwenden, bei mehrmonatiger Behandlung sehr erfolgreich sind, konnten so keine langfristigen Erfolge erzielt werden. Aus diesem Grund werden nun Kombinationstherapien, die einen Inhibitor des ERK1/2-Weges und eine weitere Form der Therapie kombinieren, untersucht. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt, dass der spezifische MEK Inhibitor PD184352 Melanomzellen vor der Apoptosewirkung von Cisplatin sch{\"u}tzen kann. Einzelbehandlung mit Cisplatin f{\"u}hrt hierbei zur Akkumulation von DNA Sch{\"a}den, die wiederum Caspase-abh{\"a}ngig Apoptose induzieren. Zus{\"a}tzliche Anwendung des MEK Inhibitors verringerte jedoch in einigen Zelllinien das Potential von Cisplatin, Apoptose auszul{\"o}sen. Diese Zellen zeigten eine verst{\"a}rkte Aktivierung der Serin/Threonin-KInase AKT nach MEK Inhibition. Diese AKT Aktivierung f{\"u}hrte zur Inaktivierung der FOXO Transkriptionsfaktoren, was wiederum die Expression des pro-apoptotischen BH3-only Proteins PUMA verringerte. PUMA selbst ist ein wichtiger Bestandteil der Apoptose Maschinerie, die durch Cisplatin aktiviert wird. Die im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Befunde deuten darauf hin, dass RTKs, im besonderen EGFR, bei diesem Crosstalk eine Rolle spielen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Inhibition des RAS/RAF/MEK/ERK Signalweges im Melanom nicht zwangsl{\"a}ufig von Vorteil sein muss, falls die Zellen gleichzeitig mit einem genotoxischen Medikament behandelt werden. Hier kann sie sogar die {\"U}berlebensf{\"a}higkeit von Melanomzellen unter Apoptose induzierenden Bedingungen verbessern.},
  subject      = {Melanom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hanisch2006,
  author    = {Hanisch, Anja},
  title     = {Regulation of mitotic progression : Focus on Plk1 function and the novel Ska complex at kinetochores},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21467},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {During mitosis the duplicated chromosomes have to be faithfully segregated into the nascent daughter cells in order to maintain genomic stability. This critical process is dependent on the rearrangement of the interphase microtubule (MT) network, resulting in the formation of a bipolar mitotic spindle. For proper chromosome segregation all chromosomes have to become connected to MTs emanating from opposite spindle poles. The MT attachment sites on the chromosomes are the kinetochores (KTs), which are also required to monitor the integrity of KT-MT interactions via the spindle assembly checkpoint (SAC). The first part of this work concerns the action of Polo-like kinase 1 (Plk1). Plk1 is one of the most prominent mitotic kinases and is involved in the regulation of multiple essential steps during mitosis consistent with its dynamic localisation to spindle poles, KTs and the central spindle. Despite a nice model of Plk1 targeting to different mitotic structures via its phosphopeptide binding Polo-box domain (PBD), the exact molecular details of Plk1 functioning, in particular at the KTs, remain obscure. By two different approaches we obtained cells with an unlocalised Plk1 kinase activity: first by generating stable HeLa S3 cell lines, which upon induction expressed the PBD and thus displaced endogenous Plk1 from its sites of action. Secondly, by rescuing cells RNAi-depleted of Plk1 with the catalytic Plk1 domain only. Centrosome maturation, bipolar spindle assembly and loss of cohesion between the chromatid arms proceeded normally in either cells, in contrast to Plk1-depleted cells, arguing that PBD-mediated targeting of Plk1 is less critical for the tested functions. Remarkably, however, both the PBD expressing as well as the Plk1-depleted cells rescued with the catalytic domain of Plk1 arrested in early mitosis in a SAC-dependent manner with uncongressed chromosomes. These data disclose a so far unrecognised role of Plk1 in proper chromosome congression and point at a particular requirement for PBD-mediated localised Plk1 activity at the KTs. In the second part of the thesis, we characterised a novel spindle and KT associated protein, termed Ska1, which was originally identified in a spindle inventory. Ska1 associated with KTs following MT attachment during prometaphase and formed a complex with at least another novel protein of identical localisation, called Ska2. Ska1 was required for Ska2 stability in vivo and depletion of either Ska1 or Ska2 resulted in the loss of both proteins from the KTs. The absence of Ska proteins did not disrupt overall KT structure but most strikingly induced cells to undergo a prolonged SAC-dependent delay in a metaphase-like state. The delay was characterised by weakened kinetochore-fibre stability, recruitment of Mad2 protein to a few KTs and the occasional loss of individual chromosomes from the metaphase plate. These data indicate that the Ska1/2 complex plays a critical role in the maintenance of a KT-MT attachments and/or SAC silencing.},
  subject      = {Mitose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jaenicke2015,
  author    = {J{\"a}nicke, Laura Annika},
  title     = {Regulation of MYC Activity by the Ubiquitin-Proteasome System},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123339},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The oncogenic MYC protein is a transcriptional regulator of multiple cellular processes and is aberrantly activated in a wide range of human cancers. MYC is an unstable protein rapidly degraded by the ubiquitin-proteasome system. Ubiquitination can both positively and negatively affect MYC function, but its direct contribution to MYC-mediated transactivation remained unresolved. To investigate how ubiquitination regulates MYC activity, a non-ubiquitinatable MYC mutant was characterized, in which all lysines are replaced by arginines (K-less MYC). The absence of ubiquitin-acceptor sites in K-less MYC resulted in a more stable protein, but did not affect cellular localization, chromatin-association or the ability to interact with known MYC interaction partners. Unlike the wild type protein, K-less MYC was unable to promote proliferation in immortalized mammary epithelial cells. RNA- and ChIP-Sequencing analyses revealed that, although K-less MYC was present at MYC-regulated promoters, it was a weaker transcriptional regulator. The use of K-less MYC, a proteasomal inhibitor and reconstitution of individual lysine residues showed that proteasomal turnover of MYC is required for MYC target gene induction. ChIP-Sequencing of RNA polymerase II (RNAPII) revealed that MYC ubiquitination is dispensable for RNAPII recruitment and transcriptional initiation but is specifically required to promote transcriptional elongation. Turnover of MYC is required to stimulate histone acetylation at MYC-regulated promoters, which depends on a highly conserved region in MYC (MYC box II), thereby enabling the recruitment of BRD4 and P-TEFb and the release of elongating RNAPII from target promoters. Inhibition of MYC turnover enabled the identification of an intermediate in MYC-mediated transactivation, the association of MYC with the PAF complex, a positive elongation factor, suggesting that MYC acts as an assembly factor transferring elongation factors onto RNAPII. The interaction between MYC and the PAF complex occurs via a second highly conserved region in MYC's amino terminus, MYC box I. Collectively, the data of this work show that turnover of MYC coordinates histone acetylation with recruitment and transfer of elongation factors on RNAPII involving the cooperation of MYC box I and MYC box II.},
  subject      = {Myc},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Endler2006,
  author    = {Endler, Annett},
  title     = {Regulation of reproductive division of labor in the ant Camponotus floridanus : behavioral mechanisms and pheromonal effects},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18872},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {A hitherto unresolved problem is how workers are prevented from reproducing in large insect societies. The queen informs about her fertility and health which ensures sufficient indirect fitness benefits for workers. In the ant Camponotus floridanus, I found such a signal located on eggs of highly fertile queens. Groups of workers were regularly provided with different sets of brood. Only in groups with queen eggs workers refrain from reproducing. Thus, the eggs seem to inform the workers about queen presence. The signal on queen eggs is presumably the same that enables workers to distinguish between queen and worker-laid eggs, latter are destroyed by workers. Queen and worker-laid eggs differ in their surface hydrocarbons in a similar way as fertile queens differ from workers in the composition of their cuticular hydrocarbons. When I transferred hydrocarbons from the queen cuticle to worker eggs the eggs were no longer destroyed, indicating that they now carry the signal. These hydrocarbons thus represent a queen signal that regulates worker reproduction in this species. But the signal is not present in all fertile queens. Founding queens with low egg-laying rates differ in the composition of cuticular hydrocarbons from queens with high productivity. Similar differences in the composition of surface hydrocarbons were present on their eggs. The queen signal develops along with an increasing fertility and age of the queen, and this is perceived by the workers. Eggs from founding queens were destroyed like worker eggs. This result shows that founding queens lack the appropriate signal. In these little colony foundations chemical communication of queen status may not be necessary to prevent workers from reproducing, since workers may benefit more from investing in colony growth and increased productivity of large colonies rather than from producing male eggs in incipient colonies. If the queen is missing or the productivity of the queen decreases, workers start laying eggs. There is some evidence from correlative studies that, under queenless conditions, worker police each other because of differences in individual odors as a sign of social status. It can be expressed as either aggressive inhibition of ovarian activity, workers with developed ovaries are attacked by nest-mates, or destruction by worker-laid eggs. I found that in C. floridanus workers, in contrast to known studies, police only by egg eating since they are able to discriminate queen- and worker-laid eggs. Workers with developed ovaries will never attacked by nest-mates. This is further supported by qualitative and quantitative differences in the cuticular hydrocarbon profile of queens and workers, whereas profiles of workers with and without developed ovaries show a high similarity. I conclude that workers discriminate worker eggs on the basis of their hydrocarbon profile, but they are not able to recognize egg-laying nest-mates. Improving our knowledge of the proximate mechanisms of the reproductive division of labor in evolutionary derived species like C. floridanus will help to understand the evolution of extreme reproductive altruism involving sterility as a characteristic feature of advanced eusocial systems.},
  subject      = {Camponotus floridanus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{MaierverhHartmann2024,
  author    = {Maier [verh. Hartmann], Carina Ramona},
  title     = {Regulation of the Mevalonate Pathway by the Deubiquitinase USP28 in Squamous Cancer},
  doi       = {10.25972/OPUS-34874},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348740},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The reprogramming of metabolic pathways is a hallmark of cancer: Tumour cells are dependent on the supply with metabolites and building blocks to fulfil their increased need as highly proliferating cells. Especially de novo synthesis pathways are upregulated when the cells of the growing tumours are not able to satisfy the required metabolic levels by uptake from the environment. De novo synthesis pathways are often under the control of master transcription factors which regulate the gene expression of enzymes involved in the synthesis process. The master regulators for de novo fatty acid synthesis and cholesterogenesis are sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs). While SREBP1 preferably controls the expression of enzymes involved in fatty acid synthesis, SREBP2 regulates the transcription of the enzymes of the mevalonate pathway and downstream processes namely cholesterol, isoprenoids and building blocks for ubiquinone synthesis. SREBP activity is tightly regulated at different levels: The post-translational modification by ubiquitination decreases the stability of active SREBPs. The attachment of K48-linked ubiquitin chains marks the transcription factors for the proteasomal degradation. In tumour cells, high levels of active SREBPs are essential for the upregulation of the respective metabolic pathways. The increased stability and activity of SREBPs were investigated in this thesis. SREBPs are ubiquitinated by the E3 ligase Fbw7 which leads to the subsequential proteolysis of the transcription factors. The work conducted in this thesis identified the counteracting deubiquitination enzyme USP28 which removes the ubiquitin chains from SREBPs and prevents their proteasomal degradation. It further revealed that the stabilization of SREBP2 by USP28 plays an important role in the context of squamous cancers. Increased USP28 levels are associated with a poor survival in patients with squamous tumour subtypes. It was shown that reduced USP28 levels in cell lines and in vivo result in a decrease of SREBP2 activity and downregulation of the mevalonate pathway. This manipulation led to reduced proliferation and tumour growth. A direct comparison of adenocarcinomas and squamous cell carcinomas in lung cancer patients revealed an upregulation of USP28 as well as SREBP2 and its target genes. Targeting the USP28-SREBP2 regulatory axis in squamous cell lines by inhibitors also reduced cell viability and proliferation. In conclusion, this study reports evidence for the importance of the mevalonate pathway regulated by the USP28-SREBP2 axis in tumour initiation and progression of squamous cancer. The combinatorial inhibitor treatment of USP28 and HMGCR, the rate limiting enzyme of the mevalonate pathway, by statins opens the possibility for a targeted therapeutic treatment of squamous cancer patients.},
  subject      = {Ubiquitin},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nedvetsky2003,
  author    = {Nedvetsky, Pavel I.},
  title     = {Regulation of the nitric oxide receptor, soluble guanylyl cyclase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7046},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Soluble guanylyl cyclase (sGC) is the best established receptor for nitric oxide (NO) and regulates a great number of important physiological functions. Surprisingly, despite the wellappreciated roles of this enzyme in regulation of vascular tone, smooth muscle cell proliferation, platelet aggregation, renal sodium secretion, synaptic plasticity, and other functions, extremely little is known about the regulation of sGC activity and protein levels. To date, the only well-proven physiologically relevant sGC regulator is NO. In the present study, some additional possibilities for sGC regulation were shown. Firstly, we evaluated the ability of different NO donors to stimulate sGC. Significant differences in the sGC stimulation by SNP and DEA/NO were found. DEA/NO stimulated sGC much stronger than did SNP. Interestingly, no correlation between the sGC protein and maximal activity distribution was found in rat brain regions tested, suggesting the existence of some additional regulatory mechanisms for sGC. The failure of SNP to stimulate sGC maximally might be one of the reasons why the lack of correlation between the distribution of sGC activity and proteins in brain was not detected earlier. Prolonged exposure of endothelial cells to NO donors produced desensitization of the cGMP response. This desensitization cannot be explained by increased PDE activity, since PDE inhibitors were not able to prevent the NO donor-induced decrease of the maximal cGMP response in endothelial cells. The failure of SH-reducing agents to improve the cGMP response after its desensitization by NO suggests that a SH-independent mechanism mediates NO effects. Demonstration that the potency of the recently described activator of oxidized (heme-free) sGC, BAY58-2667, to stimulate sGC increases after prolonged exposure of the cells to an NO donor, DETA/NO, suggests that oxidation of heme may be a reason for NOinduced desensitization of sGC and decrease in sGC protein level. Indeed, the well-known heme-oxidizing agent ODQ produces a dramatic decrease in sGC protein levels in endothelial cells and BAY58-2667 prevents this effect. Although the mechanism of sGC activation and stabilization by BAY58-2667 is unknown, this substance is an interesting candidate to modulate sGC under conditions where sGC heme iron is oxidized. Very little is known about regulation of sGC by intracellular localization or translocation between different intracellular compartments. In the present study, an increase in sGC sensitivity to NO under membrane association was demonstrated. Treatment of isolated lung with VEGF markedly increased sGC in membrane fractions of endothelial cells. Failure of VEGF to stimulate sGC membrane association in cultured endothelial cells allows us to propose a complex mechanism of regulation of sGC membrane association and/or a transient character of sGC membrane attachment. A very likely mechanism for the attachment of sGC to membranes is via sGCinteracting proteins. These proteins may participate also in other aspects of sGC regulation. The role of the recently described sGC interaction partner, Hsp90, was investigated. Shortterm treatment of endothelial cells with an Hsp90 inhibitor does not affect NO donor or calcium ionophore-stimulated cGMP accumulation in the cells. However, inhibition of Hsp90 results in a rapid and dramatic decrease in sGC protein levels in endothelial cells. These effects were unrelated to changes in sGC transcription, since inhibition of transcription had much slower effect on sGC protein levels. In contrast, inhibitors of proteasomes abolished the reduction in sGC protein levels produced by an Hsp90 inhibitor, suggesting involvement of proteolytic degradation of sGC proteins during inhibition of Hsp90. All these data together suggest that Hsp90 is required to maintain mature sGC proteins. In conclusion, in the present study it was demonstrated that multiple mechanisms are involved in the regulation of sGC activity and its sensitivity to NO. Oxidation of sGC heme by NO seems to be one of the mechanisms for negative regulation of sGC in the presence of high or prolonged stimulation with NO. Another possible means of regulating sGC sensitivity to NO is via the intracellular translocation of the enzyme. It has been also demonstrated here that attachment of sGC to the membrane fraction results in an apparent increase in the enzyme sensitivity to NO. Additionally, Hsp90 was required to maintain sGC protein in endothelial and other cell types. However, we could not find any acute affect of Hsp90 on sGC activity, as reported recently. All these findings demonstrate that the regulation of sGC activity and protein level is a much more complex process than had been assumed earlier.},
  subject      = {Guanylatcyclase},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schilcher2023,
  author    = {Schilcher, Felix},
  title     = {Regulation of the nurse-forager transition in honeybees (\(Apis\) \(mellifera\))},
  doi       = {10.25972/OPUS-28935},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289352},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Honeybees are among the few animals that rely on eusociality to survive. While the task of queen and drones is only reproduction, all other tasks are accomplished by sterile female worker bees. Different tasks are mostly divided by worker bees of different ages (temporal polyethism). Young honeybees perform tasks inside the hive like cleaning and nursing. Older honeybees work at the periphery of the nest and fulfill tasks like guarding the hive entrance. The oldest honeybees eventually leave the hive to forage for resources until they die. However, uncontrollable circumstances might force the colony to adapt or perish. For example, the introduced Varroa destructor mite or the deformed wing virus might erase a lot of in-hive bees. On the other hand, environmental events might kill a lot of foragers, leaving the colony with no new food intake. Therefore, adaptability of task allocation must be a priority for a honeybee colony. In my dissertation, I employed a wide range of behavioral, molecular biological and analytical techniques to unravel the underlying molecular and physiological mechanisms of the honeybee division of labor, especially in conjunction with honeybee malnourishment. The genes AmOARα1, AmTAR1, Amfor and vitellogenin have long been implied to be important for the transition from in-hive tasks to foraging. I have studied in detail expression of all of these genes during the transition from nursing to foraging to understand how their expression patterns change during this important phase of life. My focus lay on gene expression in the honeybee brain and fat body. I found an increase in the AmOARα1 and the Amforα mRNA expression with the transition from in-hive tasks to foraging and a decrease in expression of the other genes in both tissues. Interestingly, I found the opposite pattern of the AmOARα1 and AmTAR1 mRNA expression in the honeybee fat body during orientation flights. Furthermore, I closely observed juvenile hormone titers and triglyceride levels during this crucial time. Juvenile hormone titers increased with the transition from in-hive tasks to foraging and triglyceride levels decreased. Furthermore, in-hive bees and foragers also differ on a behavioral and physiological level. For example, foragers are more responsive towards light and sucrose. I proposed that modulation via biogenic amines, especially via octopamine and tyramine, can increase or decrease the responsiveness of honeybees. For that purpose, in-hive bees and foragers were injected with both biogenic amines and the receptor response was quantified 1 using electroretinography. In addition, I studied the behavioral response of the bees to light using a phototaxis assay. Injecting octopamine increased the receptor response and tyramine decreased it. Also, both groups of honeybees showed an increased phototactic response when injected with octopamine and a decreased response when injected with tyramine, independent of locomotion. Additionally, nutrition has long been implied to be a driver for division of labor. Undernourished honeybees are known to speed up their transition to foragers, possibly to cope with the missing resources. Furthermore, larval undernourishment has also been implied to speed up the transition from in-hive bees to foragers, due to increasing levels of juvenile hormone titers in adult honeybees after larval starvation. Therefore, I reared honeybees in-vitro to compare the hatched adult bees of starved and overfed larvae to bees reared under the standard in-vitro rearing diet. However, first I had to investigate whether the in-vitro rearing method affects adult honeybees. I showed effects of in-vitro rearing on behavior, with in-vitro reared honeybees foraging earlier and for a shorter time than hive reared honeybees. Yet, nursing behavior was unaffected. Afterwards, I investigated the effects of different larval diets on adult honeybee workers. I found no effects of malnourishment on behavioral or physiological factors besides a difference in weight. Honeybee weight increased with increasing amounts of larval food, but the effect seemed to vanish after a week. These results show the complexity and adaptability of the honeybee division of labor. They show the importance of the biogenic amines octopamine and tyramine and of the corresponding receptors AmOARα1 and AmTAR1 in modulating the transition from inhive bees to foragers. Furthermore, they show that in-vitro rearing has no effects on nursing behavior, but that it speeds up the transition from nursing to foraging, showing strong similarities to effects of larval pollen undernourishment. However, larval malnourishment showed almost no effects on honeybee task allocation or physiology. It seems that larval malnourishment can be easily compensated during the early lifetime of adult honeybees.},
  subject      = {Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{BakariSoale2024,
  author    = {Bakari Soale, Majeed},
  title     = {Regulation of the Variant Surface Glycoprotein (VSG) Expression and Characterisation of the Nucleolar DExD/H box Protein Hel66 in \(Trypanosoma\) \(brucei\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-25809},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-258090},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The variant surface glycoprotein (VSG) of African trypanosomes plays an essential role in protecting the parasites from host immune factors. These trypanosomes undergo antigenic variation resulting in the expression of a single VSG isoform out of a repertoire of around 2000 genes. The molecular mechanism central to the expression and regulation of the VSG is however not fully understood. Gene expression in trypanosomes is unusual due to the absence of typical RNA polymerase II promoters and the polycistronic transcription of genes. The regulation of gene expression is therefore mainly post-transcriptional. Regulatory sequences, mostly present in the 3´ UTRs, often serve as key elements in the modulation of the levels of individual mRNAs. In T. brucei VSG genes, a 100 \% conserved 16mer motif within the 3´ UTR has been shown to modulate the stability of VSG transcripts and hence their expression. As a stability-associated sequence element, the absence of nucleotide substitutions in the motif is however unusual. It was therefore hypothesised that the motif is involved in other essential roles/processes besides stability of the VSG transcripts. In this study, it was demonstrated that the 100 \% conservation of the 16mer motif is not essential for cell viability or for the maintenance of functional VSG protein levels. It was further shown that the intact motif in the active VSG 3´ UTR is neither required to promote VSG silencing during switching nor is it needed during differentiation from bloodstream forms to procyclic forms. Crosstalk between the VSG and procyclin genes during differentiation to the insect vector stage is also unaffected in cells with a mutated 16mer motif. Ectopic overexpression of a second VSG however requires the intact motif to trigger silencing and exchange of the active VSG, suggesting a role for the motif in transcriptional VSG switching. The 16mer motif therefore plays a dual role in VSG in situ switching and stability of VSG transcripts. The additional role of the 16mer in the essential process of antigenic variation appears to be the driving force for the 100 \% conservation of this RNA motif. A screen aimed at identifying candidate RNA-binding proteins interacting with the 16mer motif, led to the identification of a DExD/H box protein, Hel66. Although the protein did not appear to have a direct link to the 16mer regulation of VSG expression, the DExD/H family of proteins are important players in the process of ribosome biogenesis. This process is relatively understudied in trypanosomes and so this candidate was singled out for detailed characterisation, given that the 16mer story had reached a natural end point. Ribosome biogenesis is a major cellular process in eukaryotes involving ribosomal RNA, ribosomal proteins and several non-ribosomal trans-acting protein factors. The DExD/H box proteins are the most important trans-acting protein factors involved in the biosynthesis of ribosomes. Several DExD/H box proteins have been directly implicated in this process in yeast. In trypanosomes, very few of this family of proteins have been characterised and therefore little is known about the specific roles they play in RNA metabolism. Here, it was shown that Hel66 is involved in rRNA processing during ribosome biogenesis. Hel66 localises to the nucleolus and depleting the protein led to a severe growth defect. Loss of the protein also resulted in a reduced rate of global translation and accumulation of rRNA processing intermediates of both the small and large ribosomal subunits. Hel66 is therefore an essential nucleolar DExD/H protein involved in rRNA processing during ribosome biogenesis. As very few protein factors involved in the processing of rRNAs have been described in trypanosomes, this finding represents an important platform for future investigation of this topic.},
  subject      = {Trypanosoma brucei},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wenzel2014,
  author    = {Wenzel, Jens},
  title     = {Regulation of TLR-induced macrophage responses by cytoskeleton-associated phosphoproteins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-98843},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Toll-like receptors (TLR) are pattern recognition receptors (PRR) by which macrophages (M{\O}) sense pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). The recognition of lipopolysaccharide (LPS), the PAMP of gram negative bacteria, by TLR4 triggers signaling cascades and leads to the pro-inflammatory activation of the cells. A recent quantitative and kinetic analysis of the phosphoproteome of LPS-activated primary macrophages highlighted the cytoskeleton as a cell compartment with an enriched protein phosphorylation. In total 44 cytoskeleton-associated proteins were regulated by this post-translational modification and thus might be involved in the control and regulation of key macrophage functions like spreading, motility and phagocytosis. To investigate the control of cytoskeleton-associated cell functions by TLR4 activation, we first developed a method to quantitatively measure the spreading response of bone marrow M{\O} after stimulation with LPS. Fluorescence microscopy was used for cell imaging and visualisation of the M{\O} contact area. In collaboration with the Fraunhofer Institute Erlangen, we developed and validated a software tool for the semi-automated segmentation and quantitation of M{\O} fluorescence microscopy data, which allowed fast, robust and objective image analysis. Using this method, we observed that LPS caused time-dependent spreading, which was detectable after 1-2 h and maximal after 24 h. Next, the impact of genetic or pharmacological inhibition of known TLR signaling components was investigated. Deficiency in the adapter protein MYD88 strongly reduced spreading activity at the late time points, but had no impact early after LPS-stimulation. A similar effect was observed upon pharmacological inhibition of ERK1/2 signaling, indicating that ERK1/2 mediates MYD88-dependent M{\O} spreading. In contrast, M{\O} lacking the MAPK p38 were impaired in the initial spreading response but responded normally 8-24 h after stimulation. The genetic deletion of the MAPK phosphatases DUSP1 and DUSP16 resulted in impaired late spreading, corroborating the essential role for functional MAPK signaling in TLR4-driven M{\O} spreading. To identify the contribution of other cytoskeletal phosphoproteins to M{\O} spreading, siRNA knockdown of selected candidate genes in primary murine M{\O} was employed and combined with automated quantitative image analysis. These experiments revealed a functional role for the Myosins MYO1e and MYO1f in M{\O} spreading. These motor proteins are strongly phosphorylated in LPS-activated M{\O}. Because of their ability to simultaneously bind to actin filaments and cell membrane or other proteins, we investigated their role in phagocytosis, cytokine production and antigen presentation. Phagocytosis and killing of bacteria were not affected in Myo1e-/- macrophages. However, MYO1e plays a role in chemokine secretion and antigen presentation processes. MCP1 (CCL2) release was selectively increased in Myo1e-deficient M{\O} and dendritic cells (DC), while cytokine secretion was unaffected. Furthermore, macrophages and DCs lacking MYO1e showed lower levels of MHC-II on the cell surface. However, mRNA levels of CCL2 and of MHC-II were unaltered. These data suggest a role for MYO1e in the transport of selected chemokines and of MHC-II molecules to the cell surface. MHC-II-restricted antigen presentation assays revealed an impaired capacity of macrophages and DC lacking MYO1e to stimulate antigen-specific T cells, suggesting that the reduced MHC-II expression is functionally relevant. Taken together, in this study first a quantitative image analysis method was developed which allows the unbiased, robust and efficient investigation of the macrophage spreading response. Combination of this method with siRNA knockdown of selected cytoskeleton-associated phosphoproteins led to the identification of MYO1e and MYO1f as regulators of macrophage spreading. Furthermore, we identified MYO1e in M{\O} and DC to be essential for the intracellular transport of CCL2 and MHC-II to the cell surface and for optimal stimulation of antigen-specific CD4 T cells.},
  subject      = {Toll-like-Rezeptoren},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Scherer2003,
  author    = {Scherer, Stefan},
  title     = {Regulation und funktionelle Analyse der menschlichen Mismatchreparaturgene /-proteine am speziellen Beispiel von hMSH2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8317},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Das menschliche MHS2 Gen ist eine sehr gut charakterisierte Komponente des Mismatch-Reparatur-Systems (MMR) und h{\"a}ufig mit der HNPCC Erkrankung assoziiert. Der Mechanismus {\"u}ber den MSH2 an der Karzinomentwicklung beteiligt ist, sind Defekte in der DNA-Reparatur. Es konnte gezeigt werden, dass Mutationen in den kodierenden Regionen dieses Gens direkt in die Mikrosatelliteninstabilit{\"a}t involviert sind. Generell ist MSH2 ein Teil des postreplikativen Reparatursystems der Zellen, und sch{\"u}tzt so vor der Akkumulation von Mutationen. Dadurch wird die genetische Stabilit{\"a}t und Integrit{\"a}t gew{\"a}hrleistet. Ein anderer Teil der zellul{\"a}ren Krebsabwehr ist das p53 Tumorsuppressorgen. Ein m{\"o}glicher DNA Schaden, der in der Lage ist, p53 zu aktivieren, ist UV-Licht. Eine weitere gut charakterisierte Komponente der zellul{\"a}ren UV Reaktion ist der Transkriptionsfaktor c-Jun. Ziel der Arbeit war es die Regulation und Signalfunktion von MSH2 n{\"a}her zu charakterisieren. Dazu wurde der Promotor des Gens in ein Luziferase Promotorgenkonstrukt kloniert. Dieses Konstrukt wurde in menschliche Keratinozyten transfiziert, die nachfolgend mit UV bestrahlt wurden. Es konnte eine zeit- und dosisabh{\"a}ngige Hochregulation von MSH2 gezeigt werden. Diese Transkriptionserh{\"o}hung wurde von p53 initiiert, denn durch eine gezielte Mutation der p53-Bindungsstelle im MSH2 Promotor war dieser Effekt vollkommen aufgehoben. Interessanterweise war dieser Effekt von einem zus{\"a}tzlichen Faktor abh{\"a}ngig, ohne den keine Hochregulation erkennbar war. Verantwortlich hierf{\"u}r war der Transkriptionsfaktor c-Jun. Dadurch konnte eine funktionelle Interaktion von p53 und c-Jun in der transkriptionellen Aktivierung von hMSH2 gezeigt werden. Dieser zeit- und dosisabh{\"a}ngige Effekt war sowohl auf RNA als auch auf Proteinebene nachvollziehbar. Der gr{\"o}ßte Anstieg war bei 50 J/m2 zu verzeichnen, wohin gegen bei Verwendung von 75 J/m2 die Transkriptmenge geringer wurde, um bei 100 J/m2 erneut anzusteigen. Um diesen erneuten Anstieg des Proteins n{\"a}her zu beschreiben wurden bei den stark bestrahlten Zellen TUNEL-Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. Hierbei zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Menge an MSH2 Protein und an TUNEL-positiven apoptotischen Zellen. Um weiter zu zeigen, dass der zweite Anstieg des Proteins nicht mit einer Reparaturfunktion verbunden ist, wurde ein biochemisch basierter Test durchgef{\"u}hrt, welcher die Reparaturkapazit{\"a}t semiquantitativ beschreibt. Dabei konnte klar gezeigt werden, dass die mit 100 J/m2 bestrahlten Zellen keine Reparaturfunktion mehr erf{\"u}llen. FACS-Analysen und Zellf{\"a}rbungen gegen Annexin V und mit Propidiumiodid best{\"a}tigten die stattfindende Apoptose in den Zellen. Eine weitere Komponente des MMR-Systems ist MSH6. MSH6 bildet mit MSH2 ein Dimer, welches den Fehler in der DNA erkennt und das weitere Reparaturprogramm einleitet. Die Expression dieses Proteins konnte nur bis zu einer Dosis von 50-75 J/m2 UV nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu MSH2 war MSH6 nicht in 100 J/m2 bestrahlten Keratinozyten detektierbar. Um {\"u}ber die Lokalisation dieser Proteine mehr zu erfahren wurden Immunf{\"a}rbungen gegen MSH2 durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich eine Translokation des Proteins vom Kern in das Zytoplasma in Korrelation zum zunehmenden DNA-Schaden durch h{\"o}here Dosen an UV-Licht. Dies stellt eine m{\"o}gliche Verbindung zwischen dem Mismatch-Reparatursystem und apoptotischen Signalwegen dar.},
  subject      = {Mensch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wulf2001,
  author    = {Wulf, Andrea},
  title     = {Regulierung eines kalziumempfindlichen Kaliumkanals durch Proteinkinase C},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1179144},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Ca2+-empfindliche K+-Kan{\"a}le mittlerer Leitf{\"a}higkeit (IK1-Kan{\"a}le) {\"u}bernehmen wichtige Funktionen bei vielen physiologischen Prozessen wie z.B. bei der Zell-Proliferation, der epithelialen Salz- und Wasser-Sekretion und der Zellmigration. Die Kan{\"a}le werden durch die intrazelul{\"a}re Ca2+-Konzentration reguliert, wobei ihre Ca2+-Sensitivit{\"a}t durch Phosphorylierungsreaktionen moduliert werden kann. Ziel dieser Arbeit war die funktionelle Charakterisierung des aus transformierten Nierenepithelzellen (MDCK-F-Zellen) klonierten Ca2+-sensitiven K+-Kanals mittlerer Leitf{\"a}higkeit (cIK1) und die Untersuchung seiner Regulierung durch die Proteinkinase C (PKC). Dazu wurde der Kanal heterolog in CHO- und HEK293-Zellen exprimiert. Seine biophysikalischen und pharmakologischen Eigenschaften sowie der Einfluß der Proteinkinase C auf die Kanalaktivit{\"a}t wurden mit Hilfe der Patch-Clamp-Technik untersucht. Die cIK1-Str{\"o}me sind schwach einw{\"a}rtsrektifizierend, zeigen keine Aktivierungs- oder Inaktivierungskinetik und weisen im physiologischen Bereich keine Spannungsabh{\"a}ngigkeit auf. Der cIK1 ist K+-selektiv und wird durch einen Anstieg der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration aktiviert. Der Kanal wird durch Barium, Charybdotoxin und Clotrimazol blockiert und durch 1-Ethyl-2-Benzimidazolon aktiviert. Die funktionellen und pharmakologischen Eigenschaften des klonierten cIK1 entsprechen damit denen des nativen Kanals aus MDCK-F-Zellen und stimmen mit denen anderer Mitglieder der IK1-Kanalfamilie {\"u}berein. Neben der Regulierung durch die intrazellul{\"a}re Ca2+-Konzentration wird der cIK1 auch durch eine PKC-abh{\"a}ngige Phosphorylierung reguliert. Sowohl ATP als auch ATP?S stimulieren die Kanalaktivit{\"a}t. Die ATP-abh{\"a}ngige Aktivierung wird durch Inhibitoren der Proteinkinase C (Bisindolylmaleimid, Calphostin C) gehemmt, w{\"a}hrend die mit ATP?S induzierte Kanalaktivit{\"a}t weitgehend resistent gegen diese PKC-Inhibitoren ist. Eine Stimulierung der Proteinkinase C mit Phorbol 12-Myristat 13-Acetat (PMA) f{\"u}hrt zu einer sofortigen Aktivierung des cIK1. Im Gegensatz dazu sind die cIK1-Kan{\"a}le nach fast vollst{\"a}ndigem Abbau der Proteinkinase C durch eine langfristige Inkubierung der Zellen mit PMA nicht mehr aktiv. Um zu untersuchen, ob diese Regulierung eine direkte Interaktion der Proteinkinase C mit dem Kanalprotein erfordert, wurden die drei putativen PKC-Konsensussequenzen des cIK1 mittels zielgerichteter Mutagenese so ver{\"a}ndert, daß eine Phosphorylierung an diesen Stellen nicht mehr m{\"o}glich ist. Weder die einzelne Mutation der PKC-Konsensussequenzen (T101, S178, T329) noch die gleichzeitige Mutation aller drei Phosporylierungsstellen zu Alanin beeinflußt die akute Regulierung des cIK1 durch die Proteinkinase C. Die cIK1-Mutante T329A und die Dreifachmutante reagieren jedoch nach einem Abbau der Proteinkinase C mit einem extremen Anstieg der Kanalaktivit{\"a}t und demaskieren damit einen zweiten Weg der Kanalregulierung. Die Ergebnisse zeigen, daß der cIK1 durch zwei voneinander unabh{\"a}ngige Mechanismen reguliert wird. Eine PKC-abh{\"a}ngige Phosphorylierung erh{\"o}ht die Aktivit{\"a}t der Kan{\"a}le, findet jedoch nicht an den bekannten PKC-Konsensusesquenzen des Kanalproteins statt. Dagegen werden die cIK1-Kan{\"a}le {\"u}ber einen zweiten ATP-abh{\"a}ngigen Mechanismus, der wahrschenlich eine direkte Interaktion mit dem Kanalprotein erfordert, gehemmt.},
  subject      = {Kaliumkanal},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Albers2000,
  author    = {Albers, Christine},
  title     = {Reinigung und Charakterisierung der alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus menschlicher Leber},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-770},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Im Katabolismus methylverzweigter Fetts{\"a}uren spielt die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase eine wichtige Rolle, indem sie die (R)- und (S)-Isomere von alpha-methylverzweigten Fetts{\"a}uren als Coenzym A Thioester racemisiert. Methylverzweigte Fetts{\"a}uren entstehen beim Abbau von Isoprenoiden und werden dar{\"u}ber hinaus auch von vielen Organismen, wie z.B. Mycobakterien, synthetisiert. Die Hauptaufgabe der Racemase ist aber vermutlich in der Biosynthese von Gallens{\"a}uren zu sehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus humanem Gewebe zu reinigen und zu charakterisieren sowie ihre physiologische Rolle im Katabolismus verzweigtkettiger Fetts{\"a}uren und der Gallens{\"a}urebiosynthese zu untersuchen. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase wurde aus humanem Gewebe zur Homogenit{\"a}t gereinigt, umfassend biochemisch charakterisiert und zur genauen molekularbiologischen Analyse in E.coli kloniert. Die Aktivit{\"a}t der Racemase wurde anhand der [³H]H2O-Freisetzung aus [alpha-³H]-a-Methylacyl-CoAs bestimmt. Die humane Racemase ist in der aktiven Form ein monomeres Protein und besteht aus 382 Aminos{\"a}uren. Als Substrate akzeptiert das Enzym ein breites Spektrum von alpha-Methylacyl-CoAs. Neben den Coenzym A-Thioestern alpha-methylverzweigter Fetts{\"a}uren, wie Pristans{\"a}ure, werden auch CoA-Ester von Steroidderivaten, z.B. des Gallens{\"a}ureintermediats Trihydroxycoprostans{\"a}ure, und aromatischen Phenylpropions{\"a}uren, wie dem Analgetikum Ibuprofen, umgesetzt. Freie Fetts{\"a}uren, geradkettige oder beta-methylverzweigte Acyl-CoAs werden nicht racemisiert. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase ist im Menschen zu ca. 80 Prozent auf die Peroxisomen und ca. 20 Prozent auf die Mitochondrien verteilt, wobei entsprechende peroxisomale (PTS 1) und mitochondriale (MTS) Transportsignale die Lokalisation bestimmen. Die vollst{\"a}ndige cDNA-Sequenz der humanen a-Methylacyl-CoA-Racemase hat eine Gesamtl{\"a}nge von 2039 Basenpaaren mit einem offenen Leseraster von 89 - 1237 bp. Das Startcodon ATG ist in eine klassische Kozak-Sequenz zum Translationsstart eingebettet. Die Protein endet am C-Terminus mit dem Sequenzmotiv -KASL, das dem peroxisomalen Transportsignal (PTS I) einiger S{\"a}ugetierkatalasen entspricht. Aufgrund alternativer Polyadenylierung sind in allen untersuchten menschlichen Geweben Transkripte von 1,6 kb bzw. 2,0 kb zu finden. Es liegt keine gewebsabh{\"a}ngige Polyadenylierung vor, die Racemase wird aber gewebsspezifisch exprimiert (besonders stark in Leber und Niere). Das humane Racemasegen liegt auf dem kurzen Arm des Chromosoms 5 nahe am Centromer (5p1.3), im Intervall von D5S651 (46,6 cM) und D5S634 (59.9 cM).},
  subject      = {Alpha-Methylacyl-CoA racemase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kroiss2008,
  author    = {Kroiß, Matthias},
  title     = {Reinigung und funktionelle Charakterisierung des SMN-Komplexes von Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28840},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Zusammenlageurng spleißosomaler UsnRNPs erfolgt beim Menschen und anderen Vertebraten durch den makromolekularen SMN-Komplex. Dieser besteht aus insgesamt neun Proteinen, genannt SMN und Gemin2-8. In dieser Arbeit wurde die Evolution dieser molekularen Maschine untersucht. Dazu wurden die Genome mehrerer Modellorganismen bioinformatisch nach Orthologen von SMN und seinen Komplexpartnern durchsucht. Es zeigte sich, dass SMN und Gemin2 die Kernkomponenten des Komplexes darstellen. Von diesen ausgehend kamen weitere Komponenten im Laufe der Evolution hinzu und zwar blockweise, wie es ihrer physischen Assoziation im humanen Komplex entspricht. Um diese Befunde einer biochemischen {\"U}berpr{\"u}fung zu unterziehen, wurde ein neues Affinit{\"a}tsepitop, das TagIt-Epitop, entwickelt. Nach stabiler Transfektion von Drosophila Schneider2-Zellen konnte das Fusionsprotein effizient exprimiert und der Drosophila-SMN-Komplex nativ aufgereinigt werden. Die massenspektrometrische Untersuchung des Komplexes zeigte, dass SMN und Gemin2 seine einzigen st{\"o}chiometrischen Komponenten sind. Dies ist in eindrucksvoller {\"U}bereinstimmung mit den bioinformatischen Daten. Der aufgereinigte Komplex lagert in vitro Sm-Proteine mit der entsprechenden UsnRNA zum UsnRNP-core-Komplex zusammen. Diese Ergebnisse ließen sich nach rekombinanter Rekonstitution des SMN/Gemin2-Dimers rekapitulieren. Dabei zeigte sich, dass der SMN-Komplex die unkoordinierte Bindung der Sm-Proteine an „falsche" RNAs verhindert. Folglich gen{\"u}gen SMN und Gemin2 zur Zusammenlagerung des Sm-core-Komplexes, w{\"a}hrend die {\"u}brigen Gemine weitere Funktionen im Kontext der UsnRNP-Biogenese spielen k{\"o}nnten. Aus evolutionsbiologischer Sichtweise ist der SMN-Komplex aus Drosophila ein eindr{\"u}ckliches Beispiel, wie die Vereinfachung eines biochemischen Prozesses zur Kompaktierung des Genoms beitragen kann.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zimnol2017,
  author    = {Zimnol, Anna},
  title     = {Relevance of angiotensin II type 1a receptor and NADPH oxidase for the formation of angiotensin II-mediated DNA damage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137469},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) reguliert den Blutdruck sowie den Elektrolyt- und Wasserhaushalt. Das aktive Peptid, Angiotensin II (AngII), f{\"u}hrt dabei zur Vasokonstriktion und in h{\"o}heren Konzentrationen zu Bluthochdruck. Hypertensive Patienten haben ein erh{\"o}htes Risiko an Krebs zu erkranken, vor allem an Nierenkrebs. Wir konnten bereits in vivo zeigen, dass AngII in der Lage ist, den Blutdruck zu steigern und dosisabh{\"a}ngig zu DNA-Sch{\"a}den {\"u}ber den Angiotensin II Typ 1-Rezeptor (AT1R) f{\"u}hrt. Ein stimuliertes RAAS kann ferner {\"u}ber die Aktivierung der NADPH-Oxidase, einer Hauptquelle der Generierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) in der Zelle, zu oxidativem Stress f{\"u}hren. Zielsetzung dieser Arbeit war es zum einen, mit Hilfe von AT1a-Rezeptor-defizienten M{\"a}usen in vivo zu pr{\"u}fen, ob die Bildung von ROS, sowie die Bildung von DNA-Sch{\"a}den in der Niere und im Herzen unabh{\"a}ngig von einem erh{\"o}hten Blutdruck auftreten. Zum anderen sollte, ebenfalls in vivo, untersucht werden, ob eine oder beide von zwei untersuchten Isoformen der NADPH-Oxidase (Nox) f{\"u}r die Ausl{\"o}sung oxidativen Stresses in der Niere verantwortlich ist. Zun{\"a}chst wurden f{\"u}r den Versuch zur {\"U}berpr{\"u}fung der Abh{\"a}ngigkeit AngII-induzierter DNA-Sch{\"a}den vom Blutdruck m{\"a}nnliche C57BL/6-M{\"a}use und AT1a-Knockout (KO)-M{\"a}use mit osmotischen Minipumpen ausgestattet, die AngII in einer Konzentrationen von 600 ng/kg min {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Tagen abgaben. Zus{\"a}tzlich wurde eine Gruppe von AngII-behandelten Wildtyp (WT)-M{\"a}usen mit dem AT1-Rezeptor-Blocker Candesartan (Cand) behandelt. W{\"a}hrend des Versuchszeitraumes fanden regelm{\"a}ßige, nicht-invasive Blutdruckmessungen an den wachen M{\"a}usen statt. In WT-M{\"a}usen induzierte AngII Bluthochdruck, verursachte erh{\"o}hte Albumin-Level im Urin und f{\"u}hrte zur Bildung von ROS in Niere und im Herzen. Außerdem traten in dieser Gruppe DNA-Sch{\"a}den in Form von Einzel- und Doppelstrangbr{\"u}chen auf. All diese Reaktionen auf AngII konnten jedoch durch gleichzeitige Behandlung mit Cand verhindert werden. AT1a-KO-M{\"a}use hatten, verglichen mit WT-Kontrollm{\"a}usen, einen signifikant niedrigeren Blutdruck und normale Albumin-Level im Urin. In AT1a-KO-M{\"a}usen, die mit AngII behandelt wurden, konnte kein Anstieg des systolischen Blutdrucks sowie kein Einfluss auf die Nierenfunktion gefunden werden. Jedoch f{\"u}hrte AngII in dieser Gruppe zu einer Steigerung von ROS in der Niere und im Herzen. Zus{\"a}tzlich wurden genomische Sch{\"a}den, vor allem in Form von Doppelstrangbr{\"u}chen signifikant in dieser Gruppe induziert. Auch wenn AT1a-KO-Tiere, unabh{\"a}ngig von einer AngII-Infusion, keine eingeschr{\"a}nkte Nierenfunktion zeigten, so wiesen sie erhebliche histopathologische Sch{\"a}den im Hinblick auf die Glomeruli und das Tubulussystem auf. Diese Art von Sch{\"a}den deuten auf eine besondere Bedeutung des AT1aR im Hinblick auf die embryonale Entwicklung der Niere hin. Zusammenfassend beweisen die Ergebnisse dieses Experiments eindeutig, dass eine AngII-induzierte ROS-Produktion und die Induktion von DNA-Sch{\"a}den unabh{\"a}ngig von einem erh{\"o}hten Blutdruck auftreten. Da in der AngII-behandelten AT1a-KO-Gruppe eine signifikant h{\"o}here Expression des AT1b-Rezeptors zu finden war und die Blockade von beiden Rezeptorsubtypen mit Cand zu einer Verhinderung der sch{\"a}dlichen Effekte durch AngII f{\"u}hrte, scheint der AT1bR im Falle einer AT1aR-Defizienz f{\"u}r die Entstehung der Sch{\"a}den zust{\"a}ndig zu sein. Ziel des zweiten Experimentes war es, den Beitrag der Nox2 und Nox4 zum oxidativen DNA-Schaden in vivo zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden m{\"a}nnliche C57BL/6-M{\"a}use und Nox2- oder Nox4-defiziente M{\"a}use mit osmotischen Minipumpen ausgestattet, die AngII in einer Konzentration von 600 ng/kg min {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Tagen abgaben. Im WT-Stamm und in beiden Nox-defizienten St{\"a}mmen induzierte AngII Bluthochdruck, verursachte erh{\"o}hte Albumin-Level im Urin und f{\"u}hrte zur Bildung von ROS in der Niere. Außerdem waren in allen AngII-behandelten Gruppen genomische Sch{\"a}den, vor allem in Form von Doppelstrangbr{\"u}chen, erh{\"o}ht. Auch in Abwesenheit von AngII wiesen Nox2- und Nox4-defiziente M{\"a}use mehr Doppelstrangbr{\"u}che im Vergleich zu WT-Kontrollm{\"a}usen auf. Interessanterweise kompensieren allerdings weder Nox2 noch Nox4 das Fehlen der jeweils anderen Isoform auf RNA-Basis. Aufgrund dieser Ergebnisse schließen wir, dass bislang keine Isoform alleine f{\"u}r die Generierung von oxidativen DNA-Sch{\"a}den in der Niere verantwortlich gemacht werden kann und dass eine Beteiligung einer weiteren Nox-Isoform sehr wahrscheinlich ist. M{\"o}glicherweise k{\"o}nnten aber auch andere ROS-generierende Enzyme, wie Xanthinoxidase oder Stickoxidsynthase involviert sein. Da genomische Sch{\"a}den in Nieren von Nox2- und Nox4-defizienten M{\"a}usen in Abwesenheit von AngII gegen{\"u}ber den Sch{\"a}den in WT-Kontrollm{\"a}usen erh{\"o}ht waren, k{\"o}nnten die beiden Isoformen auch eine sch{\"u}tzende Funktion im Bereich von Nierenkrankheiten {\"u}bernehmen. Da dies aber bislang nur f{\"u}r Nox4 beschrieben ist, ist es wahrscheinlicher, dass das Fehlen von einer der beiden Isoformen eher einen Einfluss auf die Embryonalentwicklung hat. Um dies jedoch abschließend zu kl{\"a}ren w{\"a}re es sinnvoll mit induzierbaren Knockout-Modellen zu arbeiten, bei denen m{\"o}gliche entwicklungsbedingte Effekte minimiert werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Angiotensin II},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Goetz2010,
  author    = {G{\"o}tz, Andreas},
  title     = {Replikation von enteroinvasiven Escherichia coli und Salmonella enterica Serovar Typhimurium St{\"a}mmen in Epithelzellen unter besonderer Betrachtung des Kohlenstoffmetabolismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57292},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Schlagw{\"o}rter: Salmonella , Salmonella enterica , Salmonella typhimurium , Salmonellose , Escherichia coli , Shigella , Infektion , Bakterielle Infektion , Zellkultur , HeLa-Zelle , Apoptosis , Metabolismus , Stoffwechsel , Glucose , Glucosetransport , Glucosestoffwechsel , Katabolismus , Kohlenstoff , Kohlenstoffbedarf , Kohlenstoffhaushalt , Kohlenstoffstoffwechsel , Kohlenstoff-13 , Kohlenstoffisotop Salmonella Typhimurium und enteroinvasive E. coli (EIEC) sind fakultativ intrazellul{\"a}re Bakterien aus der Familie der Enterobacteriaceae. W{\"a}hrend erstere sich nach der Internalisierung durch eukaryotische Zellen normalerweise in einem spezialisierten Phagosom, der Salmonella-enthaltenden Vakuole (SCV), vermehren, replizieren EIEC im Zytoplasma der Wirtszellen. In der vorliegenden Arbeit wurde zun{\"a}chst durch Mikroinjektion die F{\"a}higkeit von S. Typhimurium 14028s untersucht, ebenfalls im Zytoplasma von Caco-2-Zellen replizieren zu k{\"o}nnen. Dabei wurde festgestellt, daß ein fr{\"u}her als S. Typhimurium 14028s WT bezeichneter Stamm eine Insertion eines Desoxythymidins an Position 76 des offenen Leserasters von rfbP tr{\"a}gt, einem Gen, dessen Protein an der LPS-Synthese beteiligt ist. Weiterhin synthetisierte dieser Stamm ein rauhes LPS. Aufgrund von Agglutination konnte der Rauh-Stamm nur mit geringem Erfolg mikroinjiziert werden. Hingegen lag 5 h nach der Mikroinjektion einer nicht invasiven Mutante von Salmonella mit vollst{\"a}ndigem LPS der Anteil an Caco-2-Zellen, die mehr als 32 Bakterien enthielten, bei etwa 30 \%. Der Anteil war 2-3 mal h{\"o}her als bei fr{\"u}heren Mikroinjektionen in HeLa-Zellen. Daher wurde das Verhalten von HeLa-Zellen nach einer Infektion durch S. Typhimurium ΔsifA - einer Mutante, die aus der SCV ins Zytoplasma entkommt - untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß die sifA-Mutante 10 h nach der Infektion die Aktivit{\"a}t der Caspasen 9 und 3 in HeLa-Zellen, aber nicht in Caco-2-Zellen induziert. In weiteren Versuchen wurde die Bedeutung von Glukose, Glukose-6-phosphat und Mannose als Kohlenstoffquellen f{\"u}r die extra- und intrazellul{\"a}re Replikation zweier Isolate enteroinvasiver E. coli und eines S. Typhimurium Stammes analysiert. Zu diesem Zweck wurden zun{\"a}chst definierte Mutanten in den beiden wichtigsten Phosphoenolpyruvat-abh{\"a}ngigen Phosphotransferasesystemen (PTS) f{\"u}r die Aufnahme von Glukose und Mannose, ptsG und manXYZ, sowie im Antiporter f{\"u}r die Aufnahme von Glukose-6-phosphat, uhpT, konstruiert. Bei Wachstum im Minimalmedium mit Glukose als einziger C-Quelle waren die Generationszeiten aller ΔptsG- und ΔptsG, manXYZ-Mutanten im Vergleich zu den Wildst{\"a}mmen deutlich verl{\"a}ngert. Ebenso wuchsen ΔmanXYZ-Mutanten bzw. ΔuhpT-Mutanten deutlich langsamer auf Mannose bzw. Glukose-6-phosphat. Jedoch ergaben sich hierbei Stamm-spezifische Unterschiede. So erreichte EIEC 4608-58 ΔuhpT in der station{\"a}ren Phase eine {\"a}hnliche Zelldichte wie der Wildstamm in Gegenwart von Glukose-6-phosphat und eine ΔptsG, manXYZ-Mutante von S. Typhimurium 14028s konnte immer noch effizient mit Glukose wachsen. Infektionsversuche mit Caco-2-Zellen zeigten weiterhin, daß die Deletion von ptsG zu einer signifikanten Erh{\"o}hung der Adh{\"a}renz und Invasivit{\"a}t von EIEC 4608-58 f{\"u}hrt, w{\"a}hrend sich die intrazellul{\"a}ren Generationszeiten aller hier untersuchten Mutanten kaum ver{\"a}nderten. Selbst die ΔptsG, manXYZ, uhpT-Dreifachmutanten der drei hier verwendeten Enterobakterien und die ΔptsG, manXYZ, glk-Mutante von S. Typhimurium 14028s konnten immer noch in Caco-2-Zellen replizieren, wenn auch mit Stamm-spezifisch verringerten Geschwindigkeiten. 13C-Markierungsexperimente mit [U-13C6]-Glukose als Substrat ergaben jedoch, daß in der Tat alle hier untersuchten enterobakteriellen Wildst{\"a}mme Glukose w{\"a}hrend der Replikation in Caco-2-Zellen unter Zellkulturbedingungen verwerten. Glukose-6-phosphat, Glukonat oder Fetts{\"a}uren konnten dagegen als wichtigste Kohlenstoffquellen f{\"u}r das intrazellul{\"a}re Wachstum ausgeschlossen werden. EIEC 4608-58 metabolisierte Glukose jedoch weniger effizient als EIEC HN280 und schien zudem noch zus{\"a}tzlich C3-Substrate aus der Wirtszelle aufzunehmen. Das Markierungsmuster zeigte einen Stamm-spezifischen Kohlenstofffluß durch Glykolyse und/oder Entner-Doudoroff-Weg, Pentosephosphatzyklus, Citratzyklus und den anaplerotischen Reaktionen zwischen PEP und Oxalacetat. Mutanten mit Deletionen in ptsG und manXYZ konnten auf alternative C3-Substrate wechseln und glichen dies durch eine erh{\"o}hte Aufnahme von Aminos{\"a}uren aus den Wirtszellen aus.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leonhardt2010,
  author    = {Leonhardt, Sara Diana},
  title     = {Resin collection and use in stingless bees},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51588},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Harz ist ein klebriges Pflanzenprodukt mit einem oft intensiven aromatischen Geruch. Es wird von B{\"a}umen produziert, um Wunden zu verschließen und sch{\"a}dliche Besucher abzuwehren. Einige Insektenarten haben jedoch die erstaunliche F{\"a}higkeit entwickelt, mit der klebrigen Substanz umzugehen und sie sich gar zu Nutzen zu machen. So verwenden Bienen Harz beispielsweise zum Nestbau und zur Verteidigung ihrer Kolonien. W{\"a}hrend allgemein bekannt ist, dass Bienen Pollen und Nektar sammeln, wird der Tatsache, dass sie auch Harz sammlen, allerdings sehr viel weniger Beachtung geschenkt. Ziel meiner Dissertation war es daher, herauszufinden, warum, wie und wo stachellose Bienen in Borneo (sieben untersuchte Bienenarten), Australien (acht Arten) und Costa Rica (27 Arten) Pflanzenharze sammeln und verwerten. Diese Arbeit behandelt somit die enge Beziehung zwischen einer eusozialen Insektengattung und einem chemisch und physiologisch hoch komplexen Pflanzenprodukt, das Bienen nicht nur als Nestmaterial und zur Verteidigung dient, sondern auch eine wesentliche Bedeutung f{\"u}r deren chemische Diversit{\"a}t hat. Stachellose Bienen verhalten sich hochgradig opportunistisch, wenn sie Harz sammeln, d.h. verschiedene Bienenarten sammeln Harz von denselben Baumarten, wobei sie nahezu jede verf{\"u}gbare Harzquelle nutzen. Dabei finden und erkennen sie Harzquellen anhand einiger charakteristischer Mono- und Sesquiterpene, nutzen jedoch nicht das gesamte Harz-Bouquet. Die Menge an eingetragenem Harz unterscheidet sich zwischen verschiedenen Bienenarten und kolonien und varriert mit verschiedenen Umweltbedingungen. Insbesondere eine Bedrohung durch Fressfeinde (z. B. Ameisen) f{\"u}hrt zu einer massiven Steigerung des Harzeintrages; eine manuelle Zerst{\"o}rung des Nesteinganges hat dagegen relativ wenig Einfluss. Das eingetragene Harz wird zum Nestbau und zur Verteidigung gegen Fressfeinde und Mikroben genutzt. Dar{\"u}ber hinaus dient es als Quelle f{\"u}r Terpene, die von den Bienen in ihre chemischen Oberfl{\"a}chenprofile eingebaut werden (kutikul{\"a}re Terpene). Dabei {\"u}bertragen sie nur einen Bruchteil (8 \%) der gewaltigen Menge (>> 1000) an Terpenen, die man im Harz von B{\"a}umen findet, auf ihre Oberfl{\"a}che. Die {\"u}bertragenen Terpene bleiben in ihrer Struktur unver{\"a}ndert, allerdings unterscheiden sich die Bienenarten in der Zusammensetzung der Terpenprofile auf ihrer Oberfl{\"a}che, obwohl alle untersuchten Arten Harz von denselben B{\"a}umen sammeln. Die unterschiedlichen Terpenprofile sowie die Tatsache, dass nur wenige Terpene aus dem Harz aufgenommen werden, deuten auf einen artspezifischen und bisher unbekannten Filterungsmechanismus bei stachellosen Bienen hin. Auch {\"u}bersteigt durch die Aufnahme von Terpenen die chemische Diversit{\"a}t der Oberfl{\"a}chenprofile von stachellosen Bienen die zahlreicher anderer Hymenopteren. Da Bienen die Terpene aus dem Harz nur „filtern", sie dabei aber nicht ver{\"a}ndern, sind s{\"a}mtliche Bienenarten aus Borneo, Australien und Costa den charakteristischen Harzprofilen von B{\"a}umen aus ihren Ursprungsgebieten chemisch sehr {\"a}hnlich. Da in jeder tropischen Region andere Baumarten vorkommen, varriert die chemische Zusammensetzung der vorkommenden Harze und damit der kutikul{\"a}ren Terpene von dort vorkommenden Bienen. Die meisten Bienenarten mit kutikul{\"a}ren Terpenen findet man in Borneo, wo nahezu 100 \% der untersuchten Arten aus Baumharzen gewonnene Terpene in ihre chemischen Profilen einbauen. Im Gegensatz dazu sind es in Costa Rica nur 40 \% der untersuchten Arten. Auch sammeln in Borneo gelegentlich 9 von 10 Arbeiterinnen einer Tetragonilla collina Kolonie Harz, wohingegen in Australien maximal 10 \% und in Costa Rica maximal 40 \% der Arbeiterinnen einer Kolonie Harz sammeln. Das Vorherrschen von Harz und aus Harz gewonnenen Terpenen in der chemischen {\"O}kologie von Bienen auf Borneo spiegelt das Vorherrschen einer bestimmten s{\"u}dostasiatischen Baumfamilie wieder: der Dipterocarpaceen, deren Holz ungew{\"o}hnlich harzig ist. Ein solch enger Zusammenhang zwischen der Chemie von Bienen und der von Baumharzen verdeutlicht die enge Beziehung zwischen stachellosen Bienen und den B{\"a}umen in ihrem Habitat. Die kutikul{\"a}ren Terpene sch{\"u}tzen ihre Tr{\"a}ger vor Angreifern (z.B. Ameisen) und Mikrobenbefall. Dabei variiert eine bestimmte Gruppe - Sesquiterpene - am meisten zwischen den Arten. Diese Terpengruppe manipuliert die nat{\"u}rlichweise auftretende zwischen-artliche Aggression, indem sie letztere bei jenen Arten verringert, die selbst keine Sesquiterpene in ihrem Profil haben. Aggressionsminderung durch chemische Komponenten, welche aus der Umwelt aufgenommen werden, stellt somit einen bisher unbekannten Mechanismus dar, um Toleranz zwischen sonst aggressiven Arten zu erreichen. Eine derarte Herabsetzung von aggressiven Verhalten bei stachellosen Bienen kann dar{\"u}ber hinaus ein entscheidender Faktor f{\"u}r das Entstehen sogenannter Nestaggregationen sein. Dabei nisten Kolonien von Bienenarten mit und Bienenarten ohne Sesquiterpene in ihrem chemischen Profil in unmittelbarer Nachbarschaft, ohne gegeneinander aggressiv zu sein. Im Hinblick auf die zahlreichen Funktionen, die Harze und/oder aus dem Harz gewonnene Substanzen f{\"u}r stachellose Bienen haben, stellt Harz zweifelsohne eine bedeutende Ressource in der Welt der Bienen dar - eine Ressource, die einen direkten Einfluss auf deren chemische {\"O}kologie, Verteidigungsmechanismen und zwischen-artliche Kommunikation aus{\"u}bt. Wie genau die Bienen ihre artspezifischen Terpenprofile erzeugen, insbesondere, wie es ihnen gelingt, dabei ganze Terpengruppen auszuschließen, muss in zuk{\"u}nftigen Studien genauer untersucht werden. Auch stellt sich die Frage, wie wichtig eine hohe Diversit{\"a}t an Harzquellen und damit Baumarten f{\"u}r die Bienen ist! Es ist durchaus m{\"o}glich, dass neben einer Vielfalt an Bl{\"u}tenpflanzenarten auch der „Harzreichtum" f{\"u}r das Wohlergehen der Bienen eine entscheidende Rolle spielt.},
  subject      = {stachellose Biene},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kistenpfennig2012,
  author    = {Kistenpfennig, Christa},
  title     = {Rhodopsin 7 and Cryptochrome - circadian photoreception in Drosophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72209},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Many organisms evolved an endogenous clock to adapt to the daily environmental changes caused by the earth's rotation. Light is the primary time cue ("Zeitgeber") for entrainment of circadian clocks to the external 24-h day. In Drosophila, several visual pigments are known to mediate synchronization to light: The blue-light photopigment Cryptochrome (CRY) and six well-described rhodopsins (Rh1-Rh6). CRY is present in the majority of clock neurons as well as in the compound eyes, whereas the location of rhodopsins is restricted to the photoreceptive organs - the compound eyes, the ocelli and the HB-eyelets. CRY is thought to represent the key photoreceptor of Drosophila's circadian clock. Nevertheless, mutant flies lacking CRY (cry01) are able to synchronize their locomotor activity rhythms to light-dark (LD) cycles, but need significantly longer than wild-type flies. In this behavior, cry01 mutants strongly resemble mammalian species that do not possess any internal photoreceptors and perceive light information exclusively through their photoreceptive organs (eyes). Thus, a mammalian-like phase-shifting behavior would be expected in cry01 flies. We investigated this issue by monitoring a phase response curve (PRC) of cry01 and wild-type flies to 1-h light pulses of 1000 lux irradiance. Indeed, cry01 mutants produced a mammalian-similar so called type 1 PRC of comparatively low amplitude (< 25\% of wild-type) with phase delays to light pulses during the early subjective night and phase advances to light pulses during the late subjective night (~1 h each). Despite the predominant role of CRY, the visual system contributes to the light sensitivity of the fly's circadian clock, mainly around dawn and dusk. Furthermore, this phase shifting allows for the slow re-entrainment which we observed in cry01 mutants to 8-h phase delays of the LD 12 h:12 h cycle. However, cry01 also showed surprising differences in their shifting ability: First of all, their PRC was characterized by a second dead zone in the middle of the subjective night (ZT17-ZT19) in addition to the usual unresponsiveness during the subjective day. Second, in contrast to wild-type flies, cry01 mutants did not increase their shift of activity rhythms neither in response to longer stimuli nor to light pulses of higher irradiance. In contrast, both 6-h light pulses of 1000 lux and 1-h light pulses of 10,000 lux light intensity during the early subjective night even resulted in phase advances instead of the expected delays. Thus, CRY seems to be not only responsible for the high light sensitivity of the wild-type circadian clock, but is apparently also involved in integrating and processing light information. Rhodopsin 7 (Rh7) is a yet uncharacterized protein, but became a good photoreceptor candidate due to sequence similarities to the six known Drosophila Rhs. The second part of this thesis investigated the expression pattern of Rh7 and its possible functions, especially in circadian photoreception. Furthermore, we were interested in a potential interaction with CRY and thus, tested cry01 and rh70 cry01 mutants as well. Rh1 is the main visual pigment of the Drosophila compound eye and expressed in six out of eight photoreceptors cells (R1-R6) in each of the ~800 ommatidia. Motion vision depends exclusively on Rh1 function but, moreover, Rh1 plays an important structural role and assures proper photoreceptor cell development and maintenance. In order to investigate its possible photoreceptive function, we expressed Rh7 in place of Rh1. Rh7 was indeed able to overtake the role of Rh1 in both aspects: It prevented retinal degeneration and mediated the optomotor response (OR), a motion vision-dependent behavior. At the transcriptional level, rh7 is expressed at approximately equal amounts in adult fly brains and retinas. Due to a reduced specificity of anti-Rh7 antibodies, we could not verify this result at the protein level. However, analysis of rh7 null mutants (rh70) suggested different Rh7 functions in vivo. Previous experiments strongly indicated an increased sensitivity of the compound eyes in the absence of Rh7 and suggested impaired light adaptation. We aimed to test this hypothesis at the levels of circadian photoreception. Locomotor activity rhythms are a reliable output of the circadian clock. Rh70 mutant flies generally displayed a wild-type similar bimodal activity pattern comprising morning (M) and evening (E) activity bouts. Activity monitoring supported the proposed "shielding" function, since rh70 mutants behaved like wild-type flies experiencing high irradiances. Under all investigated conditions, their activity peaks lay further apart resulting in a prolonged midday break. The behavior of cry01 mutants was mainly characterized by an unexpectedly high flexibility in the timing of M and E activity bouts which allowed tracking of lights-on and lights-off even under extreme photoperiods. Activity profiles of the corresponding rh70 cry01 double mutants reflected neither synergistic nor antagonistic effects of Rh7 and CRY and were dominated by a broad E activity peak. In the future, the different circadian phenotypes will be further investigated on the molecular level by analysis of clock protein cycling in the underlying pacemaker neurons. The work of this thesis confirmed that Rh7 is indeed able to work as a photoreceptor and to initiate the classical phototransduction cascade. On the other hand, it provided further evidence at the levels of circadian photoreception that Rh7 might serve as a shielding pigment for Rh1 in vivo, thereby mediating proper light adaptation.},
  language  = {en}
}