@article{LiLiLinketal.2019,
  author    = {Li, Shan and Li, Xin and Link, Roman and Li, Ren and Deng, Liping and Schuldt, Bernhard and Jiang, Xiaomei and Zhao, Rongjun and Zheng, Jingming and Li, Shuang and Yin, Yafang},
  title     = {Influence of cambial age and axial height on the spatial patterns of xylem traits in Catalpa bungei, a ring-porous tree species native to China},
  series = {Forests},
  volume    = {10},
  journal   = {Forests},
  number    = {8},
  issn      = {1999-4907},
  doi       = {10.3390/f10080662},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196297},
  year      = {2019},
  abstract  = {Studying how cambial age and axial height affects wood anatomical traits may improve our understanding of xylem hydraulics, heartwood formation and axial growth. Radial strips were collected from six different heights (0-11.3 m) along the main trunk of three Manchurian catalpa (Catalpa bungei) trees, yielding 88 samples. In total, thirteen wood anatomical vessel and fiber traits were observed usinglight microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM), and linear models were used to analyse the combined effect of axial height, cambial age and their interaction. Vessel diameter differed by about one order of magnitude between early- and latewood, and increased significantly with both cambial age and axial height in latewood, while it was positively affected by cambial age and independent of height in earlywood. Vertical position further had a positive effect on earlywood vessel density, and negative effects on fibre wall thickness, wall thickness to diameter ratio and length. Cambial age had positive effects on the pit membrane diameter and vessel element length, while the annual diameter growth decreased with both cambial age and axial position. In contrast, early- and latewood fiber diameter were unaffected by both cambial age and axial height. We further observed an increasing amount of tyloses from sapwood to heartwood, accompanied by an increase of warty layers and amorphous deposits on cell walls, bordered pit membranes and pit apertures. This study highlights the significant effects of cambial age and vertical position on xylem anatomical traits, and confirms earlier work that cautions to take into account xylem spatial position when interpreting wood anatomical structures, and thus, xylem hydraulic functioning.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kreckel2020,
  author    = {Kreckel, Jennifer},
  title     = {Das Adapterprotein TRAF2 und seine Bedeutung f{\"u}r die Todesrezeptor-vermittelte Signaltransduktion},
  doi       = {10.25972/OPUS-20038},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-200384},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {W{\"a}hrend die Rolle des tumor necrosis factor (TNF) receptor associated factor (TRAF)2 in der Signaltransduktion der TRAF-interagierenden Rezeptoren der TNF Receptor (TNFR)- Superfamily (TNFRSF) bereits in der Vergangenheit umfassend erforscht wurde, ist die Rolle und Funktion dieses Adapterproteins f{\"u}r die Signalgebung der Todesrezeptoren nicht vollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt. Die unklare Funktion der Really Interesting New Gene (RING) E3 Ligase Dom{\"a}ne in TRAF2 und die Abh{\"a}ngigkeit von Caspasen f{\"u}r die Aktivierung des klassischen nuclear factor κB (NFκB)-Signalweges f{\"u}hrten in dieser Arbeit zur Herstellung von CRISPR/Cas9 knockout (KO) Zellen, bei denen TRAF2 in der Kolorektalkarzinomzelllinie HCT116 als auch in den Fibrosarkomzellen HT1080 ausgeschaltet wurde. Diese Zellen wurden zuvor so modifiziert, dass die Apoptose „downstream" der Caspase-8-Aktivierung nicht weiter induzierbar war. HCT116-Zellen exprimierten hierzu ein mutiertes Allel der Phosphoinositide 3-kinase (PI3K) und HT1080-Bcl2-TNFR2 Zellen das anti-apoptotische Protein B-cell lymphoma 2 (Bcl2). Im Fokus dieser Arbeit waren die Todesrezeptoren TNFR1, TNF-Related Apoptosis Inducing Receptor (TRAILR)1/2 und Cluster of Differentiation(CD)95. In den TRAF2-KO Zelllinien war der alternative NFκB Signalweg konstitutiv aktiv und der TNFR1-induzierte klassische NFκB-Signalweg inhibiert. Die proinflammatorische Signalgebung in Form der Interleukin (IL)8 Produktion war in den CD95-artigen Todesrezeptoren signifikant, aber nicht vollst{\"a}ndig, reduziert und erfolgte Caspase-8-Aktivit{\"a}t unabh{\"a}ngig. Der Effekt der TRAF2-Deletion konnte durch eine Rekonstitution von TRAF2, jedoch nicht durch eine {\"U}berexpression von TRAF1 wiederhergestellt werden. Des Weiteren f{\"u}hrte die TRAF2-Defizienz zu einer verst{\"a}rkten Procaspase-8- Prozessierung nach Aktivierung von Todesrezeptoren, die {\"u}berraschenderweise mit einer Reduktion der Caspase-8-Aktivit{\"a}t einherging. Die Prozessierung der Procaspase-8, jedoch nicht die Aktivierung des klassischen NFκB-Signalweges wurde vermutlich durch eine verringerte Rekrutierung von cellular inhibitor of apoptosis protein (cIAP)1 an den TNFR1 erreicht. Die Expression der anti-apoptotischen Proteine FADD-like ICE (FLICE) Inhibitory Protein (FLIP)Long(L), FLIPShort(S) und cIAP1 wurde nicht von der TRAF2-Depletion beeinflusst. Somit konnte in dieser Arbeit ein nicht-obligatorischer Effekt von TRAF2 auf die Regulation der proinflammatorischen Todesrezeptor-vermittelten Signaltransduktion nachgewiesen werden, die durch TRAF1 nicht ersetzt werden kann. Des Weiteren wurde eine bisher nicht beschriebene, stabilisierende Wirkung von TRAF2 auf die Capsase-8-Aktivit{\"a}t gezeigt.},
  subject      = {Adapterproteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{vonMeyer2021,
  author    = {von Meyer, Katharina},
  title     = {Molecular characterization of defensin-like proteins in the fertilization process of \(Nicotiana\) \(tabacum\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-19214},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-192141},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Flowering plants or angiosperms have developed a fertilization mechanism that involves a female egg and central cell, as well as two male sperm cells. A male gametophyte carries the two non-mobile sperm cells, as they need to be delivered to the female gametophyte, the embryo sac. This transport is initiated by a pollen grain that is transmitted onto the stigma of the angiosperm flower. Here it hydrates, germinates, and forms a pollen tube, which navigates through the female plant tissue towards the ovary. The pollen tube grows into an ovule through the funiculus and into one of the two synergid cells. There, growth arrests and the pollen tube bursts, releasing the two sperm cells. One of the sperm cells fuses with the egg cell, giving rise to the embryo, the other one fuses with the central cell, developing into the endosperm, which nourishes the embryo during its development. After a successful fertilization, each ovule develops into a seed and a fruit is formed. This usually consists of several fertilized ovules. The directional growth of the pollen tube through the maternal tissues towards the ovule, as well as sperm cell release, requires a complex communication between the male and the female gametophyte to achieve reproductive success. Over the last years many studies have been performed, contributing to the understanding of cell-cell communication events between the two gametophytes, nevertheless still many aspects remain to be elucidated. This work focused on two topics: i.) Analysis of biological processes affected by pollination and fertilization in the Nicotiana tabacum flower and identification of cysteine rich proteins (CRPs) expressed via isolating and sequencing RNA from the tissue and analyzing the resulting data. ii.) Identification of the defensin-like protein (DEFL) responsible for pollen tube attraction towards the ovule in tobacco. First, tissue samples of pollen tubes and mature ovules were taken at different stages of the fertilization process (unpollinated ovules, after pollination, and after fertilization of the flower). RNA was then isolated and a transcriptome was created. The resulting reads were assembled and transcriptome data analysis was performed. Results showed that pollen tubes and mature ovules differ severely from each other, only sharing about 23 \% of the transcripts, indicating that different biological processes are dominant in the two gametophytes. A MapMan analysis revealed that in the pollen tube the most relevant biological processes are related to the cell wall, signaling, and transport, which supports the fact that the pollen tube grows fast to reach the ovule. On the other hand, in the ovule the values of highest significance were obtained for processes related to protein synthesis and regulation. Upon comparing the transcripts in the ovule before and after pollination, as well as after fertilization, it showed that pollination of the flower causes a bigger alteration in the ovule on the transcriptomic level compared to the step from pollination to fertilization. A total of 953 CRPs were identified in Nicotiana tabacum, including 116 DEFLs. Among those, the peptide responsible for pollen tube attraction towards the ovule should be found. Based on in-silico analysis four candidate peptides were chosen for further analysis, two of which had increased expression levels upon pollination and fertilization and the other two displayed an opposite expression. Quantitative real time PCR experiments were performed for the candidates, confirming the in-silico data in vivo. The candidate transcripts were then expressed in a cell free system and applied to pollen tubes in order to test their effect on the growing cells. Positive controls were used, where pollen tubes grew towards freshly dissected ovules. The four candidates did not provoke a pollen tube attraction towards the peptide, leaving open the chance to work on the 112 remaining DEFLs in the future.},
  subject      = {Samenpflanzen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ferber2019,
  author    = {Ferber, Elena},
  title     = {Transkriptionelle, metabolische und physiologische Anpassung nach Selbstintoxikation mit reaktiven Sekund{\"a}rstoffen: die Glukosinolat-Bombe in Arabidopsis thaliana},
  doi       = {10.25972/OPUS-18511},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185116},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In Brassicaceae werden bei einer Gewebszerst{\"o}rung unreaktive Glukosinolate durch das Enzym Myrosinase hydrolysiert. Es entstehen reaktive Substanzen wie Isothiocyanate (ITCs). Da diese Reaktion sehr schnell erfolgt wird sie auch als Senf{\"o}l-Glukosid-Bombe bezeichnet. In Arabidopsis thaliana erfolgt nach Verwundung und Pathogeninfektion eine massive Akkumulation des ITCs Sulforaphan (SF), welches eine reaktive elektophile Spezies (RES) darstellt. Zu der Gruppe der RES z{\"a}hlen auch einige Oxylipine mit einer α,β-unges{\"a}ttigten Carbonylgruppen wie 12-oxo-Phytodiens{\"a}ure (OPDA) oder Phytoprostan A1 (PPA1). Die F{\"a}higkeit der kovalenten Modifikation von Peptiden und Proteinen gilt als essentiell sowohl f{\"u}r die toxischen als auch die Gen-induzierenden Eigenschaften der RES. Neben ihrer Reaktivit{\"a}t spielt auch die Lipophilie eine Rolle f{\"u}r die F{\"a}higkeit {\"u}ber Membranen zu diffundieren und unspezifisch an Proteine zu binden. Die in der vorliegenden Arbeit durchgef{\"u}hrten Transkriptomanalysen an Arabidopsis-Keimlingen mit sub-toxischen Konzentrationen von SF, Benzylisothiocyanat (BITC) und dem Oxylipin Prostaglandin A1 (PGA1) zeigten, dass strukturell sehr verschiedene RES einen gemeinsamen Satz von 55 Genen induzieren. Unter diesen befanden sich verschiedene Hitzeschock-, Stressassoziierte- und Detoxifizierungsgene. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung {\"u}ber eine Muster-spezifische Erkennung der RES erfolgt. Als einen m{\"o}glichen Mechanismus der RES-vermittelten Geninduktion wird die Regulation durch die Ver{\"a}nderung des zellul{\"a}ren Redox-Potentials als Folge kovalenter Modifikation von GSH durch RES diskutiert. Die Untersuchung der GSH-Gehalte sowie des Redox-Potential nach Behandlung mit sub-toxischen RES-Konzentrationen in Arabidopsis-Keimlingen zeigte jedoch unter den getesteten Bedingungen keine Ver{\"a}nderung. Neben dem Erkennungs- und Signaltransduktionsmechanismus ist auch die biologische Bedeutung von RES f{\"u}r die Vermittlung einer Stresstoleranz noch weitgehend unklar. Durch die Untersuchung der Genexpression in Arabidopsis-Pflanzen nach Verwundung konnte gezeigt werden, dass eine wundinduzierte Akkumulation von SF zur Induktion einiger Gene der Hitzeschockreaktion (HSR) im Wildtyp, jedoch nicht in der myrosinase-defiziten tgg1tgg2-Mutante f{\"u}hrte. Auch in der Transkriptomanalyse war nach RES-Gabe ebenfalls eine starke Induktion hitze-responsiver Gene, deren Regulation {\"u}ber den Masterregulator dem Hitzeschock-TF A1 vermittelt wird, zu beobachten. Besonders die Induktion der HSPs, welche als Chaperone fungieren und damit Thiolgruppen von Proteinen vor Modifikation sch{\"u}tzen k{\"o}nnen, haben vermutlich bei chemischer Intoxikation protektive Eigenschaften f{\"u}r die Zellen. Tats{\"a}chlich zeigte sich unter den gew{\"a}hlten Bedingungen die hsfa1a,b,d,e-Mutante empfindlicher gegen{\"u}ber ITCs als der Wildtyp. Die F{\"a}higkeit, eine HSR ausbilden zu k{\"o}nnen, scheint in Arabidopsis bei chemischer Intoxikation eine bedeutende Rolle zu spielen. Eine Vorbehandlung mit RES wie SF, BITC oder dem HSP90-Inhibitor Radicicol in Arabidopsis-Keimlingen konnte eine Schutzwirkung vor chemischer Intoxikation vermitteln. Dies erfolgte jedoch nicht nach Behandlung mit moderater Hitze (zwei Stunden, 37 °C). Somit scheint die HSR alleine nicht ausreichend f{\"u}r den Aufbau eines effektiven Schutzes vor BITC-Intoxikation zu sein. Als metabolische Antwort von Arabidopsis-Keimlingen auf Intoxikation mit RES konnte eine konzentrationsabh{\"a}ngige Senkung der maximalen Quantenausbeute am Photosystem II (PSII), sowie gleichzeitig eine Akkumulation an TAG-Spezies beobachtet werden. Diese metabolische Reaktion ist in der Literatur bereits als Schutz gegen Hitzestress beschrieben. Die Bedeutung der TAG-Akkumulation nach chemischem ITC-Stress ist noch unklar.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@article{MuenchHsinFerberetal.2016,
  author    = {M{\"u}nch, Miriam and Hsin, Chih-Hsuan and Ferber, Elena and Berger, Susanne and M{\"u}ller, Martin J.},
  title     = {Reactive electrophilic oxylipins trigger a heat stress-like response through HSFA1 transcription factors},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {67},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {21},
  doi       = {10.1093/jxb/erw376},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186766},
  pages     = {6139-6148},
  year      = {2016},
  abstract  = {Electrophilic oxylipins trigger a heat-shock-like response in the absence of heat through the canonical heat-shock transcription factor A1, thereby helping to cope with stresses associated with protein damage.Abiotic and biotic stresses are often characterized by an induction of reactive electrophile species (RES) such as the jasmonate 12-oxo-phytodienoic acid (OPDA) or the structurally related phytoprostanes. Previously, RES oxylipins have been shown massively to induce heat-shock-response (HSR) genes including HSP101 chaperones. Moreover, jasmonates have been reported to play a role in basal thermotolerance. We show that representative HSR marker genes are strongly induced by RES oxylipins through the four master regulator transcription factors HSFA1a, b, d, and e essential for short-term adaptation to heat stress in Arabidopsis. When compared with Arabidopsis seedlings treated at the optimal acclimation temperature of 37 A degrees C, the exogenous application of RES oxylipins at 20 A degrees C induced a much weaker induction of HSP101 at both the gene and protein expression levels which, however, was not sufficient to confer short-term acquired thermotolerance. Moreover, jasmonate-deficient mutant lines displayed a wild-type-like HSR and were not compromised in acquiring thermotolerance. Hence, the OPDA- and RES oxylipin-induced HSR is not sufficient to protect seedlings from severe heat stress but may help plants to cope better with stresses associated with protein unfolding by inducing a battery of chaperones in the absence of heat.},
  language  = {en}
}
@article{JoensuuAltimirHakolaetal.2016,
  author    = {Joensuu, Johanna and Altimir, Nuria and Hakola, Hannele and Rost{\´a}s, Michael and Raivonen, Maarit and Vestenius, Mika and Aaltonen, Hermanni and Riederer, Markus and B{\"a}ck, Jaana},
  title     = {Role of needle surface waxes in dynamic exchange of mono- and sesquiterpenes},
  series = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  volume    = {16},
  journal   = {Atmospheric Chemistry and Physics},
  number    = {12},
  doi       = {10.5194/acp-2015-1024},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171324},
  pages     = {7813-7823},
  year      = {2016},
  abstract  = {Biogenic volatile organic compounds (BVOCs) produced by plants have a major role in atmospheric chemistry. The different physicochemical properties of BVOCs affect their transport within and out of the plant as well as their reactions along the way. Some of these compounds may accumulate in or on the waxy surface layer of conifer needles and participate in chemical reactions on or near the foliage surface. The aim of this work was to determine whether terpenes, a key category of BVOCs produced by trees, can be found on the epicuticles of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and, if so, how they compare with the terpenes found in shoot emissions of the same tree. We measured shoot-level emissions of pine seedlings at a remote outdoor location in central Finland and subsequently analysed the needle surface waxes for the same compounds. Both emissions and wax extracts were clearly dominated by monoterpenes, but the proportion of sesquiterpenes was higher in the wax extracts. There were also differences in the terpene spectra of the emissions and the wax extracts. The results, therefore, support the existence of BVOC associated to the epicuticular waxes. We briefly discuss the different pathways for terpenes to reach the needle surfaces and the implications for air chemistry.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueller2017,
  author    = {M{\"u}ller, Stephanie},
  title     = {Plant thermotolerance: The role of heat stress-induced triacylglycerols in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-152829},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Plants are exposed to high temperature, especially during hot summer days. Temperatures are typically lowest in the morning and reach a maximum in the afternoon. Plants can tolerate and survive short-term heat stress even on hot summer days. A. thaliana seedlings have been reported to tolerate higher temperatures for different time periods, a phenomenon that has been termed basal thermotolerance. In addition, plants have the inherent capacity to acclimate to otherwise lethal temperatures. Arabidopsis thaliana seedlings acclimate at moderately elevated temperatures between 32-38° C. During heat acclimation, a genetically programmed heat shock response (HSR) is triggered that is characterized by a rapid activation of heat shock transcription factors (HSFs), which trigger a massive accumulation of heat shock proteins that are chiefly involved in protein folding and protection. Although the HSF-triggered heat-shock response is well characterized, little is known about the metabolic adjustments during heat stress. The aim of this work was to get more insight into heat-responsive metabolism and its importance for thermotolerance. In order to identify the response of metabolites to elevated temperatures, global metabolite profiles of heat-acclimated and control seedlings were compared. Untargeted metabolite analyses revealed that levels of polyunsaturated triacylglycerols (TG) rapidly increase during heat acclimation. TG accumulation was found to be temperature-dependent in a temperature range from 32-50° C (optimum at 42° C). Heat-induced TG accumulation was localized in extra-chloroplastic compartments by chloroplast isolation as well as by fluorescence microscopy of A. thaliana cell cultures. Analysis of mutants deficient in all four HSFA1 master regulator genes or the HSFA2 gene revealed that TG accumulation occurred independently to HSF. Moreover, the TG response was not limited to heat stress since drought and salt stress (but not short-term osmotic, cold and high light stress) also triggered an accumulation of TGs. In order to reveal the origin of TG synthesis, lipid analysis was carried out. Heat-induced accumulation of TGs does not derive from massive de novo fatty acid (FA) synthesis. On the other hand, lipidomic analyses of A. thaliana seedlings indicated that polyunsaturated FA from thylakoid galactolipids are incorporated into cytosolic TGs during heat stress. This was verified by lipidomic analyses of A. thaliana fad7/8 transgenic seedlings, which displayed altered FA compositions of plastidic lipids. In addition, wild type A. thaliana seedlings displayed a rapid conversion of plastidic monogalactosyldiacylglycerols (MGDGs) into oligogalactolipids, acylated MGDGs and diacylglycerols (DGs). For TG synthesis, DG requires a FA from the acyl CoA pool or phosphatidylcholine (PC). Seedlings deficient in phospholipid:diacylglycerol acyltransferase1 (PDAT1) were unable to accumulate TGs following heat stress; thus PC appears to be the major FA donor for TGs during heat treatment. These results suggest that TG and oligogalactolipid accumulation during heat stress is driven by post-translationally regulated plastid lipid metabolism. TG accumulation following heat stress was found to increase basal thermotolerance. Pdat1 mutant seedlings were more sensitive to severe heat stress without prior acclimatization, as revealed by a more dramatic decline of the maximum efficiency of PSII and lower survival rate compared to wild type seedlings. In contrast, tgd1 mutants over-accumulating TGs and oligogalactolipids displayed a higher basal thermotolerance compared to wild type seedlings. These results therefore suggest that accumulation of TGs increases thermotolerance in addition to the genetically encoded heat shock response.},
  subject      = {Triglyceride},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Horn2017,
  author    = {Horn, Hannes},
  title     = {Analysis and interpretation of (meta-)genomic data from host-associated microorganisms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-152035},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Host-microbe interactions are the key to understand why and how microbes inhabit specific environments. With the scientific fields of microbial genomics and metagenomics, evolving on an unprecedented scale, one is able to gain insights in these interactions on a molecular and ecological level. The goal of this PhD thesis was to make (meta-)genomic data accessible, integrate it in a comparative manner and to gain comprehensive taxonomic and functional insights into bacterial strains and communities derived from two different environments: the phyllosphere of Arabidopsis thaliana and the mesohyl interior of marine sponges. This thesis focused first on the de novo assembly of bacterial genomes. A 5-step protocol was developed, each step including a quality control. The examination of different assembly software in a comparative way identified SPAdes as most suitable. The protocol enables the user to chose the best tailored assembly. Contamination issues were solved by an initial filtering of the data and methods normally used for the binning of metagenomic datasets. This step is missed in many published assembly pipelines. The described protocol offers assemblies of high quality ready for downstream analysis. Subsequently, assemblies generated with the developed protocol were annotated and explored in terms of their function. In a first study, the genome of a phyllosphere bacterium, Williamsia sp. ARP1, was analyzed, offering many adaptions to the leaf habitat: it can deal with temperature shifts, react to oxygen species, produces mycosporins as protection against UV-light, and is able to uptake photosynthates. Further, its taxonomic position within the Actinomycetales was infered from 16S rRNA and comparative genomics showing the close relation between the genera Williamsia and Gordonia. In a second study, six sponge-derived actinomycete genomes were investigated for secondary metabolism. By use of state-of-the-art software, these strains exhibited numerous gene clusters, mostly linked to polykethide synthases, non-ribosomal peptide synthesis, terpenes, fatty acids and saccharides. Subsequent predictions on these clusters offered a great variety of possible produced compounds with antibiotic, antifungal or anti-cancer activity. These analysis highlight the potential for the synthesis of natural products and the use of genomic data as screening toolkit. In a last study, three sponge-derived and one seawater metagenomes were functionally compared. Different signatures regarding the microbial composition and GC-distribution were observed between the two environments. With a focus on bacerial defense systems, the data indicates a pronounced repertoire of sponge associated bacteria for bacterial defense systems, in particular, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, restriction modification system, DNA phosphorothioation and phage growth limitation. In addition, characterizing genes for secondary metabolite cluster differed between sponge and seawater microbiomes. Moreover, a variety of Type I polyketide synthases were only found within the sponge microbiomes. With that, metagenomics are shown to be a useful tool for the screening of secondary metabolite genes. Furthermore, enriched defense systems are highlighted as feature of sponge-associated microbes and marks them as a selective trait.},
  subject      = {Bakterien},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lange2021,
  author    = {Lange, Manuel},
  title     = {Mutanten im RES-Oxylipin Signalweg von \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-16608},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166085},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Reaktive elektrophile Spezies-Oxylipine (RES-Oxylipine) finden sich in Pflanzen- und Tierzellen und zeichnen sich durch eine f{\"u}r sie typische Anordnung von Atomen aus: einer α,β unges{\"a}ttigten Carbonyl Gruppe. In Pflanzenzellen geh{\"o}ren unter anderem 2-(E)-Hexenal und die Vorstufe der Jasmons{\"a}ure 12-Oxophytodiens{\"a}ure (OPDA) zu den RES-Oxylipinen, in Tierzellen z.B. Prostaglandin A1 (PGA). RES-Oxylipine {\"u}ben Signalfunktionen aus, wie dies in Pflanzenzellen funktioniert ist jedoch noch nicht bekannt. Ziel dieser Arbeit ist dabei einen m{\"o}glichen RES-Oxylipin Signalweg aufzukl{\"a}ren und die beteiligten Gene zu identifizieren. Es konnte aber gezeigt werden, dass die Expressionsrate von bestimmten Genen wie z.B. GST6 durch RES-Oxylipine spezifisch induziert wird. Zur Untersuchung des RES-Oxylipin Signalweges wurde der GST6 Promotor vor das Luciferase-Gen fusioniert, um so ein RES-Oxylipin spezifisches Reportersystem zu erhalten. Die Ethylmethansulfonat mutagenisierten Linien wurden auf ge{\"a}nderte Luciferase-Aktivit{\"a}t hin untersucht. Dabei wurden drei Mutanten isoliert, die in dieser Arbeit n{\"a}her untersucht wurden. Eine zeigte basal erh{\"o}hte Luciferase-Aktivit{\"a}t (constitutive overexpresser 3 = coe3) und die anderen beiden erniedrigte Luciferase-Aktivit{\"a}t nach PGA Gabe (non responsive 1 und 2 = nr1 und nr2). In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Ph{\"a}notypen in allen 3 Mutanten rezessiv vererbt werden und die Mutanten nicht zueinander allel sind. Zudem war die ver{\"a}nderte Luciferase-Aktivit{\"a}t nicht durch ge{\"a}nderte Phytohormonspiegel oder durch Mutationen im GST6 Promotor erkl{\"a}rbar. Auf die Gabe von RES, wie Benzylisothiocyanat oder Sulforaphan, sowie auf endogene RES-Oxylipine, wie OPDA und Hexenal, reagierten die Mutanten auf {\"a}hnliche Weise, wie nach PGA Gabe. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen zeigten, dass sich die drei Mutanten stark voneinander unterschieden. Das Transkriptom kontrollbehandelter coe3 Pflanzen unterschied sich stark von dem der GST6::LUC Pflanzen. Die Mutante war trockenstressresistenter zudem war sie sensibler gegen{\"u}ber NaCl, was jedoch nicht von einer ver{\"a}nderten Reaktion auf Abscisins{\"a}ure herr{\"u}hrte. Des Weiteren war der Chlorophyllabbau bei dunkel inkubierten Bl{\"a}ttern geringer. Bei der Lokalisierung der Mutation, die noch nicht abgeschlossen ist, konnten Chromosom 2 und 5 als die wahrscheinlichsten Kandidaten ermittelt werden. Weitere Analysen sind n{\"o}tig um den Bereich weiter eingrenzen zu k{\"o}nnen. Die Mutante nr1, die sich durch verminderte Reaktion auf RES-Oxylipine auszeichnete, zeigte einen kleineren Wuchs und ein deutlich verz{\"o}gertes Bl{\"u}hen. Außerdem wies die Mutante erh{\"o}hte Argininspiegel in ihren Bl{\"a}ttern auf. Das Transkriptom unterschied sich sowohl bei kontrollbehandelten, als auch bei PGA behandelten nr1 Pflanzen massiv von denen der gleichbehandelten Kontrollen. Auch die nr1 schien trockenstressresistenter zu sein, sie war im Gegensatz zur coe3 aber robuster gegen{\"u}ber h{\"o}heren Konzentrationen an NaCl. Mit Hilfe eines „Next Generation Genome-Mappings" war es m{\"o}glich die Mutation am Ende von Chromosom 3 zu lokalisieren und auf f{\"u}nf m{\"o}gliche Gene einzugrenzen. Weitere Untersuchungen m{\"u}ssen nun kl{\"a}ren, welches dieser Gene urs{\"a}chlich f{\"u}r den Ph{\"a}notyp der ge{\"a}nderten Luciferase-Aktivit{\"a}t ist. Die zweite Mutante mit einer reduzierten Reaktion auf RES-Oxylipine war die nr2. {\"U}berraschender Weise unterschied sich das Transkriptom kontrollbehandelter nr2 Pflanzen deutlich st{\"a}rker von dem der gleichbehandelten GST6::LUC Pflanzen, als das nach PGA Gabe der Fall war. Sie reagierte nur mit sehr schwacher Luciferase-Aktivit{\"a}t auf Verwundung und war zudem deutlich sensibler gegen{\"u}ber Trockenheit. F{\"u}r eine zuk{\"u}nftige Lokalisation der urs{\"a}chlichen Mutation wurden entsprechende Kreuzungen durchgef{\"u}hrt aus deren Samen jederzeit mit einer Selektionierung begonnen werden kann. Mit dieser Arbeit konnte ein erster großer Schritt in Richtung Identifikation der, f{\"u}r die ge{\"a}nderte Luciferase-Aktivit{\"a}t, verantwortlichen Mutation gemacht werden, sowie erste Reaktionen der Mutanten auf abiotische Stressfaktoren untersucht werden. Somit ist man der Entdeckung von Signaltransduktionsfaktoren, die RES-Oxylipinabh{\"a}ngig reguliert werden, einen wichtigen Schritt n{\"a}her gekommen.},
  subject      = {Arabidopsis thaliana},
  language  = {de}
}
@article{VendelovadeLimaLorenzattoetal.2016,
  author    = {Vendelova, Emilia and de Lima, Jeferson Camargo and Lorenzatto, Karina Rodrigues and Monteiro, Karina Mariante and Mueller, Thomas and Veepaschit, Jyotishman and Grimm, Clemens and Brehm, Klaus and Hrčkov{\´a}, Gabriela and Lutz, Manfred B. and Ferreira, Henrique B. and Nono, Justin Komguep},
  title     = {Proteomic Analysis of Excretory-Secretory Products of Mesocestoides corti Metacestodes Reveals Potential Suppressors of Dendritic Cell Functions},
  series = {PLoS Neglected Tropical Diseases},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS Neglected Tropical Diseases},
  number    = {10},
  doi       = {10.1371/journal.pntd.0005061},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166742},
  pages     = {e0005061},
  year      = {2016},
  abstract  = {Accumulating evidences have assigned a central role to parasite-derived proteins in immunomodulation. Here, we report on the proteomic identification and characterization of immunomodulatory excretory-secretory (ES) products from the metacestode larva (tetrathyridium) of the tapeworm Mesocestoides corti (syn. M. vogae). We demonstrate that ES products but not larval homogenates inhibit the stimuli-driven release of the pro-inflammatory, Th1-inducing cytokine IL-12p70 by murine bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs). Within the ES fraction, we biochemically narrowed down the immunosuppressive activity to glycoproteins since active components were lipid-free, but sensitive to heat- and carbohydrate-treatment. Finally, using bioassay-guided chromatographic analyses assisted by comparative proteomics of active and inactive fractions of the ES products, we defined a comprehensive list of candidate proteins released by M. corti tetrathyridia as potential suppressors of DC functions. Our study provides a comprehensive library of somatic and ES products and highlight some candidate parasite factors that might drive the subversion of DC functions to facilitate the persistence of M. corti tetrathyridia in their hosts.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Huerter2019,
  author    = {H{\"u}rter, Anna-Lena},
  title     = {Funktion von Anionenkan{\"a}len bei der Entwicklung der Wurzelkn{\"o}llchen- und Arbuskul{\"a}ren Mykorrhiza-Symbiose in \(Medicago\) \(truncatula\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-15841},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158419},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Bei der arbuskul{\"a}ren Myorrhiza-Symbiose (AM) und der Wurzelkn{\"o}llchen-Symbiose (RNS) handelt es sich um symbiotische Interaktionen, die einen großen Vorteil f{\"u}r Pflanzenwachstum und kultivierung mit sich bringen. W{\"a}hrend bei der AM Pilze die Pflanze mit verschiedenen N{\"a}hrstoffen aus dem Boden versorgen, stellen die in den Wurzelkn{\"o}llchen lokalisierten Rhizobien der Pflanze fixierte Stickstoffverbindungen zur Verf{\"u}gung. Folglich ist es von großem Interesse, die Entwicklung dieser Symbiosen im Detail zu verstehen. F{\"u}r die Erkennung der arbuskul{\"a}ren Mykorrhiza-Pilze und der Stickstoff-fixierenden Rhizobien durch die Pflanze sind l{\"o}sliche symbiotische Signalmolek{\"u}le essentiell, die zu der Gruppe der Lipochitinoligosaccharide (LCOs) geh{\"o}ren. W{\"a}hrend der Entwicklung der AM und der RNS erkennen die Pflanzenwurzeln diese LCOs {\"u}ber Lysin-Motiv-Rezeptor-{\"a}hnliche Kinasen der Plasmamembran. Eine der ersten Antworten der Wurzelzellen auf Nod-LCOs ist eine Depolarisierung des Membranpotentials. An dieser Antwort sind mit großer Wahrscheinlichkeit Anionenkan{\"a}le der Plasmamembran beteiligt, da sie auch bei Depolarisierungen als Antwort auf andere Stimuli bzw. Stressantworten involviert sind. In Arabidopsis stellt die S-Typ-Familie eine bedeutende Gruppe von Anionenkan{\"a}len dar, die von Calcium-abh{\"a}ngigen Kinasen (CPKs) aktiviert werden. Da Nod-LCOs repetitive Ver{\"a}nderungen des zytosolischen Calcium-Levels induzieren, wurde in dieser Arbeit die Hypothese aufgestellt, dass Calcium-Signale CPKs aktivieren. CPKs sorgen im Gegenzug f{\"u}r die Stimulation von S-Typ-Anionenkan{\"a}len in Wurzelzellen. Die {\"A}nderungen des Membranpotentials in M. truncatula-Wurzelhaarzellen als Antwort auf Nod- und Myc-LCOs wurden mittels intrazellul{\"a}rer Mikroelektroden analysiert. Es wurde gezeigt, dass Nod-LCOs in M. truncatula-Wurzelhaarzellen eine Depolarisierung des Membranpotentials induzieren. Doch Wurzelhaarzellen reagieren nicht nur auf Nod-LCOs. So konnte in dieser Studie zum ersten Mal eine Depolarisierung als Antwort auf sulfatisierte Myc-LCOs nachgewiesen werden. Eine zweite Gruppe von Myc-LCOs, denen die Sulfatgruppe fehlt, l{\"o}ste keine Reaktion des Membranpotentials aus. Diese Daten deuten darauf hin, dass Wurzelhaarzellen f{\"u}r die Erkennung von sulfatisierten LCOs von symbiotischen Pilzen und Bakterien dasselbe Perzeptionssystem nutzen. Diese Schlussfolgerung wird von Experimenten unterst{\"u}tzt, in denen vor der Stimulation durch Nod-LCOs ein sulfatisierter Myc-LCO hinzugegeben wurde. Diese sukzessive Zugabe von zwei Stimuli f{\"u}hrte zu einer einzigen Depolarisierung. Die sulfatisierten Myc-LCOs unterdr{\"u}ckten die Antwort des Membranpotentials auf Nod-LCOs. Die Beziehung zwischen Nod-LCO-induzierten zytosolischen Calcium-Signalen und {\"A}nderungen des Membranpotentials wurde mit einer Kombination aus intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden und Imaging eines Calcium-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffs analysiert. In Messungen der zytosolischen Calcium-Konzentration wurde keine transiente Zunahme innerhalb der ersten vier Minuten nach der Applikation der Nod-LCOs beobachtet. Die durch Nod-LCOs induzierten Depolarisierungen traten fr{\"u}her auf und erreichten ihr Maximum normalerweise nach drei Minuten. Demnach geht die Depolarisierung des Membranpotentials den zytosolischen Calcium-Signalen voraus. Diese Beobachtung wurde von simultanen Messungen beider Antworten best{\"a}tigt. Um der M{\"o}glichkeit einer Beteiligung von S-Typ-Anionenkan{\"a}len an der LCO-abh{\"a}ngigen Depolarisierung nachzugehen, wurden zwei in den Wurzeln exprimierte M. truncatula-Orthologe der AtSLAC1-Anionenkanal-Familie identifiziert. Die klonierten Anionenkan{\"a}le, MtSLAC1, MtSLAH2-3A und MtSLAH2-3B zeigten bei der Untersuchung in Xenopus-Oozyten die typischen Charakteristika von S-Typ-Anionenkan{\"a}len. So konnte gezeigt werden, dass MtSLAH2-3A und MtSLAH2-3B eine Proteinkinase sowie externes Nitrat zur Aktivierung ben{\"o}tigen. Außerdem zeichnen sie sich durch eine sehr viel h{\"o}here Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Nitrat im Vergleich zu Chlorid aus. {\"A}hnlich wie bei AtSLAH3 macht eine Koexpression mit AtSLAH1 genau wie eine intrazellul{\"a}re Azidifikation MtSLAH2-3A und MtSLAH2-3B zu Anionenkan{\"a}len, die unabh{\"a}ngig von externem Nitrat und einer Phosphorylierung durch eine Proteinkinase aktiv sind. Weil S-Typ-Anionenkan{\"a}le eine hohe Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Nitrat aufweisen, wurde der Einfluss von {\"A}nderungen der extrazellul{\"a}ren Anionenkonzentration auf die Nod-LCO-induzierte Depolarisierung analysiert. Es stellte sich heraus, dass eine Verringerung der extrazellul{\"a}ren Nitratkonzentration die Antwort beschleunigt. Eine Erh{\"o}hung der extrazellul{\"a}ren Chlorid- und Sulfatkonzentration hingegen f{\"u}hrte zu einer Verst{\"a}rkung der Depolarisierung. Diese Beobachtung spricht daf{\"u}r, dass andere Anionenkanal-Typen wie ALMT-Kan{\"a}le an der Depolarisierung des Membranpotentials durch LCOs beteiligt sind. Die Daten dieser Arbeit zeigen eine Abh{\"a}ngigkeit der Nod-LCO-induzierten {\"A}nderungen des Membranpotentials vom M. truncatula-Genotyp. Neben Nod-LCOs l{\"o}sen auch sulfatisierte Myc-LCOs eine Depolarisierung des Membranpotentials aus. Vermutlich werden sulfatisierte Nod- und Myc-LCOs von demselben Rezeptorsystem erkannt. Die Nod-LCO-induzierte Depolarisierung ist unabh{\"a}ngig von {\"A}nderungen des zytosolischen Calcium-Levels. Folglich sind in die Depolarisierung keine S-Typ-Anionenkan{\"a}le involviert, die ausschließlich durch Calcium-abh{\"a}ngige Protein-Kinasen aktiviert werden. Interessanterweise lassen sich die MtSLAH2-3-Anionenkan{\"a}le aus M. truncatula im Gegensatz zu AtSLAH3 von Calcium-unabh{\"a}ngigen SnRK2/OST1-Proteinkinasen aktivieren. Dies erm{\"o}glicht die Aktivierung der MtSLAH2-3-Anionenkan{\"a}le in Abwesenheit eines Calcium-Signals. In weiterf{\"u}hrenden Studien sollten die Genexpressionsprofile von Calcium-unabh{\"a}ngigen Proteinkinasen wie SnRK2 und S-Typ-Anionenkan{\"a}len aus M. truncatula sowie deren Interaktionen untersucht werden. So k{\"o}nnte eine Aussage dar{\"u}ber getroffen werden, ob diese Proteinkinasen die Anionenkan{\"a}le MtSLAH2-3 Nod-LCO-spezifisch aktivieren. Außerdem w{\"a}re es von großem Interesse, verschiedene M. truncatula-Mutanten zu untersuchen, denen Gene f{\"u}r MtSLAH2-3A, MtSLAH2-3B und R-Typ-Anionenkan{\"a}le fehlen. Diese Experimente k{\"o}nnten zur Identifizierung von Genen f{\"u}hren, die an der fr{\"u}hen Entwicklung der Symbiose beteiligt sind und erkl{\"a}ren, warum nur eine kleine Gruppe von Pflanzen dazu in der Lage ist, eine RNS einzugehen, w{\"a}hrend die AM im Pflanzenreich weit verbreitet ist.},
  subject      = {Schneckenklee},
  language  = {de}
}
@article{PalamidesJodeleitFoehlingeretal.2016,
  author    = {Palamides, Pia and Jodeleit, Henrika and F{\"o}hlinger, Michael and Beigel, Florian and Herbach, Nadja and Mueller, Thomas and Wolf, Eckhard and Siebeck, Matthias and Gropp, Roswitha},
  title     = {A mouse model for ulcerative colitis based on NOD-scid IL2R gamma(null) mice reconstituted with peripheral blood mononuclear cells from affected individuals},
  series = {Disease Models \& Mechanisms},
  volume    = {9},
  journal   = {Disease Models \& Mechanisms},
  doi       = {10.1242/dmm.025452},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164946},
  pages     = {985-997},
  year      = {2016},
  abstract  = {Animal models reflective of ulcerative colitis (UC) remain a major challenge, and yet are crucial to understand mechanisms underlying the onset of disease and inflammatory characteristics of relapses and remission. Mouse models in which colitis-like symptoms are induced through challenge with toxins such as oxazolone, dextran sodium sulfate (DSS) or 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS) have been instrumental in understanding the inflammatory processes of UC. However, these neither reflect the heterogeneous symptoms observed in the UC-affected population nor can they be used to test the efficacy of inhibitors developed against human targets where high sequence and structural similarity of the respective ligands is lacking. In an attempt to overcome these problems, we have developed a mouse model that relies on NOD-scid IL2R γnull mice reconstituted with peripheral blood mononuclear cells derived from UC-affected individuals. Upon challenge with ethanol, mice developed colitis-like symptoms and changes in the colon architecture, characterized by influx of inflammatory cells, edema, crypt loss, crypt abscesses and epithelial hyperplasia, as previously observed in immune-competent mice. TARC, TGFβ1 and HGF expression increased in distal parts of the colon. Analysis of human leucocytes isolated from mouse spleen revealed an increase in frequencies of CD1a+, CD64+, CD163+ and TSLPR+ CD14+ monocytes, and antigen-experienced CD44+ CD4+ and CD8+ T-cells in response to ethanol. Analysis of human leucocytes from the colon of challenged mice identified CD14+ monocytes and CD11b+ monocytes as the predominant populations. Quantitative real-time PCR (RT-PCR) analysis from distal parts of the colon indicated that IFNγ might be one of the cytokines driving inflammation. Treatment with infliximab ameliorated symptoms and pathological manifestations, whereas pitrakinra had no therapeutic benefit. Thus, this model is partially reflective of the human disease and might help to increase the translation of animal and clinical studies.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Thomas2021,
  author    = {Thomas, Sarah Katharina},
  title     = {Design of novel IL-4 antagonists employing site-specific chemical and biosynthetic glycosylation},
  doi       = {10.25972/OPUS-17517},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-175172},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The cytokines interleukin 4 (IL-4) and IL-13 are important mediators in the humoral immune response and play a crucial role in the pathogenesis of chronic inflammatory diseases, such as asthma, allergies, and atopic dermatitis. Hence, IL-4 and IL-13 are key targets for treatment of such atopic diseases. For cell signalling IL-4 can use two transmembrane receptor assemblies, the type I receptor consisting of receptors IL-4R and γc, and type II receptor consisting of receptors IL-4R and IL-13R1. The type II receptor is also the functional receptor of IL-13, receptor sharing being the molecular basis for the partially overlapping effects of IL-4 and IL-13. Since both cytokines require the IL-4R receptor for signal transduction, this allows the dual inhibition of both IL-4 and IL-13 by specifically blocking the receptor IL-4R. This study describes the design and synthesis of novel antagonistic variants of human IL-4. Chemical modification was used to target positions localized in IL-4 binding sites for γc and IL-13R1 but outside of the binding epitope for IL-4R. In contrast to existing studies, which used synthetic chemical compounds like polyethylene glycol for modification of IL-4, we employed glycan molecules as a natural alternative. Since glycosylation can improve important pharmacological parameters of protein therapeutics, such as immunogenicity and serum half-life, the introduced glycan molecules thus would not only confer a steric hindrance based inhibitory effect but simultaneously might improve the pharmacokinetic profile of the IL-4 antagonist. For chemical conjugation of glycan molecules, IL-4 variants containing additional cysteine residues were produced employing prokaryotic, as well as eukaryotic expression systems. The thiol-groups of the engineered cysteines thereby allow highly specific modification. Different strategies were developed enabling site-directed coupling of amine- or thiol- functionalized monosaccharides to introduced cysteine residues in IL-4. A linker-based coupling procedure and an approach requiring phenylselenyl bromide activation of IL-4 thiol-groups were hampered by several drawbacks, limiting their feasibility. Surprisingly, a third strategy, which involved refolding of IL-4 cysteine variants in the presence of thiol- glycans, readily allowed synthesis of IL-4 glycoconjugates in form of mixed disulphides in milligram amount. This approach, therefore, has the potential for large-scale synthesis of IL-4 antagonists with highly defined glycosylation. Obtaining a homogenous glycoconjugate with exactly defined glycan pattern would allow using the attached glycan structures for fine-tuning of pharmacokinetic properties of the IL-4 antagonist, such as absorption and metabolic stability. The IL-4 glycoconjugates generated in this work proved to be highly effective antagonists inhibiting IL-4 and/or IL-13 dependent responses in cell-based experiments and in in vitro binding studies. Glycoengineered IL-4 antagonists thus present valuable alternatives to IL-4 inhibitors used for treatment of atopic diseases such as the neutralizing anti-IL-4R antibody Dupilumab.},
  subject      = {Glykosylierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Froeschel2019,
  author    = {Fr{\"o}schel, Christian},
  title     = {Genomweite Analyse der zellschichtspezifischen Expression in der Arabidopsis-Wurzel nach Inokulation mit pathogenen und mutualistischen Mikroorganismen},
  doi       = {10.25972/OPUS-14643},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146439},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Obwohl Pflanzenwurzeln mit einer Vielzahl von Pathogenen in Kontakt kommen, sind induzierbare Abwehrreaktionen der Wurzel bisher kaum beschrieben. Aufgrund der konzentrischen Zellschicht-Organisation der Wurzel wird angenommen, dass bei einer Immunantwort in jeder Zellschicht ein spezifisches genetisches Programm aktiviert wird. Eine {\"U}berpr{\"u}fung dieser Hypothese war bisher wegen methodischen Limitierungen nicht m{\"o}glich. Die zellschichtspezifische Expression Epitop-markierter ribosomaler Proteine erlaubt eine Affinit{\"a}tsaufreinigung von Ribosomen und der assoziierten mRNA. Diese Methodik, als TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification) bezeichnet, erm{\"o}glicht die Analyse des Translatoms und wurde dahingehend optimiert, pflanzliche Antworten auf Befall durch bodenb{\"u}rtige Mikroorganismen in Rhizodermis, Cortex, Endodermis sowie Zentralzylinder spezifisch zu lokalisieren. Die Genexpression in der Arabidopsis-Wurzel nach Inokulation mit drei Bodenorganismen mit unterschiedlichen Lebensweisen wurde vergleichend betrachtet: Piriformospora indica kann als mutualistischer Pilz pflanzliches Wachstum und Ertr{\"a}ge positiv beeinflussen, wohingegen der vaskul{\"a}re Pilz Verticillium longisporum f{\"u}r erhebliche Verluste im Rapsanbau verantwortlich ist und der hemibiotrophe Oomycet Phytophthora parasitica ein breites Spektrum an Kulturpflanzen bef{\"a}llt und Ernten zerst{\"o}rt. F{\"u}r die Interaktionsstudien zwischen Arabidopsis und den Mikroorganismen w{\"a}hrend ihrer biotrophen Lebensphase wurden sterile in vitro-Infektionssysteme etabliert und mittels TRAP und anschließender RNA-Sequenzierung eine zellschichtspezifische, genomweite Translatomanalyse durchgef{\"u}hrt (Inf-TRAP-Seq). Dabei zeigten sich massive Unterschiede in der differentiellen Genexpression zwischen den Zellschichten, was die Hypothese der zellschichtspezifischen Antworten unterst{\"u}tzt. Die Antworten nach Inokulation mit pathogenen bzw. mutualistischen Mikroorganismen unterschieden sich ebenfalls deutlich, was durch die ungleichen Lebensweisen begr{\"u}ndbar ist. Durch die Inf-TRAP-Seq Methodik konnte z.B. im Zentralzylinder der Pathogen-infizierten Wurzeln eine expressionelle Repression von positiven Regulatoren des Zellzyklus nachgewiesen werden, dagegen in den mit P. indica besiedelten Wurzeln nicht. Dies korrelierte mit einer Pathogen-induzierten Inhibition des Wurzelwachstums, welche nicht nach Inokulation mit P. indica zu beobachten war. Obwohl keines der drei Mikroorganismen in der Lage ist, den Zentralzylinder direkt zu penetrieren, konnte hier eine differentielle Genexpression detektiert werden. Demzufolge ist ein Signalaustausch zu postulieren, {\"u}ber den {\"a}ußere und innere Zellschichten miteinander kommunizieren. In der Endodermis konnten Genexpressionsmuster identifiziert werden, die zu einer Verst{\"a}rkung der Barriere-Funktionen dieser Zellschicht f{\"u}hren. So k{\"o}nnte etwa durch Lignifizierungsprozesse die Ausbreitung der Mikroorganismen begrenzt werden. Alle drei Mikroorganismen l{\"o}sten besonders im Cortex die Induktion von Genen f{\"u}r die Biosynthese Trp-abh{\"a}ngiger, antimikrobieller Sekund{\"a}rmetaboliten aus. Die biologische Relevanz dieser Verteilungen kann nun gekl{\"a}rt werden. Zusammenfassend konnten in dieser Dissertation erstmals die durch Mikroorganismen hervorgerufenen zellschichtspezifischen Antworten der pflanzlichen Wurzel aufgel{\"o}st werden. Vergleichende bioinformatische Analyse dieses umfangreichen Datensatzes erm{\"o}glicht nun, gezielt testbare Hypothesen zu generieren. Ein Verst{\"a}ndnis der zellschichtspezifischen Abwehrmaßnahmen der Wurzel ist essentiell f{\"u}r die Entwicklung neuer Strategien zur Ertragssteigerung und zum Schutz von Nutzpflanzen gegen Pathogene in der Landwirtschaft.},
  subject      = {Schmalwand <Arabidopsis>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kums2017,
  author    = {Kums, Juliane},
  title     = {Entwicklung und Charakterisierung von \(Gaussia\) \(princeps\) Luziferase-Antik{\"o}rper-Fusionsproteinen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146777},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Antik{\"o}rper, die Oberfl{\"a}chenantigene erkennen, sind sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie verschiedener Erkrankungen von enormer Bedeutung. Damit Antik{\"o}rper in diesen Bereichen eingesetzt werden k{\"o}nnen, ist es sehr wichtig, dass die Interaktion eines Antik{\"o}rpers oder auch eines Antik{\"o}rperkonjugats mit seinem Antigen oder Fc-Rezeptoren ausreichend charakterisiert wird. Hierf{\"u}r werden meist zellfreie Verfahren angewandt, wie die isotherme Titrationskalorimetrie oder die Oberfl{\"a}chenplasmonenresonanzspektroskopie. Diese unterliegen verschiedenen Limitationen, beispielsweise der Verf{\"u}gbarkeit von rekombinantem Antigen. Vor allem aber werden zellul{\"a}re Einfl{\"u}sse, die die Bindungseigenschaften der Antik{\"o}rper beeinflussen, nicht ber{\"u}cksichtigt. Aber auch die derzeit angewandten Verfahren f{\"u}r zellul{\"a}re Bindungsstudien k{\"o}nnen problematisch sein, da sie meist auf Antik{\"o}rpern basieren, die biochemisch markiert worden sind, was zu funktionellen Beeintr{\"a}chtigungen f{\"u}hren kann. Außerdem zeigen solche Antik{\"o}rper h{\"a}ufig keine einheitliche St{\"o}chiometrie der jeweiligen Reporterstoffe und die Reproduzierbarkeit des Markierungsverfahrens ist in den meisten F{\"a}llen nicht gew{\"a}hrleistet. Positionsspezifische Markierungen sind jedoch vergleichsweise sehr aufwendig. Um die genannten Probleme zu umgehen, wurden in der vorliegenden Arbeit am Beispiel des Fn14-spezifischen Antik{\"o}rpers 18D1 Antik{\"o}rper-Fusionsproteine hergestellt und charakterisiert, die an verschiedenen Positionen genetisch mit der Gaussia princeps Luziferase (GpL) fusioniert worden sind. Dabei zeigte sich, dass die Positionierung der Luziferase am C-Terminus der leichten Kette des Antik{\"o}rpers (GpL(CT-LC)) die Bindungseigenschaften der GpL-18D1-IgG1-Fusionsproteine an Fn14 und an die verschiedenen Fcγ-Rezeptoren (FcγR) nicht oder nur in geringem Umfang beeinflusst. Auch die agonistische Aktivit{\"a}t der GpL-18D1-IgG1-Fusionsproteine, welche abh{\"a}ngig ist von der Oligomerisierung {\"u}ber Protein G oder der FcγR-Bindung, wurde durch die GpL-Markierung nicht wesentlich beeinflusst. Diese Ergebnisse ließen sich am Bespiel von 18D1 ebenfalls auf die dimeren Antik{\"o}rper-Isotypen IgG2, mIgG1 und mIgG2A {\"u}bertragen. GpL-Fusionsproteine der Antik{\"o}rper E09-IgG1 (CD95-spezifisch), G28.5-IgG1 (CD40-spezifisch) und BHA10-IgG1 (LTβR-spezifisch) zeigten gleichfalls keine gravierenden Ver{\"a}nderungen der Bindungseigenschaften oder den funktionellen Eigenschaften, was f{\"u}r eine breite Anwendbarkeit von GpL-Antik{\"o}rper-Fusionsproteinen spricht. Zusammenfassend betrachtet zeigen die hier pr{\"a}sentierten Ergebnisse, dass die genetische Fusion der Gaussia princeps Luziferase an das C-terminale Ende der leichten Antik{\"o}rperkette eine sehr gute M{\"o}glichkeit darstellt, Antigen-Antik{\"o}rper-Interaktionen zu charakterisieren ohne dabei mit den Eigenschaften des Antik{\"o}rpers zu interferieren. Dabei besticht dieser Ansatz im Vergleich zu anderen g{\"a}ngigen Verfahren durch seine Reproduzierbarkeit, eine einfache Handhabung, geringe Kosten und eine extrem hohe Sensitivit{\"a}t. Außerdem k{\"o}nnte dieses Antik{\"o}rper-Fusionsproteinformat zuk{\"u}nftig auch in vielen Bereichen als Tracer eingesetzt werden mit dem Vorteil, dass keinerlei Radioaktivit{\"a}t ben{\"o}tigt werden w{\"u}rde.},
  subject      = {Luciferasen},
  language  = {de}
}
@article{WalperWeisteMuelleretal.2016,
  author    = {Walper, Elisabeth and Weiste, Christoph and Mueller, Martin J. and Hamberg, Mats and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang},
  title     = {Screen Identifying Arabidopsis Transcription Factors Involved in the Response to 9-Lipoxygenase-Derived Oxylipins},
  series = {PLoS One},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {4},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0153216},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146857},
  pages     = {e0153216},
  year      = {2016},
  abstract  = {13-Lipoxygenase-derived oxylipins, such as jasmonates act as potent signaling molecules in plants. Although experimental evidence supports the impact of oxylipins generated by the 9-Lipoxygenase (9-LOX) pathway in root development and pathogen defense, their signaling function in plants remains largely elusive. Based on the root growth inhibiting properties of the 9-LOX-oxylipin 9-HOT (9-hydroxy-10,12,15-octadecatrienoic acid), we established a screening approach aiming at identifying transcription factors (TFs) involved in signaling and/or metabolism of this oxylipin. Making use of the AtTORF-Ex (Arabidopsis thaliana Transcription Factor Open Reading Frame Expression) collection of plant lines overexpressing TF genes, we screened for those TFs which restore root growth on 9-HOT. Out of 6,000 lines, eight TFs were recovered at least three times and were therefore selected for detailed analysis. Overexpression of the basic leucine Zipper (bZIP) TF TGA5 and its target, the monoxygenase CYP81D11 reduced the effect of added 9-HOT, presumably due to activation of a detoxification pathway. The highly related ETHYLENE RESPONSE FACTORs ERF106 and ERF107 induce a broad detoxification response towards 9-LOX-oxylipins and xenobiotic compounds. From a set of 18 related group S-bZIP factors isolated in the screen, bZIP11 is known to participate in auxin-mediated root growth and may connect oxylipins to root meristem function. The TF candidates isolated in this screen provide starting points for further attempts to dissect putative signaling pathways involving 9-LOX-derived oxylipins.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Oenel2016,
  author    = {{\"O}nel, Ayla},
  title     = {Synthese und Relevanz von Oxylipinen in Bl{\"a}ttern, Wurzeln und Samen von \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141647},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die Lipidoxidation kann sowohl enzymatisch als auch nicht enzymatisch erfolgen. Der erste Schritt der enzymatischen Oxidation wird durch Lipoxygenasen katalysiert, von welchen es in Arabidopsis thaliana sechs verschiedene Isoformen gibt. Dabei werden die Lipoxygenasen nach dem Kohlenstoffatom klassifiziert, welches sie oxidieren. Somit geh{\"o}ren die LOX1 und LOX5 zu den 9-Lipoxygenasen, w{\"a}hrend LOX2, LOX3, LOX4 und LOX6 zu den 13 Lipoxygenasen z{\"a}hlen. W{\"a}hrend der Samenalterung findet vermehrt eine Lipidperoxidation statt, welche mit einem Verfall des Samens sowie einer verringerten Keimrate korreliert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zun{\"a}chst erfolgreich ein System zur k{\"u}nstlichen Samenalterung von Arabidopsis thaliana etabliert. Bei der k{\"u}nstlichen Alterung stiegen {\"a}hnlich wie bei der nat{\"u}rlichen Samenalterung oxidierte Lipide an und die Keimrate fiel ab. Nach Alterung konnte ein Anstieg von sechs verschiedenen oxidierten Triacylglycerolen detektiert werden. Es konnte in dieser Arbeit mit Hilfe von Mutanten mit Defekten in mehreren der Lipoxygenase Gene gezeigt werden, dass die Oxidation dieser veresterten Fetts{\"a}uren zum gr{\"o}ßten Teil nicht enzymatisch erfolgt. Bei der Alterung stiegen zudem enzymatisch gebildete 9 Lipoxygenase Produkte wie freie Hydroxy- und Ketofetts{\"a}uren an. Bei einer Analyse der freien oxidierten Fetts{\"a}uren konnte ebenfalls mit Lipoxygenase Mutanten ermittelt werden, dass diese haupts{\"a}chlich via LOX1 oxidiert werden. Die Untersuchung der Keimraten der Lipoxygenase Mutanten nach Alterung zeigte in mehreren Versuchen eine leicht erh{\"o}hte Keimrate der lox1 im Vergleich zum Wildtyp. Eine exogene Behandlung von Wildtyp Samen mit verschiedenen 9-Lipoxygenase Produkten, welche bei der Alterung ansteigen, f{\"u}hrte allerdings nicht zu einer Keimungshemmung. Somit scheinen Produkte wie Hydroxy- und Ketofetts{\"a}uren der 9-Lipoxygenase LOX1 nicht die Hauptursache f{\"u}r die Keimungshemmung nach Alterung zu sein. Dar{\"u}ber hinaus konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass eine Behandlung der Bl{\"u}ten des Wildtyps mit Methyljasmonat zu einer signifikant h{\"o}heren Keimrate der Samen im Vergleich zu Samen von unbehandelten Pflanzen nach Alterung f{\"u}hrt. Ein „Lipidprofiling" der Samen von mit Methyljasmonat behandelten Pflanzen wies signifikant geringere Gehalte sowohl an freien als auch veresterten oxidierten Fetts{\"a}uren auf, was mit einer erh{\"o}hten Lebensf{\"a}higkeit korrelierte. Diese Erkenntnisse k{\"o}nnten von großer Relevanz f{\"u}r die Landwirtschaft sein, falls eine {\"U}bertragung auf Nutzpflanzen m{\"o}glich ist. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war eine eingehende Untersuchung der Rolle und Funktion der LOX6. Mit Hilfe von GUS F{\"a}rbungen konnte eine Lokalisation der LOX6 in Bl{\"a}ttern und Wurzeln nachgewiesen werden. Zudem wurde ein 35SLOX6GFP Konstrukt erstellt und in Arabidopsis thaliana Pflanzen stabil transformiert. Mit den selektionierten Linien k{\"o}nnte in Zukunft auch die intrazellul{\"a}re Lokalisation der LOX6 untersucht werden. Außerdem wurden Konstrukte mit dem Reportergen GFP und AOS sowie LOX2 hinter dem 35S Promotor kloniert, welche ebenfalls f{\"u}r weitere Lokalisations- und Kolokalisationsstudien genutzt werden k{\"o}nnen. Zudem wurde mit der Klonierung eines Konstruktes begonnen, um in Zukunft einen spezifischen LOX6 Antik{\"o}rper herstellen und auch die endogene LOX6 Lokalisation in dem Wildtyp analysieren zu k{\"o}nnen. Um die Produkte der LOX6 zu untersuchen, wurden 35SLOX6 Linien sowie die lox6 Mutante verwendet. Obwohl Hydroxyfetts{\"a}uren und Jasmonate Folgeprodukte der LOX6 sind, wiesen die 35SLOX6 Linien weder basal, noch nach Stress erh{\"o}hte Gehalte dieser im Vergleich zum Wildtyp auf. Somit geben die 35SLOX6 Linien einen Hinweis darauf, dass LOX6 im Wildtyp nicht limitierend f{\"u}r die Produktion von Hydroxyfetts{\"a}uren und Jasmonaten sein k{\"o}nnte. Um zu untersuchen, ob das Substrat der LOX6 der limitierende Faktor sein k{\"o}nnte, wurde eine Behandlung mit α Linolens{\"a}ure durchgef{\"u}hrt. Dabei entstanden allerdings nicht mehr Folgeprodukte der LOX6, sondern es fand sowohl in den 35SLOX6 Linien als auch in dem Wildtyp eine massive nicht enzymatische radikalische Oxidation der Fetts{\"a}uren statt. Um festzustellen, ob sich durch eine LOX6 {\"U}berexpression das Metabolom {\"a}ndert, wurde eine „untargeted Analyse" mit 35SLOX6 Linien durchgef{\"u}hrt. Diese zeigte vier Metabolite, welche in den 35SLOX6 Linien im Vergleich zum Wildtyp unterschiedlich stark vorhanden waren. Zudem sollte untersucht werden, ob sich die Physiologie und Stressresistenz in den {\"U}berexpressionslinien im Vergleich zum Wildtyp unterscheiden. Dabei zeichneten sich die 35SLOX6 Linien durch kleinere, hellere und rundere Bl{\"a}tter aus. Zudem wurden die Wurzeln der 35SLOX6 Linien bei Fraßversuchen mit Pocellio scaber im Vergleich zum Wildtyp weniger bevorzugt gefressen. Diese Erkenntnisse sowie die generierten Konstrukte und Pflanzenlinien k{\"o}nnen in der Zukunft einen weiteren Einblick in die vielf{\"a}ltigen Funktionen und Produkte der LOX6 gew{\"a}hren.},
  subject      = {Jasmonate},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lind2016,
  author    = {Lind, Christof Martin},
  title     = {W{\"a}hrend der Evolution von Landpflanzen geriet der Anionenkanal SLAC1 unter die Kontrolle des ABA-Signalwegs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141669},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die ersten Landpflanzen standen vor der Herausforderung sich mit der wechselnden Verf{\"u}gbarkeit von Wasser an Land arrangieren zu m{\"u}ssen. Daraus ergab sich die Notwendigkeit den Wasserverlust zu minimieren und dennoch ausreichend CO2 f{\"u}r die Photosynthese aufzunehmen (Raven, 2002). Im Laufe der Evolution der Pflanzen entstanden mehrere Anpassungen an diese neuen Gegebenheiten, die schließlich auch zur Entstehung von regulierbaren {\"O}ffnungen, den Stomata, in der Blattepidermis f{\"u}hrte. Zwei Schließzellen umschließen das Stoma und regulieren {\"u}ber die Aufnahme oder Abgabe von osmotisch-aktiven Teilchen ihren Turgordruck und damit die {\"O}ffnungsweite des Stomas. Das Kation Kalium und die Anionen Chlorid und Nitrat repr{\"a}sentieren die Hauptosmotika, die je nach Bedarf durch Transportproteine {\"u}ber die Plasmamembran der Schließzellen geschleust werden. In den Samenpflanzen wie zum Beispiel der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, ist der Signalweg in Schließzellen, der bei Trockenheit zu einem schnellen Schluss des Stomas f{\"u}hrt bereits sehr gut untersucht. Bei Wassermangel synthetisiert die Pflanze das Trockenstresshormon ABA (Abscisins{\"a}ure). Das Hormon wird durch ABA-Rezeptoren erkannt und resultiert schließlich in der Aktivit{\"a}t der Proteinkinase OST1. Daraufhin reguliert diese Kinase zum einen die Transkription ABA-abh{\"a}ngiger Gene, die der Pflanze eine langfristige Adaptation an Trockenheit und Austrocknungstoleranz verleiht. Zum anderen, phosphoryliert OST1 den Anionenkanal SLAC1 und aktiviert ihn so. Die Aktivit{\"a}t des Kanals initiiert schließlich den Stomaschluss durch einen Ausstrom von Anionen aus den Schließzellen, der mit einer Depolarisation der Schließzellmembran einhergeht. Der ABA-Signalweg, der zur transkriptionellen Regulation von Genen und der damit verbunden Trockentoleranz f{\"u}hrt ist ein sehr stark konservierter und evolutiv sehr alter Signalweg, der in allen Geweben von Pflanzen bei Trockenheit beschritten wird. Der schnelle ABA-Signalweg, der die Aktivit{\"a}t der SLAC1 Anionenkan{\"a}le reguliert, ist auf Schließzellen begrenzt. Da sich Schließzellen aber erst sp{\"a}t in der Evolution von Landpflanzen etablierten, erhob sich die Frage, wann in der Evolution geriet SLAC1 unter die Kontrolle das ABA-Signalwegs? Geht diese Regulation von SLAC1 mit der Entstehung von Schließzellen einher oder bestand dieser Regulationsmechanismus bereits in Pflanzen, die keine Schließzellen besitzen. Zur Beantwortung dieser Frage untersuchte ich die einzelnen Komponenten des Signalwegs und ihre Beziehungen zu einander im heterologen Expressionssystem der Xenopus laevis Oozyten. Im Laufe dieser Arbeit wurden Schl{\"u}sselelemente des ABA-Signalwegs aus sechs verschiedenen Versuchspflanzen kloniert und in Oozyten charakterisiert. F{\"u}r die Untersuchung der Evolution des schnellen ABA-Signalwegs wurden die sechs Versuchspflanzen aus je einem rezenten Vertreter der Gr{\"u}nalgen (Klebsormidium nitens), der Lebermoose (Marchantia polymorpha), der Laubmoose (Physcomitrella patens), der Lycophyten (Selaginella moellendorffii) und der Farne (Ceratopteris richardii) ausgew{\"a}hlt und mit der Samenpflanze Arabidopsis thaliana verglichen. Die sechs Pflanzengruppen spalteten sich an unterschiedlichen Zeitpunkten im Laufe der pflanzlichen Evolution von der Entwicklung der restlichen Pflanzen ab und erlauben so einen bestm{\"o}glichen Einblick in den jeweiligen Entwicklungsstand der Landpflanzen w{\"a}hrend der Entstehung der einzelnen Pflanzenfamilien. Obwohl sich die ersten Stomata erst in den Laubmoosen entwickelten, besitzen schon die Gr{\"u}nalgen OST1-Kinasen und SLAC1-Kan{\"a}le. Interessanterweise konnte wir zeigen, dass schon die fr{\"u}hen OST1-Kinasen aus Algen und Moosen dazu in der Lage sind, in den h{\"o}her entwickelten Samenpflanzen die Rolle in der Regulation der ABA-abh{\"a}ngigen Expression von Genen zu {\"u}bernehmen. Außerdem zeigte sich im Laufe meiner biophysikalischen Untersuchungen, dass alle dreizehn getesteten OST1-Kinasen aus den sechs unterschiedlichen Versuchspflanzenarten in Lage sind, den Anionenkanal SLAC1 aus Arabidopsis in Xenopus Oozyten zu aktivieren. Diese Austauschbarkeit von den AtSLAC1-aktivierenden Kinasen deutet auf eine sehr starke Konservierung der Struktur und Funktion von OST1 hin. Anders verhielt es sich bei der funktionellen Analyse der Anionenkan{\"a}le aus den verschiedenen Versuchspflanzen: Hier bildete nur der evolution{\"a}r gesehen j{\"u}ngsten SLAC-Kanal AtSLAC1 aus Arabidopsis ein funktionelles P{\"a}rchen mit OST1. Die SLAC1 Kan{\"a}le aus der Gr{\"u}nalge, dem Lebermoos, den Lycophyten und dem Farn blieben ohne messbare Aktivit{\"a}t bei einer Co-expression mit den verschiedenen OST1 Kinasen. Nur beim Laubmoos (Physcomitrella patens) konnte noch ein funktionelles Kinase-Anionenkanal P{\"a}rchen gefunden werden. Struktur-Funktionsuntersuchungen erlaubten mir schließlich zu zeigen, dass bestimmte funktionelle Dom{\"a}nen sowohl im N-terminus als auch im C-terminus von SLAC1 erforderlich sind, um eine Aktivierung des Kanals durch OST1 Kinasen sicherzustellen.},
  subject      = {Evolution},
  language  = {de}
}
@article{BurgsdorfSlabyHandleyetal.2015,
  author    = {Burgsdorf, Ilia and Slaby, Beate M. and Handley, Kim M. and Haber, Markus and Blom, Jochen and Marshall, Christopher W. and Gilbert, Jack A. and Hentschel, Ute and Steindler, Laura},
  title     = {Lifestyle Evolution in Cyanobacterial Symbionts of Sponges},
  series = {mBio},
  volume    = {6},
  journal   = {mBio},
  number    = {3},
  doi       = {10.1128/mBio.00391-15},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-143117},
  pages     = {e00391-15},
  year      = {2015},
  abstract  = {The "Candidatus Synechococcus spongiarum" group includes different clades of cyanobacteria with high 16S rRNA sequence identity (~99\%) and is the most abundant and widespread cyanobacterial symbiont of marine sponges. The first draft genome of a "Ca. Synechococcus spongiarum" group member was recently published, providing evidence of genome reduction by loss of genes involved in several nonessential functions. However, "Ca. Synechococcus spongiarum" includes a variety of clades that may differ widely in genomic repertoire and consequently in physiology and symbiotic function. Here, we present three additional draft genomes of "Ca. Synechococcus spongiarum," each from a different clade. By comparing all four symbiont genomes to those of free-living cyanobacteria, we revealed general adaptations to life inside sponges and specific adaptations of each phylotype. Symbiont genomes shared about half of their total number of coding genes. Common traits of "Ca. Synechococcus spongiarum" members were a high abundance of DNA modification and recombination genes and a reduction in genes involved in inorganic ion transport and metabolism, cell wall biogenesis, and signal transduction mechanisms. Moreover, these symbionts were characterized by a reduced number of antioxidant enzymes and low-weight peptides of photosystem II compared to their free-living relatives. Variability within the "Ca. Synechococcus spongiarum" group was mostly related to immune system features, potential for siderophore-mediated iron transport, and dependency on methionine from external sources. The common absence of genes involved in synthesis of residues, typical of the O antigen of free-living Synechococcus species, suggests a novel mechanism utilized by these symbionts to avoid sponge predation and phage attack. IMPORTANCE While the Synechococcus/Prochlorococcus-type cyanobacteria are widely distributed in the world's oceans, a subgroup has established its niche within marine sponge tissues. Recently, the first genome of sponge-associated cyanobacteria, " Candidatus Synechococcus spongiarum," was described. The sequencing of three representatives of different clades within this cyanobacterial group has enabled us to investigate intraspecies diversity, as well as to give a more comprehensive understanding of the common symbiotic features that adapt "Ca. Synechococcus spongiarum" to its life within the sponge host.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Muench2016,
  author    = {M{\"u}nch, Miriam},
  title     = {Funktionelle Untersuchungen zur Oxylipin-abh{\"a}ngigen Regulation von Hitzeschockproteinen in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140299},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Oxylipine sind Signalmolek{\"u}le, die durch enzymatische Oxidation oder durch Autoxidation von mehrfach unges{\"a}ttigten Fetts{\"a}uren entstehen. Sie akkumulieren w{\"a}hrend einer Vielzahl von biotischen und abiotischen Stressen und spielen eine bedeutende Rolle bei der Abwehr verschiedener Stressoren. In vielen physiologischen Entwicklungsprozessen sind Oxylipine ebenfalls wichtig. Eine bisher wenig erforschte Untergruppe dieser Oxylipine bilden reaktive elektrophile Spezies, die sog. RES-Oxylipine. Hierzu geh{\"o}ren unter anderem der Jasmons{\"a}ure-Vorl{\"a}ufer 12 Oxophytodiens{\"a}ure (OPDA), aber auch (E)-2-Hexenal oder Phytoprostan A1 (PPA1). Diese Substanzen sind aufgrund einer α,β unges{\"a}ttigten Carbonylgruppe elektrophil und damit chemisch reaktiv. Diese Reaktivit{\"a}t wird als Grund f{\"u}r ihre biologische Aktivit{\"a}t angesehen: RES-Oxylipine sind Induktoren einer Reihe von Genen. Allerdings ist bisher wenig {\"u}ber den Signalweg sowie die Funktionen der RES-Oxylipine in Arabidopsis thaliana bekannt. Fast die H{\"a}lfte (40 \%) aller durch OPDA-induzierten Gene in A. thaliana sind abh{\"a}ngig von TGA-Transkriptionsfaktoren, jedoch werden OPDA-responsive Hitzeschockgene (z.B. Hitzeschockproteine) unabh{\"a}ngig von TGA-Transkriptionsfaktoren induziert. Außerdem gibt es Hinweise auf eine Akkumulation des RES-Oxylipins OPDA, aber auch des non-RES-Oxylipins Jasmons{\"a}ure (JA) durch eine Behandlung mit 38° C in A. thaliana. Eine exogene Applikation von JA bewirkt jedoch, im Gegensatz zu OPDA, keine Genexpression von Hitzeschockgenen in Arabidopsis. Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion der RES-Oxylipine OPDA und Prostaglandin A1 (PGA1, ein Analogon zu PPA1) w{\"a}hrend der Hitzeschockantwort in Arabidopsis thaliana, sowie die TGA-unabh{\"a}ngige Signaltransduktion der Hitzeschockgene, aufzukl{\"a}ren. Durch einen Vergleich zweier bereits ver{\"o}ffentlichter Transkriptomdaten in silico konnte die {\"U}berschneidung des Hitze-induzierten- (1 h, 37 °C) und des OPDA-induzierten-Transkriptoms (4 h, 75 µM) genau analysiert werden. Es werden 30 Gene sowohl von OPDA als auch durch 37 °C mehr als dreifach hochreguliert. Dieses Ergebnis konnte durch realtime qPCR vier repr{\"a}sentativer Gene (HSP101, HSP26.5, DREB2A, HSFA2) best{\"a}tigt werden. Allerdings zeigten sich deutliche Unterschiede in der St{\"a}rke und Kinetik der Induktion: Hitze (37 °C) hat einen sehr viel st{\"a}rkeren Einfluss auf die Hochregulation der Genexpression als die getesteten RES-Oxylipine OPDA und PGA1 (unter 10 \% der Induktion durch 37 °C, Ausnahme DREB2A). Zudem resultiert eine Hitzebehandlung in einer schnellen und transienten Genexpression, das Maximum ist nach 1 bis 2 h erreicht w{\"a}hrend die Addition von RES-Oxylipinen eine langsamere Induktion der Genexpression bewirkt (Maximum nach 4 bis 6 h). Eine Genexpressionsanalyse mit verschiedenen Signaltransduktionsmutanten half bei der Aufkl{\"a}rung m{\"o}glicher Signaltransduktionskomponenten der RES-Oxylipine. So konnte gezeigt werden, dass der putative OPDA-Rezeptor Cyclophilin 20-3 sowie sein Interaktionspartner, das Protein Serin-Acetyltransferase 1, keine Bedeutung in der Regulation von Hitzeschockgenen durch RES-Oxylipine haben. Die Hitze-Masterregulatoren HSFA1 a,b,d (und e) jedoch sind f{\"u}r die Induktion der Hitzeschockgene HSP101, HSP26.5 und HSFA2 durch RES-Oxylipine essentiell und f{\"u}r DREB2A zumindest teilweise notwendig. Dennoch spielt der durch Hitze induzierbare Transkriptionsfaktor HSFA2 in der Signaltransduktion von RES-Oxylipinen (bez{\"u}glich der Hitzeschockgeninduktion) keine Rolle. Durch ein Screening strukturell verschiedener RES hinsichtlich ihrer Induktion von HSP101 konnte gekl{\"a}rt werden, dass nicht die Anwesenheit einer α,β unges{\"a}ttigten Carbonylgruppe, sondern vielmehr die Eigenschaft der Elektrophilie f{\"u}r die Induktion des HSP101 verantwortlich ist. Auch das RES Sulforaphan vermittelt, wie die RES-Oxylipine OPDA und PGA1, die Induktion der Hitzeschockgene {\"u}ber die HSFA1-Transkritionsfaktoren. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit lag in der Quantifizierung der endogenen Oxylipine in zehn Tage alten Arabidopsis-Keimligen nach einer Hitzebehandlung unter Kurztag-Lichtbedingungen. Weder w{\"a}hrend eines kurzzeitigen Hitzestresses (bis zu 8 h) noch w{\"a}hrend einer l{\"a}ngerfristigen Hitzebehandlung (bis zu 7 Tage) steigt der Gehalt des RES Oxylipins OPDA signifikant an. Das non-RES-Oxylipin Jasmons{\"a}ure hingegen akkumuliert transient (Maximum 2 h nach Beginn eines Hitzestresses) und signifikant, allerdings ist dieser Anstieg in seiner St{\"a}rke (13fach) nicht vergleichbar mit einer Akkumulation beispielsweise nach Verwundung (hier ist ein 1000facher Anstieg m{\"o}glich). In weiteren Experimenten wurde eine m{\"o}gliche Korrelation der endogenen Oxylipin-Akkumulation (verursacht durch Verwundung oder osmotischen Stress) mit der Genexpression von Hitzeschockgenen untersucht. …},
  subject      = {Schmalwand <Arabidopsis>},
  language  = {de}
}
@article{PimentelElardoBubackGulderetal.2011,
  author    = {Pimentel-Elardo, Sheila M. and Buback, Verena and Gulder, Tobias A. M. and Bugni, Tim S. and Reppart, Jason and Bringmann, Gerhard and Ireland, Chris M. and Schirmeister, Tanja and Hentschel, Ute},
  title     = {New Tetromycin Derivatives with Anti-Trypanosomal and Protease Inhibitory Activities},
  series = {Marine drugs},
  volume    = {9},
  journal   = {Marine drugs},
  number    = {10},
  doi       = {10.3390/md9101682},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141171},
  pages     = {1682-1697},
  year      = {2011},
  abstract  = {Four new tetromycin derivatives, tetromycins 1-4 and a previously known one, tetromycin B (5) were isolated from Streptomyces axinellae Pol001(T) cultivated from the Mediterranean sponge Axinella polypoides. Structures were assigned using extensive 1D and 2D NMR spectroscopy as well as HRESIMS analysis. The compounds were tested for antiparasitic activities against Leishmania major and Trypanosoma brucei, and for protease inhibition against several cysteine proteases such as falcipain, rhodesain, cathepsin L, cathepsin B, and viral proteases SARS-CoV M(pro), and PL(pro). The compounds showed antiparasitic activities against T. brucei and time-dependent inhibition of cathepsin L-like proteases with K(i) values in the low micromolar range.},
  language  = {en}
}
@article{SchultheisLiewaldBambergetal.2011,
  author    = {Schultheis, Christian and Liewald, Jana Fiona and Bamberg, Ernst and Nagel, Georg and Gottschalk, Alexander},
  title     = {Optogenetic Long-Term Manipulation of Behavior and Animal Development},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {6},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {4},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0018766},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141250},
  pages     = {e18766},
  year      = {2011},
  abstract  = {Channelrhodopsin-2 (ChR2) is widely used for rapid photodepolarization of neurons, yet, as it requires high-intensity blue light for activation, it is not suited for long-term in vivo applications, e. g. for manipulations of behavior, or photoactivation of neurons during development. We used "slow" ChR2 variants with mutations in the C128 residue, that exhibit delayed off-kinetics and increased light sensitivity in Caenorhabditis elegans. Following a 1 s light pulse, we could photodepolarize neurons and muscles for minutes (and with repeated brief stimulation, up to days) with low-intensity light. Photoactivation of ChR2(C128S) in command interneurons elicited long-lasting alterations in locomotion. Finally, we could optically induce profound changes in animal development: Long-term photoactivation of ASJ neurons, which regulate larval growth, bypassed the constitutive entry into the "dauer" larval state in daf-11 mutants. These lack a guanylyl cyclase, which possibly renders ASJ neurons hyperpolarized. Furthermore, photostimulated ASJ neurons could acutely trigger dauer-exit. Thus, slow ChR2s can be employed to long-term photoactivate behavior and to trigger alternative animal development.},
  language  = {en}
}
@article{JurowichOttoRikkalaetal.2015,
  author    = {Jurowich, Christian Ferdinand and Otto, Christoph and Rikkala, Prashanth Reddy and Wagner, Nicole and Vrhovac, Ivana and Sabolić, Ivan and Germer, Christoph-Thomas and Koepsell, Hermann},
  title     = {Ileal interposition in rats with experimental type 2 like diabetes improves glycemic control independently of glucose absorption},
  series = {Journal of Diabetes Research},
  volume    = {2015},
  journal   = {Journal of Diabetes Research},
  number    = {490365},
  doi       = {10.1155/2015/490365},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149166},
  year      = {2015},
  abstract  = {Bariatric operations in obese patients with type 2 diabetes often improve diabetes before weight loss is observed. In patients mainly Roux-en-Y-gastric bypass with partial stomach resection is performed. Duodenojejunal bypass (DJB) and ileal interposition (IIP) are employed in animal experiments. Due to increased glucose exposition of L-cells located in distal ileum, all bariatric surgery procedures lead to higher secretion of antidiabetic glucagon like peptide-1 (GLP-1) after glucose gavage. After DJB also downregulation of Na\(^{+}\)-D-glucose cotransporter SGLT1 was observed. This suggested a direct contribution of decreased glucose absorption to the antidiabetic effect of bariatric surgery. To investigate whether glucose absorption is also decreased after IIP, we induced diabetes with decreased glucose tolerance and insulin sensitivity in male rats and investigated effects of IIP on diabetes and SGLT1. After IIP, we observed weight-independent improvement of glucose tolerance, increased insulin sensitivity, and increased plasma GLP-1 after glucose gavage. The interposed ileum was increased in diameter and showed increased length of villi, hyperplasia of the epithelial layer, and increased number of L-cells. The amount of SGLT1-mediated glucose uptake in interposed ileum was increased 2-fold reaching the same level as in jejunum. Thus, improvement of glycemic control by bariatric surgery does not require decreased glucose absorption.},
  language  = {en}
}
@article{SeherNickelMuelleretal.2011,
  author    = {Seher, Axel and Nickel, Joachim and Mueller, Thomas D. and Kneitz, Susanne and Gebhardt, Susanne and Meyer ter Vehn, Tobias and Schlunck, Guenther and Sebald, Walter},
  title     = {Gene expression profiling of connective tissue growth factor (CTGF) stimulated primary human tenon fibroblasts reveals an inflammatory and wound healing response in vitro},
  series = {Molecular Vision},
  volume    = {17},
  journal   = {Molecular Vision},
  number    = {08. Okt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140189},
  pages     = {53-62},
  year      = {2011},
  abstract  = {Purpose: The biologic relevance of human connective tissue growth factor (hCTGF) for primary human tenon fibroblasts (HTFs) was investigated by RNA expression profiling using affymetrix (TM) oligonucleotide array technology to identify genes that are regulated by hCTGF. Methods: Recombinant hCTGF was expressed in HEK293T cells and purified by affinity and gel chromatography. Specificity and biologic activity of hCTGF was confirmed by biosensor interaction analysis and proliferation assays. For RNA expression profiling HTFs were stimulated with hCTGF for 48h and analyzed using affymetrix (TM) oligonucleotide array technology. Results were validated by real time RT-PCR. Results: hCTGF induces various groups of genes responsible for a wound healing and inflammatory response in HTFs. A new subset of CTGF inducible inflammatory genes was discovered (e.g., chemokine [C-X-C motif] ligand 1 [CXCL1], chemokine [C-X-C motif] ligand 6 [CXCL6], interleukin 6 [IL6], and interleukin 8 [IL8]). We also identified genes that can transmit the known biologic functions initiated by CTGF such as proliferation and extracellular matrix remodelling. Of special interest is a group of genes, e.g., osteoglycin (OGN) and osteomodulin (OMD), which are known to play a key role in osteoblast biology. Conclusions: This study specifies the important role of hCTGF for primary tenon fibroblast function. The RNA expression profile yields new insights into the relevance of hCTGF in influencing biologic processes like wound healing, inflammation, proliferation, and extracellular matrix remodelling in vitro via transcriptional regulation of specific genes. The results suggest that CTGF potentially acts as a modulating factor in inflammatory and wound healing response in fibroblasts of the human eye.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Graus2020,
  author    = {Graus, Dorothea},
  title     = {Auswirkungen einer V-PPase-{\"U}berexpression auf Nicotiana benthamiana Blattzellen und deren physiologische Bedeutung unter Salzbelastung},
  doi       = {10.25972/OPUS-19367},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-193676},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Vakuol{\"a}re PPasen (V-PPase) in Landpflanzen dienen dem Transport von Protonen in die Vakuole und dem Aufbau eines elektrochemischen Gradienten, w{\"a}hrend sie gleichzeitig durch Hydrolyse eine Anreicherung des toxischen PPi im Cytosol verhindern. Zahlreiche Publikationen bewiesen bereits positive Effekte der stabilen V-PPase-{\"U}berexpression in Pflanzen. Unter anderem zeigte die Ackerschmalwand, Tabak, Reis und Tomate eine erh{\"o}hte Biomasse und gesteigerte Stresstoleranz auf Grund einer erh{\"o}hten stabilen V-PPase Ex-pression. Um die zugrundeliegenden Prozesse ohne potenzielle pleiotropische Effekte w{\"a}hrend der Pflanzenentwicklung zu analysieren, wurden in der vorliegenden Dissertation die physiologischen Auswirkungen einer transienten V-PPase-{\"U}berexpression in Nicotiona benthamiana Bl{\"a}ttern und die Einflussnahme von NaCl quantitativ erfasst. Zu diesem Zweck wurden zwei endogene V-PPasen (NbVHP1 und NbVHP2) aus N. bentha-miana zun{\"a}chst bioinformatisch und dann auf Transkriptionsebene mittels quantitativer Real-Time-PCR identifiziert. Die endogenen V-PPasen wurden mittels der Agrobakterien-Infiltrationstechnik transient in N. benthamiana Bl{\"a}ttern und ihre vakuol{\"a}re Lokalisation mit Hilfe von Fluoreszenzmarkern best{\"a}tigt. Die Protonenpump-Funktion der {\"u}berexprimierten NbVHPs konnte mit der Patch-Clamp-Technik anhand des vier-fach erh{\"o}hten Protonenpump-stroms in den isolierten Mesophyllvakuolen verifiziert werden. Im Zuge der elektro-physiologischen Charakterisierung der endogenen N. benthamiana V-PPasen konnte die f{\"u}r V-PPasen typische Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber cytosolischem Calcium best{\"a}tigt werden, welche sich bei einem erh{\"o}hten Calcium-Spiegel in einer Hemmung der Pumpstr{\"o}me {\"a}ußerte. Ferner wurde ihre gleichartige Substrataffinit{\"a}t (Km von 65 µM PPi) unabh{\"a}ngig des vakuol{\"a}ren pHs zwischen 5,5 und 7,5 festgestellt. Der Vergleich dieser Ergebnisse mit analog durchgef{\"u}hrten Messungen an der bereits publizierten AtVHP1 von A. thaliana best{\"a}tigte die große Homo-logie der V-PPasen von Landpflanzen. Im Gegensatz zu den erw{\"u}nschten Auswirkungen der stabilen V-PPase {\"U}berexpression resultierte diese starke transiente {\"U}berexpression nach drei Tagen im Absterben makroskopischer Blattbereiche. Das Ausmaß dieser Nekrosen wurde anhand des vorhandenen PhotosystemII in den transformierten Bl{\"a}ttern mit der Puls-Amplituden-Modulations-Technik quantifiziert. Die analoge transiente {\"U}berexpression einer l{\"o}slichen PPase (IPP1) f{\"u}hrte allerdings zu keinerlei negativen Effekten f{\"u}r die Pflanze, wodurch die erh{\"o}hte Protonentransportaktivit{\"a}t im Gegensatz zur Hydrolyseaktivit{\"a}t der V-PPasen als Ursache des Zellsterbens verifiziert werden konnte. Aufgrund dieser unerwarteten negativen Auswirkungen der transienten V-PPase-{\"U}berex-pression auf die Blattvitalit{\"a}t wurde zus{\"a}tzlich die Salzstresstoleranz der Bl{\"a}tter untersucht. Unter Ber{\"u}cksichtigung des kurzen Transformations- und damit Beobachtungszeitfensters wurde ein Salzapplikationsverfahren etabliert, bei dem simultan mit der Agrobakterien-infiltration 200 mM NaCl direkt in den Blattapoplasten eingef{\"u}hrt wurde. Anhand einer Zu-nahme in sowohl der Transskriptmenge der V-PPase als auch des PPi-induzierten Protonen-pumptransportes {\"u}ber den Tonoplasten wurde gezeigt, dass die NaCl-Anwesenheit im Blatt eine erh{\"o}hte Aktivit{\"a}t der endogenen V-PPasen des N. benthaminan Pflanzen bewirkte. Der gleichzeitige tendenzielle R{\"u}ckgang der V-ATPase-Pumpaktivit{\"a}t in salzbehandelten Mesophyllvakuolen l{\"a}sst vermuten, dass die V-PPasen eine gr{\"o}ßere Rolle bei der Bewahrung des vakuol{\"a}ren pH-Wertes und der protonenmotorische Kraft (PMF) unter Salzstress ein-nimmt. Interessanterweise f{\"u}hrte die Salzapplikation bei einer V-PPase-{\"U}berexpression zu keinen additiven negativen Effekten, sondern verhinderte sogar das Auftreten der Nekrosen. Um dieses Ph{\"a}nomen zu ergr{\"u}nden, wurde zun{\"a}chst mit Hilfe von Apoplastenwaschungen und Natrium-Konzentrationsmessungen best{\"a}tigt, dass das injizierte NaCl im Blatt verblieb und von den Blattzellen aufgenommen wurde. F{\"u}r weitere Studien der Ursachen der Nekrosen wurden in-vivo-pH-, Membranpotenzial- und Metabolitmessungen durchgef{\"u}hrt. W{\"a}hrend in V-PPase-{\"u}berexprimierenden Zellen der vakuol{\"a}re pH-Wert zu Kontrollvakuolen signifikant sank, blieb er mit zus{\"a}tzlicher Salzbehandlung auf Kontrollniveau. Des Weiteren schw{\"a}chte die Salzapplikation die starke Depolarisation der Plasmamembran nach V-PPase-{\"U}ber-expression um mehr als die H{\"a}lfte ab. Hingegen konnten keine nennenswerten Ver-{\"a}nderungen im Metabolit- und Ionengehalt des Blattgewebes bei V-PPase-{\"U}berexpression festgestellt werden. Lediglich der Natrium- und Chlorid-Spiegel waren bei salz-behandelten Bl{\"a}ttern erwartungsgem{\"a}ß erh{\"o}ht. Diese Ergebnisse bekr{\"a}ftigten, dass der stark erh{\"o}hte V-PPase-vermittelte Protonenpumpstrom und weniger metabolische Ver{\"a}nderungen f{\"u}r die Nekrosen von V-PPase-{\"u}berexprimierte Pflanzen verantwortlich ist. Diese negativen Auswirkungen werden offensichtlich durch die Salzbehandlung stark vermindert, da die Aufnahme der Salz-ionen {\"u}ber Protonen-Na+/K+-Antiporter wie NHX antagonistisch auf die V-PPase verursachte Protonenanreicherung und die daraus folgende Ver{\"a}nderung des Membran-potentials und der PMF entgegenwirkt. In diese Arbeit wurde in einem neuen Blickwinkel deutlich, dass die nat{\"u}rliche Expressions-kontrolle der V-PPase in ausdifferenzierten Pflanzenzellen sich den Umweltbedingungen anpasst, um das Gleich-gewicht zwischen den positiven und negativen Auswirkungen der Pumpaktivit{\"a}t zu halten.},
  subject      = {Pyrophosphatase},
  language  = {de}
}
@article{ZhuShabalaCuinetal.2016,
  author    = {Zhu, Min and Shabala, Lana and Cuin, Tracey A. and Huang, Xin and Zhou, Meixue and Munns, Rana and Shabala, Sergey},
  title     = {Nax loci affect SOS1-like Na\(^+\)/H\(^+\) exchanger expression and activity in wheat},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {67},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {3},
  doi       = {10.1093/jxb/erv493},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-190908},
  pages     = {835-844},
  year      = {2016},
  abstract  = {Salinity stress tolerance in durum wheat is strongly associated with a plant's ability to control Na\(^+\) delivery to the shoot. Two loci, termed Nax1 and Nax2, were recently identified as being critical for this process and the sodium transporters HKT1;4 and HKT1; 5 were identified as the respective candidate genes. These transporters retrieve Na\(^+\) from the xylem, thus limiting the rates of Na\(^+\) transport from the root to the shoot. In this work, we show that the Nax loci also affect activity and expression levels of the SOS1-like Na\(^+\)/H\(^+\) exchanger in both root cortical and stelar tissues. Net Na\(^+\) efflux measured in isolated steles from salt-treated plants, using the non-invasive ion flux measuring MIFE technique, decreased in the sequence: Tamaroi (parental line)>Nax1=Nax2>Nax1:Nax2 lines. This efflux was sensitive to amiloride (a known inhibitor of the Na\(^+\)/H\(^+\) exchanger) and was mirrored by net H\(^+\) flux changes. TdSOS1 relative transcript levels were 6-10-fold lower in Nax lines compared with Tamaroi. Thus, it appears that Nax loci confer two highly complementary mechanisms, both of which contribute towards reducing the xylem Na\(^+\) content. One enhances the retrieval of Na\(^+\) back into the root stele via HKT1;4 or HKT1;5, whilst the other reduces the rate of Na\(^+\) loading into the xylem via SOS1. It is suggested that such duality plays an important adaptive role with greater versatility for responding to a changing environment and controlling Na\(^+\) delivery to the shoot.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Glenz2019,
  author    = {Glenz, Ren{\´e}},
  title     = {Die Rolle von Sphingobasen in der pflanzlichen Zelltodreaktion},
  doi       = {10.25972/OPUS-18790},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187903},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Sphingobasen bilden das Grundger{\"u}st und die Ausgangsbausteine f{\"u}r die Biosynthese von Sphingolipiden. W{\"a}hrend komplexere Sphingolipide einen wichtigen Bestandteil von eukaryotischen Membranen bilden, sind Sphingobasen, die auch als long-chain bases (LCBs) bezeichnet werden, als Signalmolek{\"u}le bei zellul{\"a}ren Prozessen in Eukaryoten bekannt. Im tierischen System wurden antagonistische Effekte von nicht-phosphorylierten Sphingobasen (LCBs) und ihren phosphorylierten Gegenst{\"u}cken (LCB-Ps) bei vielen Zellfunktionen, insbesondere der Apoptose, nachgewiesen und die zugrundeliegenden Signalwege umfassend aufgekl{\"a}rt. Im Gegensatz dazu sind in Pflanzen weniger Belege f{\"u}r einen antagonistischen Effekt und m{\"o}gliche Signaltransduktionsmechanismen bekannt. F{\"u}r eine regulatorische Funktion von Sphingobasen beim programmierten Zelltod (PCD) in Pflanzen existieren mehrere Hinweise: (I) Mutationen in Genen, die den Sphingobasen-Metabolismus betreffen, f{\"u}hren zum Teil zu spontanem PCD und ver{\"a}nderten Zelltodreaktionen. (II) Die Gehalte von LCBs sind bei verschiedenen Zelltod-ausl{\"o}senden Bedingungen erh{\"o}ht. (III) Nekrotrophe Pathogene produzieren Toxine, wie Fumonisin B1 (FB1), die mit dem Sphingolipid-Metabolismus der Wirtspflanze interferieren, was wiederum die Ursache f{\"u}r den dadurch ausgel{\"o}sten PCD darstellt. (IV) Die Behandlung von Pflanzen mit LCBs, nicht aber mit LCB-Ps, f{\"u}hrt zu Zelltod. In dieser Arbeit wurde die Rolle von Sphingobasen in der pflanzlichen Zelltodreaktion untersucht, wobei der Fokus auf der {\"U}berpr{\"u}fung der Hypothese eines antagonistischen, Zelltod-hemmenden Effekts von LCB-Ps lag. Anhand von Leitf{\"a}higkeit-basierten Messungen bei Blattscheiben von Arabidopsis thaliana wurde der durch Behandlung mit LCBs und separater oder gleichzeitiger Zugabe von LCB-Ps auftretende Zelltod bestimmt. Mit dieser Art der Quantifizierung wurde der an anderer Stelle publizierte inhibierende Effekt von LCB-Ps auf den LCB-induzierten Zelltod nachgewiesen. Durch parallele Messung der Spiegel der applizierten Sphingobasen im Gewebe mittels HPLC-MS/MS konnte dieser Antagonismus allerdings auf eine reduzierte Aufnahme der LCB bei Anwesenheit der LCB-P zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden, was auch durch eine zeitlich getrennte Behandlung mit den Sphingobasen best{\"a}tigt wurde. Dar{\"u}ber hinaus wurde der Einfluss einer exogenen Zugabe von LCBs und LCB-Ps auf den durch Pseudomonas syringae induzierten Zelltod von A. thaliana untersucht. F{\"u}r LCB-Ps wurde dabei kein Zelltod-hemmender Effekt beobachtet, ebenso wenig wie ein Einfluss von LCB-Ps auf den PCD, der durch rekombinante Expression und Erkennung eines Avirulenzproteins in Arabidopsis ausgel{\"o}st wurde. F{\"u}r LCBs wurde dagegen eine direkte antibakterielle Wirkung im Zuge der Experimente mit P. syringae gezeigt, die den in einer anderen Publikation beschriebenen inhibierenden Effekt von LCBs auf den Pathogen-induzierten Zelltod in Pflanzen relativiert. In weiteren Ans{\"a}tzen wurden Arabidopsis-Mutanten von Enzymen des Sphingobasen-Metabolismus (LCB-Kinase, LCB-P-Phosphatase, LCB-P-Lyase) hinsichtlich ver{\"a}nderter in-situ-Spiegel von LCBs/LCB-Ps funktionell charakterisiert. Der Ph{\"a}notyp der Mutanten gegen{\"u}ber Fumonisin B1 wurde zum einen anhand eines Wachstumstests mit Keimlingen und zum anderen anhand des Zelltods von Blattscheiben bestimmt und die dabei akkumulierenden Sphingobasen quantifiziert. Die Sensitivit{\"a}t der verschiedenen Linien gegen{\"u}ber FB1 korrelierte eng mit den Spiegeln der LCBs, w{\"a}hrend hohe Gehalte von LCB-Ps alleine nicht in der Lage waren den Zelltod zu verringern. In einzelnen Mutanten konnte sogar eine Korrelation von stark erh{\"o}hten LCB-P-Spiegeln mit einer besonderen Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber FB1 festgestellt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit stellen die Hypothese eines antagonistischen Effekts von phosphorylierten Sphingobasen beim pflanzlichen Zelltod in Frage. Stattdessen konnte in detaillierten Analysen der Sphingobasen-Spiegel die positive Korrelation der Gehalte von LCBs mit dem Zelltod gezeigt werden. Die hier durchgef{\"u}hrten Experimente liefern damit nicht nur weitere Belege f{\"u}r die Zelltod-f{\"o}rdernde Wirkung von nicht-phosphorylierten Sphingobasen, sondern tragen zum Verst{\"a}ndnis der Sphingobasen-Hom{\"o}ostase und des Sphingobasen-induzierten PCD in Pflanzen bei.},
  subject      = {Sphingolipide},
  language  = {de}
}
@article{DreyerGomezPorrasRianoPachonetal.2012,
  author    = {Dreyer, Ingo and Gomez-Porras, Judith Lucia and Ria{\~n}o-Pach{\´o}n, Diego Mauricio and Hedrich, Rainer and Geiger, Dietmar},
  title     = {Molecular Evolution of Slow and Quick Anion Channels (SLACs and QUACs/ALMTs)},
  series = {Frontiers in Plant Science},
  volume    = {3},
  journal   = {Frontiers in Plant Science},
  issn      = {1664-462X},
  doi       = {10.3389/fpls.2012.00263},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189345},
  pages     = {263},
  year      = {2012},
  abstract  = {Electrophysiological analyses conducted about 25 years ago detected two types of anion channels in the plasma membrane of guard cells. One type of channel responds slowly to changes in membrane voltage while the other responds quickly. Consequently, they were named SLAC, for SLow Anion Channel, and QUAC, for QUick Anion Channel. Recently, genes SLAC1 and QUAC1/ALMT12, underlying the two different anion current components, could be identified in the model plant Arabidopsis thaliana. Expression of the gene products in Xenopus oocytes confirmed the quick and slow current kinetics. In this study we provide an overview on our current knowledge on slow and quick anion channels in plants and analyze the molecular evolution of ALMT/QUAC-like and SLAC-like channels. We discovered fingerprints that allow screening databases for these channel types and were able to identify 192 (177 non-redundant) SLAC-like and 422 (402 non-redundant) ALMT/QUAC-like proteins in the fully sequenced genomes of 32 plant species. Phylogenetic analyses provided new insights into the molecular evolution of these channel types. We also combined sequence alignment and clustering with predictions of protein features, leading to the identification of known conserved phosphorylation sites in SLAC1-like channels along with potential sites that have not been yet experimentally confirmed. Using a similar strategy to analyze the hydropathicity of ALMT/QUAC-like channels, we propose a modified topology with additional transmembrane regions that integrates structure and function of these membrane proteins. Our results suggest that cross-referencing phylogenetic analyses with position-specific protein properties and functional data could be a very powerful tool for genome research approaches in general.},
  language  = {en}
}
@article{ChopraBiehlSteinfattetal.2016,
  author    = {Chopra, Martin and Biehl, Marlene and Steinfatt, Tim and Brandl, Andreas and Kums, Juliane and Amich, Jorge and Vaeth, Martin and Kuen, Janina and Holtappels, Rafaela and Podlech, J{\"u}rgen and Mottok, Anja and Kraus, Sabrina and Jord{\´a}n-Garotte, Ana-Laura and B{\"a}uerlein, Carina A. and Brede, Christian and Ribechini, Eliana and Fick, Andrea and Seher, Axel and Polz, Johannes and Ottmueller, Katja J. and Baker, Jeannette and Nishikii, Hidekazu and Ritz, Miriam and Mattenheimer, Katharina and Schwinn, Stefanie and Winter, Thorsten and Sch{\"a}fer, Viktoria and Krappmann, Sven and Einsele, Hermann and M{\"u}ller, Thomas D. and Reddehase, Matthias J. and Lutz, Manfred B. and M{\"a}nnel, Daniela N. and Berberich-Siebelt, Friederike and Wajant, Harald and Beilhack, Andreas},
  title     = {Exogenous TNFR2 activation protects from acute GvHD via host T reg cell expansion},
  series = {Journal of Experimental Medicine},
  volume    = {213},
  journal   = {Journal of Experimental Medicine},
  number    = {9},
  doi       = {10.1084/jem.20151563},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187640},
  pages     = {1881-1900},
  year      = {2016},
  abstract  = {Donor CD4\(^+\)Foxp3\(^+\) regulatory T cells (T reg cells) suppress graft-versus-host disease (GvHD) after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HCT allo-HCT]). Current clinical study protocols rely on the ex vivo expansion of donor T reg cells and their infusion in high numbers. In this study, we present a novel strategy for inhibiting GvHD that is based on the in vivo expansion of recipient T reg cells before allo-HCT, exploiting the crucial role of tumor necrosis factor receptor 2 (TNFR2) in T reg cell biology. Expanding radiation-resistant host T reg cells in recipient mice using a mouse TNFR2-selective agonist before allo-HCT significantly prolonged survival and reduced GvHD severity in a TNFR2-and T reg cell-dependent manner. The beneficial effects of transplanted T cells against leukemia cells and infectious pathogens remained unaffected. A corresponding human TNFR2-specific agonist expanded human T reg cells in vitro. These observations indicate the potential of our strategy to protect allo-HCT patients from acute GvHD by expanding T reg cells via selective TNFR2 activation in vivo.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{BergmannBueno2021,
  author    = {Bergmann Bueno, Amauri},
  title     = {Ecophysiological adaptations of cuticular water permeability of plants to hot arid biomes},
  doi       = {10.25972/OPUS-16783},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-167832},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Arid environments cover almost one-third of the land over the world. Plant life in hot arid regions is prone to the water shortage and associated high temperatures. Drought-stressed plants close the stomata to reduce water loss. Under such conditions, the remaining water loss exclusively happens across the plant cuticle. The cuticular water permeability equals the minimum and inevitable water loss from the epidermal cells to the atmosphere under maximally stomatal closure. Thus, low cuticular water permeability is primordial for plant survival and viability under limited water source. The assumption that non-succulent xerophytes retard water loss due to the secretion of a heavier cuticle is often found in the literature. Intuitively, this seems to be plausible, but few studies have been conducted to evaluate the cuticular permeability of xerophilous plants. In chapter one, we investigated whether the cuticular permeability of Quercus coccifera L. grown in the aridest Mediterranean-subtype climate is indeed lower than that of individuals grown under temperate climate conditions. Also, the cuticular wax chemical compositions of plants grown in both habitats were qualitatively and quantitatively analysed by gas-chromatography. In few words, our findings showed that although the cuticular wax deposition increased in plants under Mediterranean climate, the cuticular permeability remained unaltered, regardless of habitat. The associated high temperatures in arid regions can drastically increase the cuticular water permeability. Thereby, the thermal stability of the cuticular transpirational barrier is decisive for safeguarding non-succulent xerophytes against desiccation. The successful adaptation of plants to hot deserts might be based on finding different solutions to cope with water and heat stresses. Water-saver plants close the stomata before the leaf water potential drastically changes in order to prevent damage, whereas water-spender plants reduce the leaf water potential by opening the stomata, which allow them to extract water from the deep soil to compensate the high water loss by stomatal transpiration. In chapter two, we compare the thermal stability of the cuticular transpiration barrier of the desert water-saver Phoenix dactylifera L. and the water-spender Citrullus colocynthis (L.) Schrad. In short, the temperature-dependent increase of the cuticular permeability of P. dactylifera was linear over the whole temperature range (25-50°C), while that of C. colocynthis was biphasic with a steep increase at temperatures ≥ 40°C. This drastic increase of cuticular permeability indicates a thermally induced breakdown of the C. colocynthis cuticular transpiration barrier, which does not occur in P. dactylifera. We further discussed how the specific chemical composition of the cutin and cuticular waxes might contribute to the pronounced thermal resistance of the P. dactylifera cuticular transpiration barrier. A multitude of morpho and physiological modifications, including photosynthetic thermal tolerance and traits related to water balance, led to the successful plant colonisation of hot arid regions over the globe. High evaporative demand and elevated temperatures very often go along together, thereby constraining the plant life in arid environments. In chapter 3, we surveyed cuticular permeability, leaf thermal tolerance, and cuticular wax chemical composition of 14 non-succulent plant species native from some of the hottest and driest biomes in South-America, Europe, and Asia. Our findings showed that xerophilous flowering plants present high variability for cuticular permeability and leaf thermal tolerance, but both physiological features could not be associated with the species original habitat. We also provide substantial evidence that non-succulent xerophytes with more efficient cuticular transpirational barrier have higher leaf thermal tolerance, which might indicate a potential coevolution of these features in hot arid biomes. We further discussed the efficiency of the cuticular transpiration barrier in function to the cuticular wax chemical composition in the general discussion section.},
  subject      = {Plant cuticle},
  language  = {en}
}
@article{HornKellerHildebrandtetal.2016,
  author    = {Horn, Hannes and Keller, Alexander and Hildebrandt, Ulrich and K{\"a}mpfer, Peter and Riederer, Markus and Hentschel, Ute},
  title     = {Draft genome of the \(Arabidopsis\) \(thaliana\) phyllosphere bacterium, \(Williamsia\) sp. ARP1},
  series = {Standards in Genomic Sciences},
  volume    = {11},
  journal   = {Standards in Genomic Sciences},
  number    = {8},
  doi       = {10.1186/s40793-015-0122-x},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146008},
  year      = {2016},
  abstract  = {The Gram-positive actinomycete \(Williamsia\) sp. ARP1 was originally isolated from the \(Arabidopsis\) \(thaliana\) phyllosphere. Here we describe the general physiological features of this microorganism together with the draft genome sequence and annotation. The 4,745,080 bp long genome contains 4434 protein-coding genes and 70 RNA genes. To our knowledge, this is only the second reported genome from the genus \(Williamsia\) and the first sequenced strain from the phyllosphere. The presented genomic information is interpreted in the context of an adaptation to the phyllosphere habitat.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueller2021,
  author    = {M{\"u}ller, Heike Milada},
  title     = {Anpassung an Trocken- und Salzstress: Untersuchungen an Modellpflanzen und Extremophilen},
  doi       = {10.25972/OPUS-17900},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-179005},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die wahrscheinlich gr{\"o}ßten Probleme des 21. Jahrhunderts sind der Klimawandel und die Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung f{\"u}r eine steigende Zahl an Menschen. Durch die Zunahme von extremen Wetterbedingungen wie Trockenheit und Hitze wird der Anbau konventioneller, wenig toleranter Nutzpflanzen erschwert und die dadurch notwendige, steigende Bew{\"a}sserung der Fl{\"a}chen f{\"u}hrt dar{\"u}ber hinaus zu einer zus{\"a}tzlichen Versalzung der B{\"o}den mit f{\"u}r Pflanzen toxischen Natrium- und Chlorid-Ionen. Kenntnisse {\"u}ber Anpassungsstrategien salztoleranter Pflanzen an Salzstress, aber auch detailliertes Wissen {\"u}ber die Steuerung der Transpiration und damit des Wasserverlusts von Pflanzen sind daher wichtig, um auch k{\"u}nftig ertragreiche Landwirtschaft betreiben zu k{\"o}nnen. In dieser Arbeit habe ich verschiedene Aspekte der pflanzlichen Stressphysiologie bearbeitet, die im Folgenden getrennt voneinander zusammengefasst werden. I. Funktionelle Unterschiede der PYR/PYL-Rezeptoren von Schließzellen Entscheidend f{\"u}r den Wasserstatus von Pflanzen ist die Kontrolle des Wasserverlusts durch Spalt{\"o}ffnungen (Stomata), die von einem Paar Schließzellen gebildet werden. Externe Faktoren wie Licht, Luftfeuchtigkeit und CO2, sowie interne Faktoren wie das Phytohormon Abszisins{\"a}ure (ABA) regulieren {\"u}ber Signalkaskaden die Stomaweite und dadurch den Wasserverlust. Die zugrunde liegenden Signalkaskaden {\"u}berlappen teilweise. Vor allem der Stomaschluss durch erh{\"o}htes CO2 und ABA weisen viele Gemeinsamkeiten auf und die Identifizierung des Konvergenzpunktes beider Signale ist immer noch aktueller Gegenstand der Forschung. Von besonderem Interesse sind dabei die in Schließzellen exprimierten ABA-Rezeptoren der PYR/PYL-Familie. Denn obwohl bislang nicht nachgewiesen werden konnte, dass CO2 zu einem Anstieg des ABA-Gehalts von Schließzellen f{\"u}hrt deuten einige Studien darauf hin, dass die ABA-Rezeptoren selbst am CO2-Signalweg beteiligt sind. Durch Untersuchungen der Stomareaktion von Arabidopsis ABA-Rezeptormutanten konnte ich in dieser Arbeit zeigen, dass die in Schließzellen exprimierten ABA-Rezeptoren der PYR/PYL-Familie funktionale Unterschiede aufweisen. F{\"u}nffach-Verlustmutanten der ABA-Rezeptoren PYR1, PYL2, 4, 5 und 8 (12458) waren in ihrem ABA-induzierten Stomaschluss beeintr{\"a}chtigt und nur die Komplementation mit PYL2 und in geringerem Maße PYR1 konnte die ABA-Sensitivit{\"a}t wiederherstellen. Die Stomata von 12458-Verlustmutanten waren außerdem insensitiv gegen{\"u}ber erh{\"o}htem CO2, was auf eine Beteiligung der ABA-Rezeptoren am CO2-induzierten Stomaschluss hindeutet und diese Sensitivit{\"a}t konnte nur durch die Komplementation mit PYL4 oder PYL5, nicht aber mit PYL2 wiederhergestellt werden. Somit konnten in dieser Arbeit erstmals funktionelle Unterschiede der PYR/PYLs beim Stoma-Schluss nachgewiesen werden. Alle externen und internen Stomaschluss-Signale haben außerdem Einfluss auf die Genexpression der Schließzellen und f{\"u}hren zu individuellen expressionellen Adaptionen. In vorangegangenen Microarray Studien konnte gezeigt werden, dass jeder Stimulus auch die Expression eines distinkten Sets an ABA-Rezeptoren beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ich außerdem zeigen, dass die Expression der ABA-Rezeptoren bereits auf kleine {\"A}nderungen der ABA-Konzentration der Schließzellen reagiert und dass diese sich außerdem in ihrer Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber ABA unterschieden. Geringe {\"A}nderungen der ABA-Konzentration von Schließzellen haben demnach Auswirkungen auf deren Rezeptor-zusammensetzung. Dar{\"u}ber hinaus konnte ich zeigen, dass die Rezeptoren die Expression unterschiedlicher nachgeschalteter Gene beeinflussen, was darauf hindeutet, dass Anpassungen des Rezeptorpools durch geringe {\"A}nderungen des ABA-Gehalts von Schließzellen schlussendlich auf genexpressioneller Ebene zur l{\"a}ngerfristigen Adaption an externe Bedingungen f{\"u}hren und die Rezeptoren auch hier funktional verschieden sind. II. Stomat{\"a}re Besonderheiten der toleranten Dattelpalme (Phoenix dactylifera) Dattelpalmen kommen nat{\"u}rlicherweise an besonders trockenen und heißen Standorten vor, an denen es aufgrund der harschen Bedingungen nur sehr wenigen Pflanzen m{\"o}glich ist {\"u}berhaupt zu wachsen. Ein naheliegender Grund f{\"u}r die herausragende Toleranz dieser Art gegen{\"u}ber wasserlimitierenden Bedingungen ist eine Anpassung der stomat{\"a}ren Regulation zu Gunsten des Wasserhaushalts. In dieser Arbeit konnte ich durch vergleichende Untersuchungen der lichtabh{\"a}ngigen Transpiration sowie dem ABA-induzierten Stomaschluss grundlegende Unterschiede in der Stomaphysiologie der Dattelpalmen und der eher sensitiven Modellpflanze Arabidopsis thaliana nachweisen. Blattgaswechselmessungen zeigten, dass Dattelpalmen in der Lage sind die Spalt{\"o}ffnungen bei niedrigen Lichtintensit{\"a}ten, bei denen Arabidopsis bereits deutlich ge{\"o}ffnete Stomata aufwies, geschlossen zu halten. Der bedeutendste Unterschied in der Stomaphysiologie von Dattelpalmen und Arabidopsis lag aber im ABA-induzierten Stomaschluss. W{\"a}hrend {\"u}ber die Petiole verabreichtes ABA bei Arabidopsis innerhalb von 15 Minuten zu einem vollst{\"a}ndigen Stomaschluss f{\"u}hrte, konnte ich in dieser Arbeit zeigen, dass der ABA-induzierte Stomaschluss der Datteln nitratabh{\"a}ngig ist. ABA allein f{\"u}hrte nur zu einem sehr langsamen Stomaschluss der innerhalb einer Stunde nicht vollst{\"a}ndig abgeschlossen war. Nur in Gegenwart von Nitrat f{\"u}hrte die ABA-Gabe in den Transpirationsstrom der Fiederbl{\"a}tter der Datteln zu einem schnellen und vollst{\"a}ndigen Stomaschluss. In Arabidopsis wird der in Schließzellen vorkommende Anionenkanal AtSLAC1 durch eine {\"u}ber den ABA-Signalweg vermittelte Phosphorylierung aktiviert, was schlussendlich zur Aktivierung spannungsabh{\"a}ngiger Kationenkan{\"a}le und zum Ausstrom von Kalium aus den Schließzellen f{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Nitratabh{\"a}ngigkeit der ABA-Antwort der Schließzellen von Dattelpalmen auf Eigenschaften von PdSLAC1 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist und dieser Kanal nur in Anwesenheit von extrazellul{\"a}rem Nitrat aktivierbar ist. Mittlerweile konnte, unter anderem basierend auf diesen Ergebnissen, eine Tandem-Aminos{\"a}uresequenz identifiziert werden, die die SLAC-Homologe monokotyler Pflanzen wie der Dattelpalme von der dikotyler Pflanzen unterscheidet und zumindest teilweise f{\"u}r die nitratabh{\"a}ngige Aktivierung des Stomaschlusses vieler monokotyler verantwortlich ist. III. Die Salztoleranz von Phoenix dactylifera und Chenopodium quinoa Sowohl Dattelpalmen als auch C. quinoa weisen, verglichen mit den meisten anderen Pflanzen, eine hohe Toleranz gegen{\"u}ber NaCl-haltigen B{\"o}den auf. In dieser Arbeit habe ich die Salztoleranz beider Arten untersucht, um so Strategien zu identifizieren, die diesen Pflanzen diese gesteigerte Toleranz erm{\"o}glichen. Dattelpalmen k{\"o}nnen nat{\"u}rlicherweise auf salzigen B{\"o}den wachsen. Makroskopisch weisen diese Pflanzen aber keine Anpassungen wie bspw. Salzdr{\"u}sen auf und bislang ist unklar wie Dattelpalmen mit dem NaCl aus dem Boden umgehen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass der Natriumgehalt der Fiederbl{\"a}tter der Datteln durch eine sechsw{\"o}chige Bew{\"a}sserung mit 600mM NaCl, was ungef{\"a}hr der Konzentration von Meerwasser entspricht, nicht zunimmt. Demnach sind Datteln so genannte „Exkluder", also Pflanzen, die eine {\"u}berm{\"a}ßige Natriumaufnahme in photosynthetisch aktives Gewebe vermeiden. Der Natriumgehalt der Wurzeln dagegen nahm unter Salzstress aber zu. Diese Zunahme war allerdings in unterschiedlichen Bereichen der Wurzeln verschieden stark. Flammenphotometrische Messungen ergaben einen vom Wurzelansatz ausgehenden graduellen Anstieg des Natriumgehalts, der an der Wurzelspitze am h{\"o}chsten war. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine Induktion von PdSOS1, einem putativen Na+/H+-Antiporter in diesen unteren, natriumhaltigen Bereichen nachgewiesen werden. Eine hohe SOS1-Aktivit{\"a}t gilt bereits in anderen toleranten Arten als Schl{\"u}sselmerkmal f{\"u}r deren Toleranz und die gesteigerte Expression von PdSOS1 deutet auf eine erh{\"o}hte Natrium-Exportrate aus der Wurzel zur{\"u}ck in den Boden in diesen unteren Bereichen hin, was schlussendlich den Ausschluss von Natrium vermitteln k{\"o}nnte. In sensitiven Arten f{\"u}hrt Salzstress h{\"a}ufig zu einer Abnahme der Kaliumkonzentration des Gewebes. Interessanterweise war dies weder f{\"u}r das Blatt- noch das Wurzelgewebe der Dattelpalmen der Fall. Der Kaliumgehalt beider Gewebe blieb trotz der Bew{\"a}sserung der Pflanzen mit Salzwasser konstant. Auf expressioneller Ebene konnte ich dar{\"u}ber hinaus zeigen, dass PdHAK5, ein putativer hochaffiner Kaliumtransporter, der unter Kontrollbedingungen {\"u}berwiegend in den oberen Wurzelabschnitten exprimiert wurde, durch den Salzstress dort reprimiert wurde. PdKT, ebenfalls ein putatives Kalium-Transportprotein dagegen, wurde nicht durch die Salzbehandlung beeinflusst, was zusammengenommen darauf hindeutet, dass das Aufrechterhalten des Kaliumgehalts bei Salzstress durch die differentielle Regulation verschiedener Kaliumaufnahmesysteme gew{\"a}hrleistet wird. Der effiziente Ausschluss von Natrium zusammen mit dem hohen K+/Na+-Verh{\"a}ltnis k{\"o}nnten demnach Schl{\"u}sselmerkmale f{\"u}r die hohe Salztoleranz von Phoenix dactylifera darstellen. Quinoa ist, {\"a}hnlich wie die Dattelpalme, eine salztolerante Nutzpflanze. Im Gegensatz zu Dattelpalmen weist Quinoa allerdings besondere Strukturen auf der Epidermis auf, die so genannten epidermalen Blasenhaare (englisch: epidermal bladder cells, EBCs). Die Funktion dieser ballonartig vergr{\"o}ßerten Zellen als externe Salzspeicher wird seit l{\"a}ngerem diskutiert. Flammenphotometrische Messungen des Natriumgehalts von Quinoa unter Salzstressbedingungen ergaben, dass Quinoa anders als Dattelpalmen, Natrium in die oberirdischen, photosynthetisch aktiven Organe aufnimmt. Auch die Zunahme des Natriumgehalts der EBCs konnte ich nachweisen. Junge Bl{\"a}tter haben eine hohe Dichte an intakten EBCs, was deren Funktion als externe Salzspeicher besonders zum Schutz dieser jungen Bl{\"a}tter nahelegt. mRNA-Sequenzierungen ergaben dar{\"u}ber hinaus, dass die EBCs bereits unter Kontrollbedingungen viele in grundlegende Stoffwechselprozesse involvierte Gene sowie membranst{\"a}ndige Transportproteine differentiell exprimieren. Diese Unterschiede im Transkriptom der EBCs zum Blattgewebe zeigen, dass katabole Stoffwechselwege nur eine untergeordnete Rolle in den hochspezialisierten EBCs spielen und deren Stoffwechsel auf dem Import energiereicher Zucker und Aminos{\"a}uren basiert. Mittels qPCR-Messungen und RNA-Sequenzierungen konnte ich die gewebespezifische Expression verschiedener Transportproteine nachweisen, die eine gerichtete Aufnahme von Natrium in EBCs erm{\"o}glichen k{\"o}nnten. Besonders die differentielle Expression eines Natriumkanals der HKT1-Familie deutet auf dessen Beteiligung an der Natriumbeladung der EBCs hin. CqHKT1.2 wurde ausschließlich in EBCs exprimiert und die elektrophysiologische Charakterisierung dieses Transportproteins ergab eine spannungsabh{\"a}ngige Natriumleitf{\"a}higkeit. Dieser Natriumkanal kann demnach die Natriumaufnahme bei Membranspannungen nahe dem Ruhepotential in die EBCs vermitteln und die Deaktivierung des CqHKT1.2 bei depolarisierenden Membranspannungen kann dar{\"u}ber hinaus einen Efflux von Na+ aus den EBCs verhindern. Auch das Expressionsmuster eines putativen Na+/H+-Antiporters (CqSOS1) der nur sehr gering in EBCs aber deutlich h{\"o}her in Blattgewebe exprimiert wurde, deutet auf eine indirekte Beteiligung dieses SOS1 an der Beladung der EBCs hin. Bereits charakterisierte SOS1-Proteine anderer Pflanzen zeigten unter physiologischen Bedingungen eine Natriumexport-Aktivit{\"a}t. CqSOS1 k{\"o}nnte demnach den Export von Natrium aus Mesophyll- und Epidermiszellen der Bl{\"a}tter in den Apoplasten vermitteln, welches dann {\"u}ber CqHKT1.2 in die EBCs aufgenommen wird. Trotz der Natriumaufnahme in die oberirdischen Teile und die EBCs f{\"u}hrte die Salzbehandlung {\"a}hnlich wie bei den Datteln nicht zu einer Abnahme des bemerkenswert hohen Kaliumgehalts. Mittels qPCR-Untersuchungen konnte ich die Expression verschiedener HAK-Orthologe nachweisen, deren Aktivit{\"a}t die Aufrechterhaltung des Kaliumgehalts unter Salzstress vermitteln k{\"o}nnten. Fr{\"u}here Studien konnten zeigen, dass Salzstress bei Quinoa wie bei vielen salztoleranten Arten zu einem Anstieg der Konzentration von kompatiblen gel{\"o}sten Substanzen und besonders von Prolin f{\"u}hrt. In dieser Arbeit konnte ich die hohe Expression eines Prolintransporters in EBCs nachweisen, was eher auf einen importbasierten Anstieg der Prolinkonzentration als auf die Synthese innerhalb der EBCs schließen l{\"a}sst. Zusammengefasst ergaben der Anstieg des Natriumgehalts der EBCs in Verbindung mit den Ergebnissen der RNA-Sequenzierung und den erg{\"a}nzenden qPCR Messungen, dass die EBCs von Quinoa bereits unter Kontrollbedingen f{\"u}r die Aufnahme von {\"u}bersch{\"u}ssigen Ionen unter Salzstress spezialisierte Zellen sind, deren Spezialisierung auf dem Import von energiereichreichen Zucken und anderen Substanzen basiert.},
  subject      = {Botanik},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Huang2023,
  author    = {Huang, Shouguang},
  title     = {Role of ABA-induced Ca\(^{2+}\) signals, and the Ca\(^{2+}\)-controlled protein kinase CIPK23, in regulation of stomatal movements},
  doi       = {10.25972/OPUS-20473},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Stomata are pores in the leaf surface, formed by pairs of guard cells. The guard cells modulate the aperture of stomata, to balance uptake of CO2 and loss of water vapor to the atmosphere. During drought, the phytohormone abscisic acid (ABA) provokes stomatal closure, via a signaling chain with both Ca2+-dependent and Ca2+-independent branches. Both branches are likely to activate SLAC1-type (Slow Anion Channel Associated 1) anion channels that are essential for initiating the closure of stomata. However, the importance of the Ca2+-dependent signaling branch is still debated, as the core ABA signaling pathway only possesses Ca2+-independent components. Therefore, the aim of this thesis was to address the role of the Ca2+-dependent branch in the ABA signaling pathway of guard cells. In the first part of the thesis, the relation between ABA-induced Ca2+ signals and stomatal closure was studied, with guard cells that express the genetically encoded Ca2+-indicator R-GECO1-mTurquoise. Ejection of ABA into the guard cell wall rapidly induced stomatal closure, however, only in ¾ of the guard cells ABA evoked a cytosolic Ca2+ signal. A small subset of stomata (¼ of the experiments) closed without Ca2+ signals, showing that the Ca2+ signals are not essential for ABA-induced stomatal closure. However, stomata in which ABA evoked Ca2+ signals closed faster as those in which no Ca2+ signals were detected. Apparently, ABA-induced Ca2+ signals enhance the velocity of stomatal closure. In addition to ABA, hyperpolarizing voltage pulses could also trigger Ca2+ signals in wild type guard cells, which in turn activated S-type anion channels. However, these voltage pulses failed to elicit S-type anion currents in the slac1/slah3 guard cells, suggesting that SLAC1 and SLAH3 contribute to Ca2+-activated conductance. Taken together, our data indicate that ABA-induced Ca2+ signals enhance the activity of S-type anion channels, which accelerates stomatal closure. The second part of the thesis deals with the signaling pathway downstream of the Ca2+ signals. Two types of Ca2+-dependent protein kinase modules (CPKs and CBL/CIPKs) have been implicated in guard cells. We focused on the protein kinase CIPK23 (CBL-Interacting Protein Kinase 23), which is activated by the Ca2+-dependent protein CBL1 or 9 (Calcineurin B-Like protein 1 or 9) via interacting with the NAF domain of CIPK23. The CBL1/9-CIPK23 complex has been shown to affect stomatal movements, but the underlying molecular mechanisms remain largely unknown. We addressed this topic by using an estrogen-induced expression system, which specifically enhances the expression of wild type CIPK23, a phosphomimic CIPK23T190D and a kinase dead CIPK23K60N in guard cells. Our data show that guard cells expressing CIPK23T190D promoted stomatal opening, while CIPK23K60N enhanced ABA-induced stomatal closure, suggesting that CIPK23 is a negative regulator of stomatal closure. Electrophysiological measurements revealed that the inward K+ channel currents were similar in guard cells that expressed CIPK23, CIPK23T190D or CIPK23K60N, indicating that CIPK23-mediated inward K+ channel AKT1 does not contribute to stomatal movements. Expression of CIPK23K60N, or loss of CIPK23 in guard cells enhanced S-type anion activity, while the active CIPK23T190D inhibited the activity of these anion channels. These results are in line with the detected changes in stomatal movements and thus indicate that CIPK23 regulates stomatal movements by inhibiting S-type anion channels. CIPK23 thus serves as a brake to control anion channel activity. Overall, our findings demonstrate that CIPK23-mediated stomatal movements do not depend on CIPK23-AKT1 module, instead, it is achieved by regulating S-type anion channels SLAC1 and SLAH3. In sum, the data presented in this thesis give new insights into the Ca2+-dependent branch of ABA signaling, which may help to put forward new strategies to breed plants with enhanced drought stress tolerance, and in turn boost agricultural productivity in the future.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Huth2012,
  author    = {Huth, Antje [geb. Koppelkamm]},
  title     = {Studien zum mRNA profiling an humanem postmortalem Gewebe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74308},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Frage, inwieweit quantitative Genexpressionsstudien an postmortalen humanen Proben mit erh{\"o}htem Postmortalintervall und somit m{\"o}glicherweise verminderter RNA-Integrit{\"a}t realisierbar sind und in Zukunft als zus{\"a}tzliches diagnostisches Werkzeug zur Determinierung der Todesursache im forensischen Kontext herangezogen werden k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden in mehreren Teilstudien Faktoren untersucht, die die Verl{\"a}sslichkeit quantitativer Genexpressionsdaten beeinflussen k{\"o}nnen. Es konnte zun{\"a}chst f{\"u}r postmortales Skelettmuskelgewebe festgestellt werden, dass Verstorbene mit erh{\"o}htem BMI statistisch signifikant niedrigere RIN-Werte aufweisen als normalgewichtige Personen. Zudem wurde eine Korrelation zwischen dem Gewebetyp und der Integrit{\"a}t der daraus extrahierten RNA gefunden. Unter Anwendung der in dieser Arbeit gew{\"a}hlten Extraktionsmethode scheint postmortales Skelettmuskelgewebe f{\"u}r Genexpressionsstudien an Autopsiematerial besonders geeignet. Dagegen wurde im vorliegenden Probengut kein Zusammenhang zwischen verminderter RNA-Integrit{\"a}t und Parametern wie Geschlecht, PMI, Sterbealter, Dauer der Agonie und Todesursache gefunden. In einer weiteren Teilstudie wurde anhand von postmortalem Herzmuskel-, Skelettmuskel- und Gehirngewebe aus einer Auswahl von zehn funktionell verschiedenen endogenen Kontrollgenen HMBS, UBC, SDHA und TBP als die Gene mit der gr{\"o}ßten postmortalen Transkriptstabilit{\"a}t identifiztiert. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von vier stabilen endogenen Kontrollen am untersuchten Probenmaterial eine verl{\"a}ssliche Datennormalisierung erlaubt. Die validierten Kontrollgene k{\"o}nnen auch zuk{\"u}nftig f{\"u}r quantitative Genexpressionsstudien eingesetzt werden, solange die untersuchte Probenzusammensetzung der hier vorgestellten {\"a}hnelt. F{\"u}r die Todesursache sowie f{\"u}r den Body Mass Index des Probenspenders wurde in der vorliegenden Arbeit ein statistisch signifikanter Einfluss auf das Expressionslevel instabiler Gene festgestellt. Diese Parameter sind daher geeignet, die gefundenen Instabilit{\"a}ten m{\"o}glicher Kontrollgene zu erkl{\"a}ren. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen des Weiteren darauf schließen, dass das Erstellen von Degradierungslinien aus kommerziell erh{\"a}ltlicher RNA f{\"u}r jedes verwendete qPCR-Assay ein wichtiges Instrument der Qualit{\"a}tspr{\"u}fung ist. Mit der Degradierungslinie kann die Detektionsgrenze des verwendeten qPCR-Assays validiert werden kann. Nur so ist die Festlegung des Bereichs m{\"o}glich, in dem ein ver{\"a}ndertes Expressionslevel tats{\"a}chlich mit dem Einfluss eines spezifischen Parameters in Verbindung gebracht werden kann und klar von einer nur scheinbaren Genexpressions{\"a}nderung unterscheidbar ist, die durch eine Degradierung der Probe vorget{\"a}uscht wird. Zudem scheint es praktikabel, in zuk{\"u}nftigen Studien nur Proben mit {\"a}hnlichen Integrit{\"a}ten miteinander zu vergleichen. Pathologische Prozesse im menschlichen K{\"o}rper, auch solche, die die Funktion von Organen sowie die Morphologie betreffen, sind hoch komplex und k{\"o}nnen interindividuell variieren, weshalb die Genexpression im forensischen Kontext erg{\"a}nzende Hinweise auf die Diagnose liefern k{\"o}nnte. Als erstes anwendungsbezogenes Beispiel wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss von Hypoxie auf das Transkriptlevel von HIF-1α, VEGF und SLC2A1 untersucht. Bei Normalisierung der Daten gegen vier stabile Kontrollgene ergaben sich anhand der untersuchten Gewebeproben Hinweise auf eine todesursachenbezogene Hochregulierung der drei Zielgene. Die Studie unterstrich die besondere Bedeutung der gew{\"a}hlten Normalisierungsstrategie. Wurden die Daten nur gegen GAPDH als einzelnes, nicht validiertes Kontrollgen normalisiert, deuteten die Ergebnisse eine {\"u}berraschende Herunterregulierung der Zielgene an. Als m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r diese scheinbare Diskrepanz kommt die im weiteren Verlauf dieser Studie nachgewiesene Instabilit{\"a}t infolge einer Co-Regulation von GAPDH unter hypoxischen Bedingungen in Betracht. Mit dem Fernziel postmortale Genexpressionsstudien als zus{\"a}tzliches Instrument in der forensischen Todesursachenbestimmung einzusetzen, schafft die vorliegende Arbeit durch die Einf{\"u}hrung von validierten Kontrollgenen sowie durch die Analyse weiterer Einfluss nehmender Faktoren eine Basis f{\"u}r die verl{\"a}ssliche Durchf{\"u}hrung k{\"u}nftiger Genexpressionsstudien an humanem Autopsiegewebe.},
  subject      = {Genexpression},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Findling2012,
  author    = {Findling, Simone},
  title     = {Untersuchungen zur Relevanz der reversiblen Methylierung von Jasmons{\"a}ure in Solanum lycopersicum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74595},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Jasmonate sind wichtige zellul{\"a}re Mediatoren, die eine essentielle Rolle in der Pflanzen-entwicklung und Abwehr von biotischem und abiotischem Stress spielen. Jasmons{\"a}ure (JA) als zentrales Intermediat kann dabei auf unterschiedlichste Art und Weise metaboli-siert werden. Eine M{\"o}glichkeit der Metabolisierung ist die Veresterung der JA zu Methyljasmonat (MeJA) durch die Jasmons{\"a}ure-Carboxyl-Methyltransferase (JMT). Interessanterweise ist diese Reaktion reversibel, da die Methyljasmonatesterase (MJE) die Hydrolyse zu JA katalysiert. Obwohl die Funktion diverser Metabolite, wie die des biologisch aktivsten Metaboliten JA-Isoleucin, aufgekl{\"a}rt wurde, ist die Rolle der reversiblen Methylierung noch weitestgehend unklar. Aufgrund der differenten physikochemischen Eigenschaften von JA und MeJA wird diskutiert ob MeJA von JA unterschiedliche biologische Eigenschaften aufweist und/oder als transzellul{\"a}res oder systemisches Signal fungiert. Anhand der Generierung transgener Pflanzen, in denen die Umwandlung zwischen JA und MeJA gest{\"o}rt ist, sollten diese Hypothesen {\"u}berpr{\"u}ft werden. Dazu wurden Tomatenlinien hergestellt, die die Enzyme der reversiblen Methylierung (JMT, MJE) {\"u}berexprimieren (JMT-OE, MJE-OE) sowie Linien, in denen durch ,,Post transcriptional gene silencing" die MJE verringert exprimiert wird. Basierend auf MJE-RNAi-Linien, die eine reduzierte in vitro MeJA-Hydrolyseaktivit{\"a}t auf-weisen, sollte durch exogene Applikation von MeJA analysiert werden, ob MeJA selbst biologische Aktivit{\"a}ten aufweist oder zun{\"a}chst mittels MJE in JA umgewandelt werden muss. Es war kein reproduzierbarer Unterschied der Reaktion auf die MeJA-Applikation {\"u}ber die w{\"a}ssrige Phase und {\"u}ber die Gasphase zwischen Kontroll- und MJE-RNAi-Linien festzustellen. Um zu eruieren, ob MeJA als transzellul{\"a}res, parakrines Signal agiert, wurden die Gen-expression und das Oxylipinprofil in verwundeten Bl{\"a}ttern der transgenen Linien unter-sucht. Ob MeJA als systemisches Signal dient, sollte anhand der Verwundung von Pfropfkombinationen aus Kontrolllinie als Unterlage und MJE-RNAi als Spross anhand der Analyse der Genexpression in distalen Bereichen festgestellt werden. Die Ergebnisse der Studien deuten daraufhin, dass MeJA weder als transzellul{\"a}res Signal noch als sys-temisches Signal bei der Verwundungsantwort agiert. Zudem kann ausgeschlossen wer-den, dass die MJE in distalen Bereichen der Pflanze in der Perzeption des systemischen Signals involviert ist. Da Jasmonate an der Abwehr von Pathogenen beteiligt sind, wurde die Empfindlichkeit gegen{\"u}ber dem nekrotrophen Pilz S. sclerotiorum getestet. Alle transgenen Linien mit Ver{\"a}nderung der reversiblen Methylierung wiesen erh{\"o}hte L{\"a}sionsgr{\"o}ßen, st{\"a}rkeres Pilzwachstum und erh{\"o}hte JA-Isoleucin und 12-OH-JA-Isoleucin Spiegel auf. Allerdings war keine Korrelation zwischen den erh{\"o}hten JA-Isoleucin Spiegeln und der Expression von Abwehrgenen wie PINII und JA-Biosyntheseenzymen wie AOC zu verzeichnen. Somit scheint die reversible Methylierung eine Rolle in der Pathogenabwehr gegen{\"u}ber S. sclerotiorum zu spielen jedoch sind die Mechanismen, die zur erh{\"o}hten Suszeptibilit{\"a}t der Linien f{\"u}hren, noch unklar.},
  subject      = {Jasmons{\"a}ure},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zoeller2012,
  author    = {Zoeller, Maria Simone},
  title     = {Lipidperoxidation in der inkompatiblen Pseudomonas-Arabidopsis Interaktion: Biosynthese von Pimelin- und Azelains{\"a}ure},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71614},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Biosynthese von fragmentierten Fetts{\"a}uren (kurzkettige Dicarbons{\"a}uren und deren Oxocarbons{\"a}ure-Vorstufen) ist in den meisten Pflanzen noch unklar. Wichtige, bekannte Dicarbons{\"a}uren sind Pimelins{\"a}ure (PIM) und Azelains{\"a}ure (AZA) mit den putativen Vorstufen 7-Oxo¬heptanons{\"a}ure (OHA) und 9-Oxononanons{\"a}ure (ONA). Es besteht großes Interesse die Biosynthese¬mechanismen und die Regulation der Synthese dieser Substanzen aufzukl{\"a}ren, da Fetts{\"a}ure¬fragmente an wichtigen biologischen Prozessen beteiligt sind. PIM ist eine essentielle Vorstufe von Biotin in Mikroben, Pilzen und Pflanzen. Bisher konnte die Biosynthese von PIM nur in Bakterien (E. coli und B. subtilis) aufgekl{\"a}rt werden. Es gibt keine Hinweise auf einen analogen Mechanismus in Pflanzen. Eine biologische Aktivit{\"a}t von AZA bei Pflanzen konnte erst vor kurzem beschrieben werden. Eine Forschergruppe identifizierte AZA als Metabolit, der nach Infektion mit dem Pathogen Pseudomonas syringae vermehrt im Phloemsaft von Arabidopsis vorhanden ist und der in Pflanzen eine lokale und systemische Resistenz gegen{\"u}ber dem Pathogen induziert. In Tieren sind Fetts{\"a}urefragmente ebenfalls Gegenstand aktueller Forschung. Es ist bekannt, dass eine nichtenzymatische oxidative Fragmentierung von Fetts{\"a}urehydroperoxiden in komplexen Membranlipiden als Folge von oxidativem Stress abl{\"a}uft. Phospholipide mit veresterter ONA / AZA spielen aufgrund ihrer Struktur eine Rolle als endogene Liganden bei Reaktionen des angeborenen Immunsystems. Ziel dieser Arbeit war es, die Mechanismen der Oxidation von Fetts{\"a}uren und deren Fragmentierung in Pflanzen aufzukl{\"a}ren. Weiterhin sollte die Rolle der oxidierten Fragmente in der Immunantwort der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersucht werden. In Pflanzen wurden fragmentierte Fetts{\"a}uren im Rahmen dieser Arbeit erstmals in komplexen Lipiden identifiziert und verschiedene Hypothesen zur Bildung von Fetts{\"a}urefragmenten experimentell {\"u}berpr{\"u}ft. Es konnte gezeigt werden, dass die Biosynthese der Fetts{\"a}urefragmente in A. thaliana ausgehend von zwei- oder dreifach unges{\"a}ttigten Fetts{\"a}uren stattfindet. 9- und 13-Lipoxygenasen (LOX1, LOX5 und LOX2) spielen dabei keine essentielle Rolle. Die Fetts{\"a}urefragmente konnten in Arabidopsis in freier Form und in komplexen Lipiden verestert (ausschließlich in Galactolipiden) detektiert werden. Applikationsexperimente zeigten, dass die Biosynthese der Fetts{\"a}urefragmente in den komplexen Lipiden auf nichtenzymatischem Wege in situ stattfindet. Dabei wird in {\"U}bereinstimmung mit den experimentellen in vitro und in vivo Daten als Reaktionsmechanismus die Dimer-Hypothese der Arbeitsgruppe um Alan Brash vorgeschlagen. In gr{\"u}nen Pflanzenteilen verl{\"a}uft die Biosynthese demzufolge in drei Schritten ab: Im ersten Schritt entsteht ein „Pool" von oxidierten Galactolipiden mit Hydroperoxid-Acylketten (mit konjugierten Dienen). Diese Hydroperoxide entstehen fortlaufend durch Oxidation der Fetts{\"a}ureacyle mittels Singulett Sauerstoff in Plastiden. Nach Infektion mit dem Pathogen P. syringae (avirulenter Stamm) wird der „Pool" von Galactolipidperoxiden durch die katalytische Einwirkung von freien Radikalen und der LOX2 erh{\"o}ht. Im zweiten Schritt findet eine Radikal-katalysierte Addition von Peroxylradikalen an Fetts{\"a}urehydroperoxide statt, wobei Lipid-Peroxid-Dimere gebildet werden. Diese instabilen Zwischenprodukte zerfallen spontan in vier Produkte, darunter zwei Aldehyd-Fragmente, ein Alkoxyradikal und ein Hydroxylradikal. Bemerkenswert ist, dass durch die Fragmentierung des Dimers weitere Radikale de novo entstehen. Im dritten Schritt k{\"o}nnen die in Galactolipiden veresterten Oxocarbons{\"a}uren zu Dicarbons{\"a}uren oxidiert werden. Hydroperoxide, die Vorl{\"a}ufer der Fetts{\"a}urefragmente, wurden in freier Form und in komplexen Lipiden verestert analysiert. Unter basalen Bedingungen liegt sowohl bei den freien, als auch bei den veresterten Hydroxyfetts{\"a}uren ein fast komplett Singulett Sauerstoff abh{\"a}ngiger Oxidationsmechanismus vor. Drei Galactolipid Hauptspezies (Monogalactosyldiacylglycerol (MGDG)-18:3-16:3, Digalactosyldiacylglycerol (DGDG)-18:3-18:3 und DGDG-18:3-16:3) sind hoch oxidiert (5 bis 9 Mol-\%, relativ zur jeweiligen Vorstufe). MGDG-18:3-18:3, ebenso wie Phosphatidylglycerol-, Phosphatidylinositol- und Triacylglycerol-Hydroxyfetts{\"a}urespezies liegen basal nur schwach oxidiert vor (< 2 Mol-\%). Nach Infektion mit dem Pathogen P. syringae kommt es zu einer massiven Lipid Biosynthese und Oxidation durch die 13-Lipoxygenase LOX2, Singulett Sauerstoff und freie Radikale. Der Oxidationsgrad der Hydroxyfetts{\"a}uren in den Galactolipiden {\"a}ndert sich kaum. Innerhalb der Triacylglycerole kommt es zu einem großen Anstieg der oxidierten Spezies (auf 12 bis 38 Mol-\%). Die Oxidation und Fragmentierung der Fetts{\"a}uren in den Galactolipiden unter basalen Bedingungen und induziert durch die Pathogenbehandlung, stellen einen wichtigen biochemischen Prozess dar, auf dem PIM und AZA entstehen.},
  subject      = {Schmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2012,
  author    = {Sch{\"a}fer, Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Regulation der Invertaseaktivit{\"a}t und zu Invertaseinhibitoren aus Pflanzenextrakten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71469},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Spaltung verschiedener Zuckerverbindungen ist ein elementarer Vorgang in allen Lebewesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Enzyme untersucht, die Saccharose, einen wichtigen Energietr{\"a}ger und Botenstoff, in Fructose und Glucose spalten. Sie liefert einen umfassenden {\"U}berblick saccharosespaltender Enzyme und deren Inhibitoren, der erstmals die Gebiete der β-Fructofuranosidasen und der α-Glucosidasen vereinigt. Invertasen (β-Fructofuranosidasen, Abspaltung der Fructose) spielen eine zentrale Rolle im Metabolismus der Pflanzen und werden auf vielf{\"a}ltige Art und Weise reguliert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Ver{\"a}nderungen in der Aktivit{\"a}t durch verschiedene Einfl{\"u}sse in vitro untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Temperaturoptima der Invertasen erstaunlich hoch liegen. Das Verhalten der getesteten alkalischen / neutralen Invertase aus Lolium temulentum unterschied sich bei vielen Tests von dem der anderen eingesetzten Invertasen. Auch in Tieren bzw. im Menschen sind saccharosespaltende Enzyme, hier bezeichnet als Sucrasen bzw. α-Glucosidasen (Abspaltung der Glucose), an vielen wichtigen Vorg{\"a}ngen beteiligt, etwa der Glykosilierung von Proteinen oder der Verdauung. Die humane Sucrase-Isomaltase aus dem D{\"u}nndarm ist ein Target in der Diabetestherapie. Erstmals konnte die humane Sucrase als aktive Untereinheit in der Hefe Pichia pastoris exprimiert werden. Neben den Enzymen selbst wurden das Wirkspektrum und die Wirkst{\"a}rke verschiedener Inhibitoren untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Acarbose, ein Pseudotetrasaccharid, das in der Diabetestherapie verwendet wird, auch pflanzliche Invertasen hemmt. Die in ihrer Struktur zueinander sehr {\"a}hnlichen Iminozucker DMDP, Miglitol und Calystegin B2 unterschieden sich erheblich in ihrer Hemmaktivit{\"a}t. DMDP ist dabei am potentesten, Miglitol f{\"u}hrt teilweise zu einer erh{\"o}hten Invertaseaktivit{\"a}t und Calystegin B2 verf{\"u}gt nur {\"u}ber ein beschr{\"a}nktes Hemmspektrum. Pflanzliche proteinogene Invertaseinhibitoren hemmten auch die humane Sucrase und die Hefeinvertase; wurden die Inhibitorproteine in P. pastoris exprimiert und dabei glykosiliert, hatten sie keine Hemmaktivit{\"a}t. Als einziger Inhibitor zeigte Miglitol der getesteten alkalischen / neutralen Invertase gegen{\"u}ber ein Verhalten, das als selektiv bezeichnet werden kann, da die Hemmung mit Konzentrationen, die um den Faktor 1000 niedriger waren als bei anderen Invertasen, eintrat. F{\"u}r die Suche nach neuen Inhibitoren wurden ein Screening und eine Literaturrecherche zum Thema Pflanzen in der Diabetestherapie bzw. pflanzliche Glucosidasehemmstoffe durchgef{\"u}hrt. Die Literaturrecherche weist darauf hin, dass eine große Anzahl an Pflanzen potentielle Wirkstoffe beinhalten k{\"o}nnte. Das Screening nach neuen Hemmstoffen wurde gr{\"o}ßtenteils mit Pflanzenextrakten aus der Traditionellen Chinesischen Medizin durchgef{\"u}hrt. Dabei wurden hemmende Extrakte entdeckt, die weiter auf ihre aktiven Komponenten hin untersucht werden sollten.},
  subject      = {Invertase},
  language  = {de}
}
@article{BerendzenWeisteWankeetal.2012,
  author    = {Berendzen, Kenneth W. and Weiste, Christoph and Wanke, Dierk and Kilian, Joachim and Harter, Klaus and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang},
  title     = {Bioinformatic cis-element analyses performed in Arabidopsis and rice disclose bZIP- and MYB-related binding sites as potential AuxRE-coupling elements in auxin-mediated transcription},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75138},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background: In higher plants, a diverse array of developmental and growth-related processes is regulated by the plant hormone auxin. Recent publications have proposed that besides the well-characterized Auxin Response Factors (ARFs) that bind Auxin Response Elements (AuxREs), also members of the bZIP- and MYB-transcription factor (TF) families participate in transcriptional control of auxin-regulated genes via bZIP Response Elements (ZREs) or Myb Response Elements (MREs), respectively. Results: Applying a novel bioinformatic algorithm, we demonstrate on a genome-wide scale that singular motifs or composite modules of AuxREs, ZREs, MREs but also of MYC2 related elements are significantly enriched in promoters of auxin-inducible genes. Despite considerable, species-specific differences in the genome structure in terms of the GC content, this enrichment is generally conserved in dicot (Arabidopsis thaliana) and monocot (Oryza sativa) model plants. Moreover, an enrichment of defined composite modules has been observed in selected auxin-related gene families. Consistently, a bipartite module, which encompasses a bZIP-associated G-box Related Element (GRE) and an AuxRE motif, has been found to be highly enriched. Making use of transient reporter studies in protoplasts, these findings were experimentally confirmed, demonstrating that GREs functionally interact with AuxREs in regulating auxin-mediated transcription. Conclusions: Using genome-wide bioinformatic analyses, evolutionary conserved motifs have been defined which potentially function as AuxRE-dependent coupling elements to establish auxin-specific expression patterns. Based on these findings, experimental approaches can be designed to broaden our understanding of combinatorial, auxin-controlled gene regulation.},
  subject      = {Arabidopsis},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Grebner2012,
  author    = {Grebner, Wiebke},
  title     = {Organspezifische Bildung und Funktion von Oxylipinen in Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76730},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Oxylipine sind Signalmolek{\"u}le, welche durch die enzymatische oder nicht-enzymatische Oxidation von Fetts{\"a}uren gebildet werden. Eine bedeutende Gruppe von Oxylipinen in Pflanzen sind die Jasmonate. Dazu z{\"a}hlen Jasmons{\"a}ure (JA), deren Vorstufe 12-Oxophytodiens{\"a}ure (OPDA) sowie deren Metabolite. Ein bedeutender Metabolit von JA ist das Aminos{\"a}ure-Konjugat JA-Isoleucin (JA-Ile), welches hohe biologische Aktivit{\"a}t besitzt. Besonders f{\"u}r die oberirdischen Organe von Pflanzen wurden bisher vielf{\"a}ltige Funktionen von Jasmonaten beschrieben. Sie sind beteiligt an verschiedenen Entwicklungsprozessen wie der Fertilit{\"a}t von Bl{\"u}ten, aber auch an der Abwehr von Pathogenen und Herbivoren und bei der Reaktion von Pflanzen auf abiotische Stressoren wie hohe Salzkonzentrationen oder Trockenheit. {\"U}ber die Bildung und Funktion von Oxylipinen in Wurzeln ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Aus diesem Grund wurden in der vorliegenden Arbeit die Gehalte von Galaktolipiden und Jasmonaten in Spross und Wurzel von Arabidopsis thaliana Pflanzen verglichen. Mit Hilfe verschiedener JA Biosynthese-Mutanten konnte zudem die Bildung von Jasmonaten in der Wurzel und deren biologische Funktion in diesem Pflanzenorgan untersucht werden. Um die Wurzeln der Arabidopsis Pflanzen einfach behandeln zu k{\"o}nnen und um schnell und stressfrei gr{\"o}ßere Mengen von Wurzelmaterial ernten zu k{\"o}nnen, wurde ein hydroponisches Anzuchtsystem etabliert. Die Analyse von Galaktolipiden zeigte, dass in der Wurzel deutlich geringere Galaktolipid Gehalte als im Spross vorhanden sind. Da Galaktolipide den Hauptbestandteil plastid{\"a}rer Membranen ausmachen, in den Wurzeln insgesamt jedoch weniger Plastiden vorkommen als in Bl{\"a}ttern, w{\"a}re dies ein m{\"o}glicher Grund f{\"u}r den beobachteten Unterschied. Das Vorkommen von mit OPDA oder dnOPDA veresterten Galaktolipiden (Arabidopsiden) wird in der Literatur f{\"u}r die Thylakoidmembranen der Chloroplasten beschrieben. Die Analyse der Arabidopsid Gehalte von Wurzeln konnte diese Aussage st{\"u}tzen, da in Wurzeln, welche normalerweise keine Chloroplasten besitzen, nahezu keine Arabidopside detektiert werden konnten. Die Analyse der Jasmonate zeigte anhand von Pfropfungsexperimenten mit der Jasmonat-freien dde2 Mutante, dass die Wurzeln unabh{\"a}ngig vom Spross in der Lage sind Jasmonate zu bilden, obwohl die Expression vieler JA-Biosynthese-Gene in den Wurzeln sehr gering ist. Zudem zeigten diese Experimente, dass es keinen direkten Transport von Jasmonaten zwischen Spross und Wurzel gibt. Die Bildung von Jasmonaten in der Wurzel konnte durch verschiedene Stresse wie Verwundung, osmotischen Stress oder Trockenheit induziert werden. K{\"a}lte und Salzstress hatten hingegen keinen Jasmonat-Anstieg in den Wurzeln zur Folge. Anders als bei osmotischem Stress und Trockenheit, wo sowohl die Gehalte von OPDA als auch von JA und JA-Ile anstiegen, konnte bei Verwundung keine Zunahme der OPDA-Spiegel detektiert werden. Hier kam es zu einer deutlichen Abnahme, wohingegen die JA und JA-Ile Spiegel sehr stark anstiegen. Dies deutet darauf hin, dass es sehr komplexe und vielf{\"a}ltige Regulationsmechanismen hinsichtlich der Bildung von Jasmonaten gibt. Der erste Schritt der JA-Biosynthese, die Bildung von 13-Hydroperoxyfetts{\"a}uren (HPOTE), wird durch 13-Lipoxygenase (LOX) Enzyme katalysiert. In Arabidopsis sind vier unterschiedliche 13-LOX Isoformen bekannt. Die Untersuchung verschiedener 13-LOX-Mutanten ergab, dass nur die LOX6 an der Biosynthese von Jasmonaten in der Wurzel beteiligt ist. So konnten in Wurzeln der lox6 Mutante weder basal noch nach verschiedenen Stressen bedeutende Mengen von Jasmonaten gemessen werden. Im Spross dieser Mutante war basal kein OPDA vorhanden, nach Stresseinwirkung wurden jedoch {\"a}hnliche Jasmonat Gehalte wie im Wildtyp detektiert. Um Hinweise auf die biologische Funktion von Jasmonaten in Wurzeln zu erhalten, wurden Untersuchungen mit einer lox6 KO Mutante durchgef{\"u}hrt. Dabei zeigte sich, dass abgeschnittene lox6 Wurzeln, welche keine Jasmonate bilden, im Vergleich zum Wildtyp von saprobiont lebenden Kellerasseln (Porcellio scaber) bevorzugt als Futter genutzt werden. Bl{\"a}tter dieser Mutante, welche nach Stress ann{\"a}hernd gleiche Jasmonat Gehalte wie der Wildtyp aufweisen, wurden nicht bevorzugt gefressen. Von der Jasmonat-freien dde2 Mutante wurden hingegen sowohl die Wurzeln als auch die Bl{\"a}tter bevorzugt gefressen. Neben den Experimenten mit Kellerasseln wurden auch Welke-Versuche mit lox6 und dde2 Pflanzen durchgef{\"u}hrt. Hierbei wiesen die lox6 Pflanzen, nicht aber die dde2 Pflanzen, eine erh{\"o}hte Suszeptibilit{\"a}t gegen{\"u}ber Trockenheit auf. dde2 Pflanzen haben im Gegensatz zu LOX Mutanten unver{\"a}nderte 13-HPOTE Gehalte, aus denen auch andere Oxylipine als Jasmonate gebildet werden k{\"o}nnen. Dies zeigt, dass durch LOX6 gebildete Oxylipine, im Falle von Trockenheit aber nicht Jasmonate, an der Reaktion von Arabidopsis Pflanzen auf biotische und abiotische Stresse beteiligt sind.},
  subject      = {Oxylipine},
  language  = {de}
}
@article{PimentelElardoBubackGulderetal.2011,
  author    = {Pimentel-Elardo, Sheila M. and Buback, Verena and Gulder, Tobias A. M. and Bugni, Tim S. and Reppart, Jason and Bringmann, Gerhard and Ireland, Chris M. and Schirmeister, Tanja and Hentschel, Ute},
  title     = {New Tetromycin Derivatives with Anti-Trypanosomal and Protease Inhibitory Activities},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75465},
  year      = {2011},
  abstract  = {Four new tetromycin derivatives, tetromycins 1-4 and a previously known one, tetromycin B (5) were isolated from Streptomyces axinellae Pol001T cultivated from the Mediterranean sponge Axinella polypoides. Structures were assigned using extensive 1D and 2D NMR spectroscopy as well as HRESIMS analysis. The compounds were tested for antiparasitic activities against Leishmania major and Trypanosoma brucei, and for protease inhibition against several cysteine proteases such as falcipain, rhodesain, cathepsin L, cathepsin B, and viral proteases SARS-CoV Mpro, and PLpro. The compounds showed antiparasitic activities against T. brucei and time-dependent inhibition of cathepsin L-like proteases with Ki values in the low micromolar range.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krause2012,
  author    = {Krause, Diana},
  title     = {Transport der Hauptosmotika an der vakuol{\"a}ren Membran von Schließzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75043},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden neue Einblicke bez{\"u}glich des Transport-prozesses vakuol{\"a}rer Protonenpumpen, Zuckertransporter und des SV-Kanals von Arabidopsis thaliana gewonnen: 1. Mittels Patch-clamp-Technik wurden ATP- und Pyrophosphat-induzierte Pump-str{\"o}me an Mesophyllvakuolen des Wildtyps gemessen. Die durch ATP hervor-gerufenen Pumpstr{\"o}me konnten durch den spezifischen V-ATPase-Inhibitor Concanamycin A vollst{\"a}ndig inhibiert werden. Messungen an der V-ATPase-Doppelmutante vha-a2-vha-a3 hingegen zeigten eine kaum vorhandene ATPase-Aktivit{\"a}t auf. Die vakuol{\"a}re Pyrophosphatase-Aktivit{\"a}t der vha-a2-vha-a3-Mutante war mit dem WT vergleichbar und konnte die verminderten Pumpstr{\"o}me der V-ATPase nicht kompensieren. Zudem wurde an A. thaliana WT-Pflanzen die Expressionsrate und Pumpstromdichte der V-ATPase von Schließzellen und Mesophyllzellen untersucht. Dabei konnte bei Schließzellen eine h{\"o}here Expressionsrate sowie Pumpleistung im Vergleich zu Mesophyllzellen detektiert werden, wodurch an der vakuol{\"a}ren Membran von Schließzellen eine starke protonenmotorische Kraft generiert werden kann. 2. Des Weiteren wurden die Transporteigenschaften des im Tonoplasten lokalisierten Transportproteins AtINT1 an Arabidopsis Mesophyllzellen des Wildtyps n{\"a}her untersucht. Unter inversen pH-Wert-Bedingungen konnte AtINT1 als Symporter identifiziert werden, welcher myo-Inositol H+-gekoppelt aus der Vakuole in das Cytosol transportiert. 3. {\"U}berdies wurde eine elektrophysiologische Charakterisierung des AtSUC4-Transporters durchgef{\"u}hrt. Unter einem physiologischen Protonengradienten konnte bei WT- und Atsuc4.1-Vakuolen ausschließlich ein Saccharose/H+ ge-triebener Antiportmechanismus detektiert werden. Im Gegensatz dazu zeigten 60 \% der AtSUC4-{\"U}E unter inversen pH-Gradienten w{\"a}hrend Saccharose-Applikation Str{\"o}me, die auf einen Saccharose/H+-Symportmechanismus hinweisen. Bei der Atsuc4.1-Verlustmutante hingegen konnten unter gleichen L{\"o}sungsbedingungen ausschließlich Str{\"o}me detektiert werden, die mit einem Saccharose/H+-gekoppelten Antiportmechanismus in Einklang zu bringen sind. Durch die Erkenntnisse der Arbeitsgruppe unter Norbert Sauer, Universit{\"a}t Erlangen, wird die Vermutung untermauert, dass AtSUC4 Saccharose im Symport mit H+ aus der Vakuole in das Cytosol transportiert und somit eine Rolle bei der Remobilisierung der in der Vakuole gespeicherten Saccharose {\"u}bernimmt. 4. Dar{\"u}ber hinaus konnten Studien am nichtselektiven spannungsabh{\"a}ngigen „slow-vacuolar-channel" (SV-Kanal) von Arabidopsis Mesophyllvakuolen durchgef{\"u}hrt werden. Dabei wurde das 14-3-3-Protein GRF6 als regulatorisches Protein identifiziert, welches die SV-Kanalaktivit{\"a}t stark verringert. Die gain-of-function Mutante fou2 mit der Punktmutation D454N im TPC1-Kanalprotein zeigt abweichende Kanaleigenschaften zum WT auf. Das Aktivie-rungspotential des fou2-SV-Kanals liegt bei 30 mV negativeren Membranspan-nungen, was die Offenwahrscheinlichkeit des SV-Kanals unter physiologischen Membranspannungen erh{\"o}ht. Die fou2-Mutation beeinflusst außerdem die luminale Ca2+-Bindestelle des SV-Kanals, wodurch die Affinit{\"a}t bzgl. luminalem Ca2+ geringer ist und die fou2-SV-Kanalaktivit{\"a}t bei hohen luminalen Ca2+-Konzentrationen bestehen bleibt. Die absolute Offenwahrscheinlichkeit des WT-SV-Kanals nimmt mit Ans{\"a}uern des vakuol{\"a}ren Lumens im Gegensatz zum fou2-SV-Kanal stark ab, die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit des WT- als auch des fou2-SV-Kanals dagegen zu. Anhand der durchgef{\"u}hrten Messungen konnte eine regulatorische, vakuol{\"a}r gelegene Ca2+-Bindestelle des TPC1-kodierten Kanals lokalisiert und charakterisiert werden, welche sich vermutlich nahe am Spannungssensor befindet und unter physiologischen Membranspannungen einen einw{\"a}rtsgerichteten Kationenstrom erm{\"o}glicht. 5. Ferner wurden SV-Kan{\"a}le von Schließzellen untersucht und deren spezifische Eigenschaften mit Mesophyll-SV-Kan{\"a}len verglichen. In Schließzellen liegt neben einer erh{\"o}hten Transkriptmenge des single-copy Gens TPC1 eine h{\"o}here Stromdichte des SV-Kanals vor. Unter einw{\"a}rtsgerichtetem K+-Gradienten liegt das Aktivierungspotential von Schließzell-SV-Kan{\"a}le um 30 mV negativer als bei Mesophyllvakuolen, was unter physiologischen Membranspannungen zu einem ausgepr{\"a}gtem K+-Einstrom f{\"u}hrt. Dar{\"u}ber hinaus zeigte der Schließzell-SV-Kanal eine h{\"o}here Permeabilit{\"a}t von Na+- gegen{\"u}ber K+-Ionen (1,3:1) auf. W{\"a}hrend Schließzell- und Mesophyll-SV-Kan{\"a}le eine vergleichbare luminale Ca2+-Sensitivit{\"a}t aufweisen, zeigen Schließzell-SV-Kan{\"a}le eine h{\"o}here cytosoli-sche Ca2+- und vakuol{\"a}re pH-Sensitivit{\"a}t auf. Sequenzanalysen der TPC1-cDNA zeigten, dass die Zelltypspezifischen Unterschiede des SV-Kanals nicht durch posttranskriptionale Modifikation hervorgerufen werden.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Klinkenberg2011,
  author    = {Klinkenberg, J{\"o}rn},
  title     = {Physiological Role of Fatty Acid Desaturation in Agrobacterium-induced Arabidopsis Crown Galls},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75262},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Crown gall development is accompanied by hypoxia, drought and oxidative stress. These abiotic stress factors are known to have an impact on fatty acid (FA) desaturation. Thus, an alteration in the lipid profile of plant tumors was expected. A comprehensive lipid analysis of Arabidopsis thaliana crown galls induced by Agrobacterium tumefaciens showed an increase in the degree of FA desaturation. The poly unsaturated fatty acid (PUFA) linolenic acid (18:3) of endoplasmic reticulum (ER) derived phospholipids was especially affected. The increased levels of desaturated FAs were reflected by a strong induction of two genes encoding desaturases, FAD3 and SAD6. In contrast to FAD3, which encodes the ER membrane bound fatty acid desaturase enzyme that synthesizes 18:3 PUFAs in the ER, the function of SAD6 is unknown. The ability of SAD6 to complement the extreme dwarf growth phenotype of the ssi2-2 mutant allele suggests that SAD6 is a functional stearoyl-acyl-carrier-protein delta-9 desaturase (SAD) which catalyzes the first step in FA desaturation and forms stearic acid (18:1). Overexpression of the SAD6 gene in Arabidopsis (SAD6-OE) to a similar degree as in tumors resulted in a light-dependent chlorosis phenotype and caused a similar shift in the lipid profile towards unsaturated phospholipids. Posttranscriptional down-regulation of SAD6 overexpression by RNA reverted the chlorosis phenotype and the changes in the lipid profile, showing that SAD6 overexpression forms the unsaturated FA profile and the phenotype in SAD6-OE. The subcellular localization of the SAD6 protein in chloroplasts, which is obligatory for SAD function was demonstrated. SSI2, which encodes the major contributor to the 18:1 FA levels in Arabidopsis is down-regulated in crown galls pointing to a replacement of SSI2 function by SAD6 in the tumor. SAD6 transcripts were almost undetectable in Arabidopsis under normal growth condition, whereas under hypoxia the gene was strongly activated. In the tumor hypoxia most likely caused the very high transcription of SAD6. Hypoxia is known to limit FA desaturation and it is associated with an elevated reactive oxygen species (ROS) production which is detrimental for unsaturated FAs. Thus, up-regulation of SAD6 in the crown gall, most likely serves as an adaptive mechanism to activate desaturation under low oxygen concentrations and to maintain the levels of unsaturated FA under oxidative stress. The ER localized FAD3 most likely is responsible for the rise in 18:3 of the phospholipid class to cope with drought stress in crown galls. This hypothesis was supported by the loss of function mutant, fad3-2, which developed significantly smaller tumors as the wild type under low relative humidity.Taken together, this study suggests that the induction of SAD6 and FAD3 shapes the tumor lipid profile by increasing the levels of unsaturated FAs. Unsaturated fatty acids prepare the crown gall to cope with ongoing hypoxia, drought and oxidative stress during growth and development.},
  subject      = {Agrobacterium tumefaciens},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Scherzer2012,
  author    = {Scherzer, S{\"o}nke},
  title     = {Biophysikalische Analyse und Rekonstitution des schnellen ABA-Signaltransduktionsweges aus Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76199},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {In dieser Arbeit sollte zun{\"a}chst die Frage gekl{\"a}rt werden, ob es sich bei SLAC1 um den S-typ Anionenkanal handelt, oder ob SLAC1 nur ein essentieller Bestandteil des Anionenkanals ist. Zur funktionellen Charakterisierung des per se inaktiven SLAC1 Proteins, wurde mit der Suche nach SLAC1-aktivierenden Interaktionspartnern begonnen. Zu diesem Zweck bediente man sich der Methode der bimolekularen Fluoreszenz Komplementation (BiFC) im heterologen Expressionssystem der Xenopus Oozyten. Da bereits die Abh{\"a}ngigkeit der Anionenstr{\"o}me in Schließzellen von De- und Phosphorylierungsereignissen bekannt war, galt Ca2+-abh{\"a}ngigen Kinasen der CPK Familie, ABA-aktivierten Kinasen der SnRK Familie und Phosphatasen des PP2C Typs eine besondere Aufmerksamkeit. Mitglieder dieser Familien wurden bereits mit der Regulation des Stomaschlusses in Verbindung gebracht. Bei diesen Experimenten zeigte sich, dass SnRK2.6 (OST1) und mehrere CPKs deutlich mit SLAC1 physikalisch interagierten. Als Folge dieser Interaktion in Oozyten konnten schließlich nach Koexpression von SLAC1 zusammen mit den interagierenden Kinasen typische S-Typ Anionenstr{\"o}me detektiert werden, wie man sie aus Patch-Clamp Experimenten an isolierten Schließzellprotoplasten kannte. Hierbei bewirkten die Kinasen OST1 und CPK23 die gr{\"o}ßte Anionenkanalaktivierung. Dieses Ergebnis wird durch die BIFC-Experimente gest{\"u}tzt, da OST1 und CPK23 die st{\"a}rkste Interaktion zu SLAC1 zeigten. Die elektrophysiologische Charakterisierung der SLAC1-Str{\"o}me im heterologen Expressionssystem der Xenopus Oozyten in Kombination mit in vivo Patch-Clamp Untersuchungen wies SLAC1 eindeutig als den lange gesuchten S-Typ Anionenkanal in Arabidopsis Schließzellen aus. Somit ist die direkte S-Typ Anionenkanalaktivierung durch OST1 auf dem Kalzium- unabh{\"a}ngigen und durch CPKs auf dem Ca2+-abh{\"a}ngigen ABA-Signaltransduktionsweg gelungen. Bei der Spezifizierung der einzelnen Kalzium-Abh{\"a}ngigkeiten dieser Kinasen in Oozyten und in in vitro Kinase Assays konnten weiterhin unterschiedliche Affinit{\"a}ten der CPKs zu Kalzium festgestellt werden. So vermittelten die schwach Kalzium-abh{\"a}ngigen CPK6 und CPK23 bereits ohne einen Anstieg der zytosolischen Kalziumkonzentratiom {\"u}ber das Ruheniveau hinaus schon die Anionenkanalaktivierung. Die stark Kalzium-abh{\"a}ngigen CPK3 und CPK21 hingegen, werden erst aktiv wenn die ABA vermittelte Signaltransduktion zu einem Anstieg der Kalziumkonzentration f{\"u}hrt. Da somit die Kinasen OST1, CPK6 und CPK23 ohne dieses Kalziumsignal aktiv sind, ben{\"o}tigen diese einen {\"u}bergeordneten Regulationsmechanismus. In den BIFC-Experimenten konnte eine deutliche Interaktion der Phosphatasen ABI1 und 2 zu den SLAC1 aktivierenden Kinasen beobachtet werden. Dass diese Interaktion zu einem Ausbleiben der Anionenkanalaktivierung f{\"u}hrt, wurde in TEVC-Messungen gezeigt. Mit diesen Erkenntnissen um die ABA-Signaltransduktionskette in Schließzellen konnten in in vitro Kinase Experimenten ihre einzelnen Glieder zusammengesetzt und der ABA-vermittelte Stomaschluss nachvollzogen werden. In dieser Arbeit zeigte sich, dass, das unter Wasserstress-Bedingungen synthetisierte Phytohormon, ABA von Rezeptoren der RCAR/PYR/PYL-Familie percepiert wird. Anschließend bindet die Phosphatase ABI1 an den ABA-RCAR1 Komplex. In ihrer freien Form inhibiert die Phosphatase ABI1 die Kinasen OST1, CPK3, 6, 21 und CPK23 durch Dephosphorylierung. Nach Bindung von ABI1 an RCAR1 sind diese Kinasen von dem inhibierenden ABI1 entlassen. Die Kinasen OST1, CPK6 und CPK23 stellen ihre Aktivit{\"a}t durch Autophosphorylierung wieder her. Die stark Ca2+-abh{\"a}ngigen Kinasen CPK3 und 21 ben{\"o}tigt hierzu noch einen ABA induzierten Ca2+-Anstieg im Zytoplasma. Diese Kinasen phosphorylieren anschließend SLAC1 am N-Terminus. Diese Phosphorylierung bewirkt die Aktivierung von SLAC1 woraufhin Anionen aus der Schließzelle entlassen werden. Das Fehlen dieser negativen Ladungen f{\"u}hrt zur Depolarisation der Membran woraufhin der ausw{\"a}rtsgleichrichtende Kaliumkanal GORK aktiviert und K+ aus der Schließzelle entl{\"a}sst. Der Verlust an Osmolyten bewirkt einen osmotisch getriebenen Wasserausstrom und das Stoma schließt sich.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@article{WehnerWeisteDroegeLaser2011,
  author    = {Wehner, Nora and Weiste, Christoph and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang},
  title     = {Molecular screening tools to study Arabidopsis transcription factors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69226},
  year      = {2011},
  abstract  = {In the model plant Arabidopsis thaliana, more than 2000 genes are estimated to encode transcription factors (TFs), which clearly emphasizes the importance of transcriptional control. Although genomic approaches have generated large TF open reading frame (ORF) collections, only a limited number of these genes is functionally characterized, yet. This review evaluates strategies and methods to identify TF functions. In particular, we focus on two recently developed TF screening platforms, which make use of publically available GATEWAY®-compatible ORF collections. (1) The Arabidopsis thaliana TF ORF over-Expression (AtTORF-Ex) library provides pooled collections of transgenic lines over-expressing HA-tagged TF genes, which are suited for screening approaches to define TF functions in stress defense and development. (2) A high-throughput microtiter plate based protoplast trans activation (PTA) system has been established to screen for TFs which are regulating a given promoter:Luciferase construct in planta.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hansjakob2012,
  author    = {Hansjakob, Anton},
  title     = {The role of cuticular waxes in the prepenetration processes of Blumeria graminis f.sp. hordei},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72840},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Der obligat biotrophe Pilz Blumeria graminis f.sp. hordei gilt als Erreger des Gerstenmehltaus, einer destruktiven Erkrankung der Gerste (Hordeum vulgare). Als Folge des Befalls mit B. graminis f.sp. hordei drohen erhebliche Ernteeinbußen. Das kutikul{\"a}re Wachs von Gerstenbl{\"a}ttern besteht haupts{\"a}chlich aus prim{\"a}ren Alkoholen (80\%), Alkylestern (10\%) sowie aus geringf{\"u}gig vorkommenden Bestandteilen wie Fetts{\"a}uren (2\%), Alkanen (2\%) und Aldehyden (1\%). Der initiale Kontakt der asexuellen und durch die Luft verbreiteten Konidien findet auf der Blattoberfl{\"a}che in einer Umgebung statt, die von den kutikul{\"a}ren Wachsen bestimmt ist, welche Keimung und Differenzierung stimulieren. W{\"a}hrend der Keimungs- und Differenzierungsphase durchlaufen die Konidien eine sequenzielle Morphogenese, die so genannten Pr{\"a}penetrationsprozesse. Dabei bilden die Konidien auf der Pflanzenoberfl{\"a}che zun{\"a}chst einen prim{\"a}ren, kurzen und im weiteren Verlauf einen sekund{\"a}ren, elongierten Keimschlauch aus. Im Anschluss daran schwillt dieser an und wird letztlich zu einem septierten Appressorium differenziert. Mit Hilfe des Appressoriums dringt der Pilz dann in die Epidermiszelle der Wirtspflanze ein und bildet ein initiales Haustorium, das die Ern{\"a}hrung des Pilzes sicherstellt. Um den Einfluss von einzelnen Wachsbestandteilen der Wirtspflanze auf die Pr{\"a}penetrationsprozesse systematisch zu untersuchen wurde ein neues in vitro System auf der Basis von Formvar®-Harz etabliert. Dieses System erm{\"o}glicht die Erzeugung homogener Oberfl{\"a}chen als Substrate f{\"u}r den Pilz, bei denen sowohl die aufgelagerten Mengen als auch die Oberfl{\"a}chenhydrophobizit{\"a}t unabh{\"a}ngig von den getesteten Substanzklassen und Kettenl{\"a}ngen der Molek{\"u}le hochgradig reproduzierbar sind. In diesem System haben langkettige Aldehyde die Keimung und die Differenzierung von B. graminis f.sp. hordei Konidien am wirksamsten induziert, wobei die Raten der Appressorienbildung in Abh{\"a}ngigkeit von der Konzentration und der Kettenl{\"a}nge im Vergleich zu n-Hexacosanal (C26), das sich als am effektivsten zeigte, abnahmen (C22<<C24<C26>C28>>C30). Die getesteten gerad- und ungeradzahligen Alkane (C24-C33), Fetts{\"a}uren (C20-C28), Alkylester (C40-C44) und prim{\"a}ren Alkohole (C20-C30) hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Keimung und die Appressorienbildung des Pilzes. Der prim{\"a}re Alkohol n-Hexacosanol (C26) stellte hierbei eine Ausnahme dar, da er die Keimung und die Bildung des Appressorium-Keimschlauchs signifikant erh{\"o}hte. Um die Rolle von langkettigen Aldehyden auf einer intakten Pflanzenoberfl{\"a}che in vivo genauer zu untersuchen wurden B. graminis f.sp. hordei Konidien auf Bl{\"a}tter von glossy11 Mutanten der Nicht-Wirtspflanze Mais (Zea mays) inokuliert. Anders als der Wildtyp weisen glossy11 Bl{\"a}tter keine langkettigen Aldehyde auf. Auf glossy11 Bl{\"a}ttern keimten 60\% der B. graminis f.sp. hordei Konidien nicht und nur 10\% der Konidien entwickelten ein reifes Appressorium, was einer dreimal geringeren Rate als auf Wildtyp-Bl{\"a}ttern entspricht. Durch das Bespr{\"u}hen von glossy11 Bl{\"a}tter mit synthetischem n-Hexacosanal oder mit Wachs des Wildtyps wurden die pilzlichen Pr{\"a}penetrationsprozesse wieder vollst{\"a}ndig durchlaufen. Wurden im Gegensatz dazu Bl{\"a}tter des Mais-Wildtyps mit nicht induzierenden n-Alkanen, prim{\"a}ren Alkoholen oder langkettigen Fetts{\"a}uren bespr{\"u}ht, konnte das den Aldehyd-defizienten Ph{\"a}notyp von glossy11 imitieren. W{\"a}hrend der Pr{\"a}penetrationsprozesse wird ein Appressorium gebildet, wobei es sich hierbei um eine neu gebildete Zelle handelt. Die Keimung und die anschließende Morphogenese sind wichtige Schritte in der Etablierung der pilzlichen Infektionsstrukturen. Da diese Prozesse in einigen phytopathogenen Pilzen mit dem Zellzyklus gekoppelt sind wurde untersucht, inwieweit die Pr{\"a}penetrationsprozesse von B. graminis f.sp. hordei mit dem Verlauf des Zellzykluses synchronisiert sind. Hierf{\"u}r wurde eine Methode basierend auf DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole) zur F{\"a}rbung der Zellkerne f{\"u}r fixierte Pr{\"a}parate von B. graminis f.sp. hordei Konidien entwickelt. Mittels eines pharmakologischen Ansatzes war es auf diese Weise erstmals m{\"o}glich die Abh{\"a}ngigkeit der Pr{\"a}penetrationsprozesse von der Mitose in vivo und in vitro zu verfolgen. Sechs Stunden nach der Inokulation trat nach Ausbildung des Appressorium-Keimschlauchs eine Mitose in der einkernigen Konidie auf. Die Hemmung der S-Phase mit Hydroxyharnstoff oder die Hemmung der M-Phase mit Benomyl verhinderten eine Bildung des Appressoriums, nicht aber die Entwicklung des Appressorium-Keimschlauchs. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Mitose und eine abgeschlossene Zytokinese notwendige Voraussetzungen f{\"u}r die Appressoriumsbildung, jedoch nicht f{\"u}r die Morphogenese der Konidie, sind. Als Reaktion auf bestimmte Wachsbestandteile der Wirtspflanze werden pilzliche Gene, die w{\"a}hrend der Pr{\"a}penetrationsprozesse eine wichtige Rolle spielen k{\"o}nnen, differenziell exprimiert. Um solche Gene zu identifizieren wurden cDNA Klonbibliotheken mittels der suppression subtractive hybridization (SSH) 22 Minuten nach der Inokulation erstellt. Das auf Formvar®-Harz basierende in vitro System erm{\"o}glichte die selektive Anreicherung von cDNA Sequenzen aus B. graminis f.sp. hordei Konidien, die auf n-Hexacosanal beschichteten Oberfl{\"a}chen inokuliert wurden. Aus einer Reihe von Kandidaten wurde eine cDNA-Sequenz identifiziert, die sowohl auf Gerstenbl{\"a}ttern als auch auf mit n-Hexacosanal oder extrahiertem Gerstenwachs beschichteten Oberfl{\"a}chen hochreguliert war. Mittels 3' und 5' RACE wurde das n-Hexacosanal induzierte Transkript kloniert. Diese cDNA-Sequenz wies keine Homologien zu bekannten Genen, die Funktionen in der pilzlichen Entwicklung und der Ausbildung von Pathogenit{\"a}t in Pflanzen haben, auf.},
  subject      = {.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Angermeier2011,
  author    = {Angermeier, Hilde Gabriele},
  title     = {Molecular and ecological investigations of Caribbean sponge diseases},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56855},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {W{\"a}hrend gewinnbringende Assoziationen von Schw{\"a}mmen mit Mikroorganismen in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erhalten haben, wurde weit weniger in die Interaktion von Schw{\"a}mmen mit m{\"o}glicherweise pathogenen Mikroben investiert. Somit war es das Ziel dieser Studie zwei ausgew{\"a}hlte Karibische Schwammkrankheiten namens „Sponge Orange Band" und „Sponge White Patch" mittels {\"o}kologischer und molekularer Methoden zu untersuchen. Die Sponge Orange Band (SOB) Erkrankung bef{\"a}llt den bedeutenden karibischen Fass-Schwamm Xestospongia muta, der zu den bakterienhaltigen (HMA) Schw{\"a}mmen gez{\"a}hlt wird, w{\"a}hrend die Sponge White Patch (SWP) Erkrankung den h{\"a}ufig vorkommenden Seil-Schwamm Amphimedon compressa betrifft, der zu den bakterienarmen (LMA) Schw{\"a}mmen geh{\"o}rt. F{\"u}r beide Karibischen Schwammkrankheiten konnte ich einen Krankheitsverlauf beschreiben, der mit massiver Gewebszerst{\"o}rung und dem Verlust charakteristischer mikrobieller Signaturen einhergeht. Obwohl ich zeigen konnte, dass zus{\"a}tzliche Bakterienarten die gebleichten Schwammbereiche kolonisieren, lieferten meine Infektionsversuche in beiden F{\"a}llen keinen Beweis f{\"u}r die Beteiligung eines mikrobiellen Pathogens als Krankheitserreger. Somit liegen die eigentlichen Ausl{\"o}ser der Erkrankungen Sponge Orange Band als auch Sponge White Patch noch immer im Dunkeln.},
  subject      = {Meeresschw{\"a}mme},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nazeer2010,
  author    = {Nazeer, Ahmed},
  title     = {Physiological and molecular basis of Azospirillum-Arabidopsis Interaction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51673},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {The present study was aimed at revealing the early signalling events during the interaction of the diazotrophic soil bacterium Azospirillum brasilense with its host plant Arabidopsis thaliana. Furthermore, taking advantage of the micro array technique, a comprehensive overview of Arabidopsis genes has been undertaken which are affected upon association with A. brasilense The characterization of the early responses of Arabidopsis plants upon inoculation with Azospirillum brasilense strain Sp7 clearly indicated parallels with the initial events in plant pathogen interaction. For instance, not only bacterial preprations (lysates) form Azospirillum elicited an apoplastic alkalinization of the culture medium, but also the live bacteria, which were even more effective. Besides, in a luminol based assay, the bacterial lysates triggered production of the reactive oxygen species (ROS) in the Arabidopsis leaf discs. Interestingly, the elongation factor receptor mutants (efr) were completely insensitive to Azospirillum, suggesting elongation factor Tu (EF-TU) recognition as elicitor by Arabidopsis. This hypothesis was further validated with a bioinformatic approach. The N terminus initial 26 amino acids from Azospirillum EF-TU gene (elf26) showed more similarity to the elf26 sequences of bacteria like Agrobacterium tumefaciens which elicit responses in the plants through EF-TU rather than Pseudomonas syringae where the potent elicitor is flagellin 22. Universal transcriptome profiling of Arabidopsis thaliana seedlings upon inoculation with Azospirillum brasilense over a time course of six, twenty four and ninty six hours revealed very little genetic responses in the early time points. However, a bulk of genes was differentially regulated in 96 hours post inoculation (96hpi). The nature of these genes indicated that the bacterial treatment, among others, greatly affect the processes like cell wall modification, hormone metabolism, stress and secondary metabolism. Additionally expression levels of a numer of transcription factors (TFs) related to basic helix loop helix (BHLH) and MYB domain containing TF families were altered with Azospirillum inoculation. Particularly the BHLH TFs were among the most highly regulated genes. The array results from Azospirillum treated plants were further compared with the already available data emnating from treatment with flagellin 22 (flg22), oligogalacturonides (OGs) and Agrobacterium tumefaciens. Noteworthy, very different set of genes were affected upon inoculation with Azospirillum in relation to other treatments. Secondly a cluster of proteins involved in the biosynthesis of aliphatic glucosinolates (GSL) were uniquely induced upon Sp7 exposure. Genes operating in flavonoid biosynthesis also showed a distinct regulation trend in the comparative analysis. Taken together, the study in question provides insights into the early signalling events in the context of Azospirillum-Arabidopsis association and the bacterial signals recognized by the plants. The array data, at the same time, elucidates the genetic factors of Arabidopsis triggered upon association with Azospirillum brasilense.},
  subject      = {Azospirillum brasilense},
  language  = {en}
}
@article{AbdelmohsenPimentelElardoHanoraetal.2010,
  author    = {Abdelmohsen, Usama Ramadan and Pimentel-Elardo, Sheila M. and Hanora, Amro and Radwan, Mona and Abou-El-Ela, Soad H. and Ahmed, Safwat and Hentschel, Ute},
  title     = {Isolation, Phylogenetic Analysis and Anti-infective Activity Screening of Marine Sponge-Associated Actinomycetes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68307},
  year      = {2010},
  abstract  = {Terrestrial actinomycetes are noteworthy producers of a multitude of antibiotics, however the marine representatives are much less studied in this regard. In this study, 90 actinomycetes were isolated from 11 different species of marine sponges that had been collected from offshore Ras Mohamed (Egypt) and from Rovinj (Croatia). Phylogenetic characterization of the isolates based on 16S rRNA gene sequencing supported their assignment to 18 different actinomycete genera representing seven different suborders. Fourteen putatively novel species were identified based on sequence similarity values below 98.2\% to other strains in the NCBI database. A putative new genus related to Rubrobacter was isolated on M1 agar that had been amended with sponge extract, thus highlighting the need for innovative cultivation protocols. Testing for anti-infective activities was performed against clinically relevant, Gram-positive (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) bacteria, fungi (Candida albicans) and human parasites (Leishmania major, Trypanosoma brucei). Bioactivities against these pathogens were documented for 10 actinomycete isolates. These results show a high diversity of actinomycetes associated with marine sponges as well as highlight their potential to produce anti-infective agents.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@article{PimentelElardoKozytskaBugnietal.2010,
  author    = {Pimentel-Elardo, Sheila Marie and Kozytska, Svitlana and Bugni, Tim S. and Ireland, Chris M. and Moll, Heidrun and Hentschel, Ute},
  title     = {Anti-Parasitic Compounds from Streptomyces sp. Strains Isolated from Mediterranean Sponges},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68312},
  year      = {2010},
  abstract  = {Actinomycetes are prolific producers of pharmacologically important compounds accounting for about 70\% of the naturally derived antibiotics that are currently in clinical use. In this study, we report on the isolation of Streptomyces sp. strains from Mediterranean sponges, on their secondary metabolite production and on their screening for anti-infective activities. Bioassay-guided isolation and purification yielded three previously known compounds namely, cyclic depsipeptide valinomycin, indolocarbazole alkaloid staurosporine and butenolide. This is the first report of the isolation of valinomycin from a marine source. These compounds exhibited novel anti-parasitic activities specifically against Leishmania major (valinomycin IC50 < 0.11 μM; staurosporine IC50 5.30 μM) and Trypanosoma brucei brucei (valinomycin IC50 0.0032 μM; staurosporine IC50 0.022 μM; butenolide IC50 31.77 μM). These results underscore the potential of marine actinomycetes to produce bioactive compounds as well as the re-evaluation of previously known compounds for novel anti-infective activities.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Peer2010,
  author    = {Peer, Markus},
  title     = {Sphingolipide - Analytik, Biosynthese und Funktion in der Arabidopsis thaliana Pathogenantwort},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55034},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Sphingolipide (SPL) sind wichtige und ubiquitar verbreitete Bestandteile von Biomembranen. Aufgrund der enormen Vielfalt, der komplexen Struktur und diverser physiko-chemischer Eigenschaften der Sphingolipide gestaltet sich die qualitative und quantitative Untersuchung der Sphingolipide allerdings schwierig. In dieser Arbeit konnten, basierend auf publizierten Methoden, analytische Verfahren entwickelt werden, mit deren Hilfe sich die Gehalte spezifischer Sphingolipide in A. thaliana quantitativ nachweisen lassen. Unter Einsatz eines targeted metabolite profiling-Ansatzes wurde die Rolle spezifischer Sphingolipide in der Pflanzen-Pathogen Interaktion charakterisiert. Infiltration von avirulenten P. syringae pv. tomato (Pst) in Bl{\"a}tter von A. thaliana f{\"u}hrte zu schnell und transient erh{\"o}hten Gehalten der freien Sphingobase Phytosphingosin (t18:0). Im Gegensatz zu avirulenten Pst kam es nach Infiltration von virulenten Pst zu einer schnellen R{\"u}ckkehr auf Basalniveau und nicht zu einer hypersensitiven Antwort (HR), was auf eine positiv regulatorische Rolle von t18:0 in Abwehrreaktionen von Pflanzen hinwies, z.B. bei der HR. Damit konnte in der vorliegenden Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Spiegel freier Sphingobasen der Pflanze, insbesondere von t18:0, in Antwort auf bakterielle Pathogene reguliert werden. Diese spezifische Regulation korreliert, in Abh{\"a}ngigkeit von der Pathogeninfektion, mit dem Verlauf der HR. Im Unterschied zu avirulenten St{\"a}mmen sind virulente Pst in der Lage, Abwehrreaktionen des Wirtsorganismus zu unterdr{\"u}cken. Daher tritt keine HR auf, welche die Ausbreitung des Pathogens stoppen k{\"o}nnte. Die unterschiedliche Beeinflussung der t18:0 Gehalte virulenter und avirulenter St{\"a}mme zeigte sich auch in Experimenten mit einem anderen P. syringae Stamm. Freie Sphingobasen zeigten in dieser Arbeit typische Merkmale von Signalmolekulen: geringe basale Spiegel, schnelle und transiente Gehaltsanderungen, pr{\"a}zise Regulation sowie spezifische Wirkeffekte. Sphingolipide stellen somit, neben den etwa durch PAMPs ausgel{\"o}sten und durch Phytohormone vermittelten, weitere Signalwege in der Pflanzen Pathogen Interaktion dar. Die Infiltration von Pst in Bl{\"a}tter der A. thaliana Mutante sbh1-1 f{\"u}hrte zu transient erh{\"o}hten d18:0 Spiegeln. In dieser Mutante ist die Funktion von einer der zwei Sphingobasen-Hydroxylasen gest{\"o}rt. Wie sich nach Totalhydrolyse zeigte, sind die Gesamtgehalte von t18:0 in der Mutante allerdings nicht reduziert. Dies spricht daf{\"u}r, dass der pathogenabh{\"a}ngige transiente Anstieg von t18:0 durch de novo Synthese aus d18:0 entsteht und nicht durch Freisetzung aus komplexen Sphingolipiden mittels spezifischer Lipasen. Somit ist die Hydroxylase SBH1 f{\"u}r den schnellen signalvermittelten Anstieg von t18:0 verantwortlich. Neben t18:0 l{\"o}sen auch strukturell {\"a}hnliche freie Sphingobasen, z.B. d18:1 und d18:0, Abwehrreaktionen und Zelltod aus, w{\"a}hrend andere Sphingobasen (d20:0 und d20:1) sowie Ceramide keine Reaktionen ausl{\"o}sten. Dies weist auch direkt auf die Spezifit{\"a}t der beteiligten Mechanismen hin.},
  subject      = {Sphingolipide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wehner2012,
  author    = {Wehner, Nora},
  title     = {Etablierung und Anwendung molekularer Methoden zur Analyse des Arabidopsis thaliana Transkriptionsfaktor-ORFeoms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72057},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Transkriptionsfaktoren (TF) sind wichtige Regulatoren der Genexpression. In Arabidopsis kodieren ca. 1500-2000 Gene f{\"u}r TF, von denen die Mehrheit bis heute nicht funktionell charakterisiert ist. Um die Aufkl{\"a}rung der TF-Funktionen weiter voranzutreiben, werden daher Analyse-Plattformen f{\"u}r Hochdurchsatzverfahren immer wichtiger. In den letzten Jahren sind umfangreiche Gateway® -kompatible ORF (open-reading-frame)-Kollektionen f{\"u}r Arabidopsis aufgebaut worden, die nun als n{\"u}tzliche Ressourcen f{\"u}r genetische Analysen zur Verf{\"u}gung stehen. Auf Grundlage dieser Kollektionen wurde in dieser Arbeit eine neue Screening-Plattform etabliert, mit der trans-regulatorische Eigenschaften von TF in einem Hochdurchsatzverfahren untersucht werden k{\"o}nnen. Ein Mikrotiterplatten-System f{\"u}r Protoplastentransformationen erlaubt die transiente Koexpression von 96 verschiedenen TF-Expressionsvektoren mit einem Promotor:Luciferase-Reporter der Wahl. Das Transaktivierungspotential jedes einzelnen TF kann {\"u}ber die Luciferaseaktivit{\"a}t bestimmt werden, indem emittierte Lumineszenz in einem Luminometer detektiert wird. Die Funktionalit{\"a}t des PTA (Protoplast Trans Activation)-Systems wurde anhand einer Transaktivierungsstudie der bereits gut charakterisierten Promotoren von RD29A und PDF1.2 und der ERF (Ethylene Response Factor)-TF-Familie {\"u}berpr{\"u}ft, wobei bekannte Bindungsspezifit{\"a}ten der TF best{\"a}tigt werden konnten. F{\"u}r das System wurde eine umfassende Arabidopsis TF-Kollektion aufgebaut. Ca. 950 verschiedene Gateway® -kompatible TF-Expressionsvektoren stehen f{\"u}r Screening-Ans{\"a}tze zur Verf{\"u}gung. F{\"u}r das PTA-System wurden verschiedene Anwendungen etabliert. Neben transaktivierenden, konnten beispielsweise auch repressive Eigenschaften von TF bestimmt werden. Dar{\"u}ber hinaus wurde gezeigt, dass es m{\"o}glich ist, (I) die Expression von Promotoren gezielt durch verschiedene Stimuli, wie Salz oder Pflanzenhormone zu modulieren, (II) Protein-Protein-Interaktionen zu bestimmen, sowie (III) den Einfluss von Signalmolek{\"u}len (wie z. B. Kinasen) auf ihre Aktivierungseigenschaften zu untersuchen. Das PTA-System wurde in verschiedenen Screening-Ans{\"a}tzen zur Identifizierung transkriptioneller Regulatoren pflanzlicher Stressantworten eingesetzt. In einer Analyse des Auxin-induzierbaren GH3.3-Promotors wurde dabei gezeigt, dass weit mehr bZIP-TF Einfluss auf die Auxin-vermittelte GH3.3-Expression haben, als bisher angenommen. Beispielsweise zeigten bZIP16 und bZIP68 ein h{\"o}heres Transaktivierungspotential, als die bisher beschriebenen bZIP-Regulatoren der GH3.3-Expression. In einem zweiten Ansatz wurde die koordinierte Regulation der Biosynthese von Tryptophan-abgeleiteten antimikrobiellen Sekund{\"a}rmetaboliten (Indol-Glukosinolate, Camalexin) untersucht. Dabei konnten ERF-TF der phylogenetischen Gruppen VIII und IX als potentielle Regulatoren mehrerer wichtiger Gene der Biosynthesewege identifiziert werden. Mit einem zus{\"a}tzlichen Screening-Ansatz der gesamten TF-Expressionsvektor-Kollektion und einem Markerpromotor des Camalexin-Biosynthesewegs wurden weitere potentielle Regulatoren identifiziert, von denen einige bereits in der Pathogenantwort beschrieben sind. In einem weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit wurde die von Weiste et al. (2007) etablierte Arabidopsis thaliana TF-ORF-{\"U}berexpressions-Kollektion (AtTORF-EX) erweitert. Mit Hilfe des daf{\"u}r entwickelten Hochdurchsatzverfahrens zur Generierung stabil transformierter Pflanzenlinien wurden neue {\"U}berexpressionssamen-Kollektionen hergestellt und anschließend in einem Screening-Ansatz auf erh{\"o}hte Toleranz gegen{\"u}ber oxidativem Stress getestet, wobei die Chemikalie Paraquat als oxidativer Stress-Geber eingesetzt wurde. Die TF bZIP1 und OBP1 konnten dabei als Resistenz-vermittelnd identifiziert werden. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit mit Hilfe beider Systeme neue potentielle Regulatoren pflanzlicher Stressantworten identifiziert.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Haddad2011,
  author    = {Haddad, Dana},
  title     = {Design of oncolytic viruses for the imaging and treatment of cancer: The vaccinia construct GLV-1h153 carrying the human sodium iodide symporter},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56441},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Therapien mittels replikations-kompetenter onkolytischer Viren zeigten bereits vielversprechende Erfolge in klinischen Studien zur Bek{\"a}mpfung verschiedener Krebserkrankungen. Die Viren sind in der Lage, sich pr{\"a}ferentiell und selektiv in Krebszellen zu vermehren, wodurch das Tumorgewebe durch Zelllyse zerst{\"o}rt, das gesunde Gewebe jedoch nicht gesch{\"a}digt wird. Biopsien sind zurzeit der Gold-Standard zur {\"U}berwachung onkolytischer Virus Therapien. In der pr{\"a}klinischen und fr{\"u}hen klinischen Phasen ist dies auch durchf{\"u}hrbar, doch f{\"u}r weitere Studien am Menschen werden Methoden ben{\"o}tigt, die eine nicht-invasive {\"U}berwachung der Therapie erm{\"o}glichen. Das Nachverfolgen der Viren k{\"o}nnte Klinikern die M{\"o}glichkeit geben, die Verteilung der Viren im K{\"o}rper nachzuverfolgen, die Effizienz und therapeutische Effekte zu korrelieren bzw. die m{\"o}gliche virale Toxizit{\"a}t zu {\"u}berwachen. Im Fokus dieser Arbeit stand die Konstruktion und das Austesten des VACV Stamms GLV-1h153, welches das Gen f{\"u}r den humanen Natrium-Iodid-Symporter (hNIS) kodiert, das als Reportergen f{\"u}r nicht-invasive bildgebende Nachverfolgung der Viren diente. Demzufolge diente das hier vorgestellte Projekt der Entwicklung von Bildgebungsverfahren, die in der onkolytischen Virustherapie eingesetzt werden k{\"o}nnen. Weiterhin sollte als weitere Strategie zur Krebsbek{\"a}mpfung die M{\"o}glichkeit untersucht werden, mit Unterst{\"u}tzung der Viren eine gezielte Radiotherapie durchzuf{\"u}hren. Bei hNIS handelt es sich um ein intrinsisches Membranprotein welches den aktiven Transport und die Anreicherung von Iodid in Schilddr{\"u}senzellen und einigen anderen Geweben vermittelt. Zudem wird das Gen, neben einigen anderen humanen Genen, bereits in pr{\"a}klinischen Studien als Reportergen verwendet und wurde in klinischen Studien bereits zur Darstellung von Viren in Prostata-Krebspatienten benutzt. Der Transfer des hNIS-kodierenden Gens mittels viraler Vektoren k{\"o}nnte es erm{\"o}glichen, dass infizierte Tumorzellen Tr{\"a}ger-freie Radionuklidproben wie z.B. Iodid-124 (124I), Iodid-131 (131I), und 99m-Technecium Pertechtenate (99mTcO4), anreichern, welche schon lange f{\"u}r die Verwendung am Menschen zugelassen sind. Weitere Vorteile bei der Verwendung von hNIS als Reportergen humanen Ursprungs sind zum einen seine minimale Immunogenit{\"a}t und zum anderen die intrazellul{\"a}re Signalamplifikation durch die Transportfunktion des Systems. Der Stamm GLV1h153 wurde in der Pankreas-Adenokarzinom Zelllinie PANC-1 getestet. GLV-1h153 konnte diese Zellen infizieren, sich in ihnen replizieren und sie in Zellkultur schließlich ebenso effizient abt{\"o}ten wie GLV-1h68. Zudem wurde eine Dosis-abh{\"a}ngige Expression von hNIS in infizierten Zellen nachgewiesen. Immunfluoreszenzanalysen best{\"a}tigten den erfolgreichen Transport des Proteins an die Zellmembran bevor die Zelllyse stattfand, was die Zeit- und Dosis-abh{\"a}ngigen Aufnahme von 131I verst{\"a}rkte. In vivo war GLV-1h153, ebenso wie GLV-1h68, sicher und f{\"u}hrte zu einer effektiven Regression der Pankreasxenograft Tumoren. Die Infektion des Tumors wurde weiterhin durch optische Bildgebung und histologische Untersuchungen best{\"a}tigt. GLV-1h153 erm{\"o}glichte weiterhin die Bildgebung von Viren in Tumoren mittels 124I-abh{\"a}ngiger Positronen-Emissions-Tomographie (PET) sowie 99m-Technecium Pertechnat-abh{\"a}ngiger (99mTcO4) Gamma Szintigraphie. Die Darstellung konnte sowohl mit intratumoral, wie auch mit intraven{\"o}s applizierten Viren erfolgen, war quantitativ, und die Radiotracer konnten bis zu 24 bzw. sogar 48 h nach deren Injektion nachgewiesen werden. Die quantitative Analyse der Radionuklidaufnahme aus PET-Bildgebungsdaten korrelierte mit den Daten der Bioverteilungsdaten aus isolierten Gewebn. Autoradiographische Untersuchungen von GLV-1h153 infizierten Tumoren zeigten, dass das Vorhandensein von Viren (visualisiert durch die viral vermittelte GFP Expression), lebendes Gewebe und ausreichender Blutfluss ben{\"o}tigt werden, um die Aufnahme des Radiotracers in den Tumor zu erh{\"o}hen. Dosimetrische Analysen infizierter Tumoren zeigten das Potential f{\"u}r eine systemisch applizierte Radiotherapie des Tumors auf. So f{\"u}hrte eine Kombination aus GLV-1h153 mit 131I-Behandlung zu geringf{\"u}gig besseren therapeutischen Erfolgen, als eine alleinige Therapie mit GLV-1h153. Zusammengefasst, ist GLV-1h153 demnach ein vielversprechender Kandidat zur Behandlung von Bauchspeicheldr{\"u}senkrebs und zur nichtinvasiven Bildgebung der viralen Therapie. Die Ergebnisse untermauern die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen und Entwicklungen in der Langzeitverfolgung viraler Therapien sowie synergistischer Effekte einer Radioiod-Kombinationstherapie mit dieser neuen therapeutischen und bildgebenden Substanzklasse.},
  subject      = {Onkolyse},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kuhlmann2009,
  author    = {Kuhlmann, Franziska},
  title     = {The influence of ultraviolet radiation on plant-insect interactions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39608},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Plants must respond to multiple stimuli in a natural environment. Therefore they need the ability to rapidly reorganise and specifically build up appropriate metabolites to adapt to their environment. Abiotic cues, such as ambient solar radiation, influence the next trophic level directly, but also an altered plant composition triggered by these environmental cues can have an effect on the behaviour of herbivores. The aim of this study was to test effects of the important ultraviolet (UV) radiation on plants and on plant-insect interactions using multi-level investigations. The focus was on the conduction of controlled experiments with broccoli plants in highly engineered greenhouses covered with innovative materials, which only differed in their UV-B transmission. For the first time in this controlled environment the plant-mediated UV-B effects on phloem-feeding aphids were studied. Broccoli plants (Brassica oleracea L. convar. botrytis, Brassicaceae) were under filter tents either exposed to (inclusion, +UV) or not exposed to (exclusion, -UV) UV-A / UV-B radiation. In greenhouses covered with new, innovative materials transmitting high (80\%), medium (23\%) or low (4\%) levels of ambient solar UV-B radiation, in particular the influence of UV-B radiation on broccoli was examined. Plants respond highly specific to environmental stimuli such as UV-B radiation and herbivory. UV-B radiation has a strong impact on the plants' architecture and flavonoid contents, which can in turn influence plant-insect interactions. Phloem-feeding aphids can be negatively affected by UV-B mediated plant changes. However, a direct effect of UV radiation on the behaviour of herbivores is also evident. Mainly the number, composition and quality of herbivorous species as well as an exceeding of a certain infestation threshold determine the mode of plant changes. In conclusion, UV-B radiation has the potential to harden plants against herbivores and simultaneously increases the concentrations of valuable secondary metabolites for human nutrition in important crop species such as broccoli.},
  subject      = {ultraviolette Strahlung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Arand2010,
  author    = {Arand, Katja},
  title     = {Charakterisierung hydrophiler Permeationswege in der pflanzlichen Kutikula anhand der Permeationseigenschaften ionischer Aminos{\"a}uren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49954},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Um sich vor dem Austrocknen zu sch{\"u}tzen, haben Pflanzen eine Transpirationsbarriere entwickelt, die als Membran alle prim{\"a}ren, oberirdischen Pflanzenteile {\"u}berzieht. Diese so genannte Kutikula besteht haupts{\"a}chlich aus den lipophilen Komponenten Kutin und Wachs und reduziert so effektiv den Verlust von Wasser und wasserl{\"o}slichen N{\"a}hrstoffen aus dem Blattinneren. Trotzdem ist sie nicht vollst{\"a}ndig undurchl{\"a}ssig, und so k{\"o}nnen Wasser und gel{\"o}ste Substanzen wie organische und anorganische N{\"a}hrstoffe, Pestizide oder Umweltchemikalien die Kutikula in beiden Richtungen permeieren. Dabei ist offensichtlich, dass die zu Grunde liegenden Transportmechanismen den Ern{\"a}hrungszustand der Pflanzen, die Effizienz von Pestiziden und die Wirkung von Umweltchemikalien beeinflussen. Ein genaues Verst{\"a}ndnis der Transportprozesse auf denen die kutikul{\"a}re Permeation basiert, kann helfen die Wirkweise von blattapplizierten D{\"u}nge- und Pflanzenschutzmitteln zu optimieren, indem gezielt Wirk- oder Zusatzstoffe modelliert werden k{\"o}nnen, welche die Aufnahme steigern. In der vorliegenden Arbeit sollte deshalb der Einfluss physiko-chemischer Eigenschaften von hydrophilen Verbindungen auf die kutikul{\"a}re Permeation untersucht werden. Nicht zuletzt wegen ihrer strukturellen {\"A}hnlichkeit mit den blattapplizierten Herbiziden Glufosinat und Glyphosat wurden Aminos{\"a}uren als Modellsubstenzen ausgew{\"a}hlt. Die verwendeten Aminos{\"a}uren sind gut wasserl{\"o}slich, wobei alle Oktanol/Wasser Verteilungskoeffizienten kleiner als 1 sind. Zus{\"a}tzlich liegen alle Aminos{\"a}uren in gel{\"o}ster Form als Ionen vor, was zu einer Hydratisierung der Molek{\"u}le f{\"u}hrt. Es wird spekuliert, dass hydratisierte Molek{\"u}le keinen Zugang zur lipophilen Phase der Kutikula haben. Welche Rolle die Hydrath{\"u}lle bei der Permeation tats{\"a}chlich spielt, ist allerdings noch unklar. Viele Aktivwirkstoffe liegen nur unter ganz bestimmten Bedingungen in geladener Form vor, w{\"a}hrend die Richtung der kontinuierlichen Nettoladung der Aminos{\"a}uren durch den pH Wert modifiziert wird. Damit kann der Einfluss verschiedener Ladungszust{\"a}nde auf die kutikul{\"a}re Permeation unter Verwendung eines einheitlichen Sets von Modellsubstanzen untersucht werden. Unter nat{\"u}rlichen Bedingungen sind Aminos{\"a}uren unter anderem auf Blattoberfl{\"a}chen zu finden, wo sie blattassoziierten Mikroorganismen eine profitable Nahrungsquelle bieten. Ob {\"a}ußere Faktoren f{\"u}r die Deposition dieser Recourcen verantwortlich sind, oder ob der Ursprung innerhalb des Blattgewebes liegt, wird kontrovers diskutiert. Die Sorption von Aminos{\"a}uren in isolierte Kutikularmembranen ist sehr gering, und korreliert - anders als bei lipophilen Substanzen - nicht mit dem Oktanol/Wasser Verteilungskoeffizienten. Das zeigt, dass der Verteilung von lipophilen und hydrophilen Substanzen innerhalb der Kutikula verschiedene Mechanismen zu Grunde liegen. Unter einer gegebenen Bedingung werden die kutikul{\"a}ren Leitwerte der Aminos{\"a}uren negativ vom Molvolumen beeinflusst. Zudem {\"u}bersteigt die L{\"a}nge des Permeationswegs die eigentliche Dicke der Membran um ein Vielfaches. Diese Zusammenh{\"a}nge kennzeichnen eine gehinderte Diffusion innerhalb einer engporigen und weit verzweigten Umgebung. Eine {\"A}nderung des pH Wertes wirkt sich in unterschiedlicher Form auf die Leitwerte von Wasser und Aminos{\"a}uren aus. Mit steigendem pH Wert erh{\"o}ht sich die Wasserpermeabilit{\"a}t isolierter Kutikularmembranen, was durch eine zunehmende, messbare Wassersorption in die Kutikula erkl{\"a}rt werden kann. Eine pH abh{\"a}ngige Dissoziation funktioneller Gruppen bewirkt eine Schwellung des polaren Weges, weshalb auch f{\"u}r die anionischen Aminos{\"a}uren bei pH 11 die h{\"o}chsten Leitwerte gemessen wurden. Die zwitterionischen Aminos{\"a}uren bei pH 6 wiesen hingegen die geringsten Leitwerte auf, was im Widerspruch zu der Beobachtung steht, dass bei pH 1 die geringste Wassersorption in die Kutikula stattfindet. Eine Erkl{\"a}rung hierf{\"u}r liefern die Hydrath{\"u}llen, die bei den zwitterionischen Aminos{\"a}uren am st{\"a}rksten und bei den anionischen Species am geringsten ausgepr{\"a}gt sind. Eine negative Korrelation aller gemessenen Aminos{\"a}ureleitwerte mit den entsprechenden hydratisierten Molvolumen zeigt eindeutig, dass die Hydrath{\"u}lle eine wichtige Gr{\"o}ße f{\"u}r die Permeation durch die Kutikula darstellt. Dabei nimmt der Leitwert einer hydrophilen Substanz mit definiertem Molvolumen mit kleiner werdender Hydrath{\"u}lle zu. Intakte Bl{\"a}tter wurden in fl{\"u}ssiges Wasser als Rezeptorl{\"o}sung getaucht, um steady-state Bedingungen aufrecht zu erhalten. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Permeabilit{\"a}ten von intakten Kutikularmembranen, die anhand der nat{\"u}rlichen Aminos{\"a}urekonzentration innerhalb der Bl{\"a}tter bestimmt wurden, in derselben Gr{\"o}ßenordnung liegen, wie die f{\"u}r isolierte Membranen gemessenen. Außerdem konnte ein Vergleich der Flussraten auf der Ober- und Unterseite der Bl{\"a}tter zeigen, dass die stomat{\"a}ren Poren nicht direkt in den Leachingprozess involviert sind.},
  subject      = {Permeation},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Demir2010,
  author    = {Demir, Fatih},
  title     = {Lipid rafts in Arabidopsis thaliana leaves},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53223},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Arabidopsis thaliana (A.th.) mesophyll cells play a pivotal role in the regulation of the drought stress response. The signaling \& transport components involved in drought stress regulation within lipid rafts of the plasma membrane were investigated by DRM isolation from highly purified plasma membranes. Detergent treatment with Brij-98 and Triton X-100 resulted in a total of 246 DRM proteins which were identified by nano HPLC-MS/MS. The majority of these proteins could be isolated by Triton X-100 treatment (78.5 \%) which remains the "golden" standard for the isolation of DRMs. Comparing in-gel and in-solution digestion approaches disclosed additional protein identifications for each method but the in-gel approach clearly delivered the majority of the identified proteins (81.8 \%). Functionally, a clear bias on signaling proteins was visible - almost 1/3 of the detected DRM proteins belonged to the group of kinases, phosphatases and other signaling proteins. Especially leucine-rich repeat receptor-like protein kinases and calcium-dependent protein kinases were present in Brij-98 \& Triton X-100 DRMs, for instance the calcium-dependent protein kinase CPK21. Another prominent member of DRMs was the protein phosphatase 2C 56, ABI1, which is a key regulator of the ABA-mediated drought stress response in A.th. The lipid raft localization of the identified DRM proteins was confirmed by sterol-depletion with the chemical drug MCD. Proteins which depend upon a sterol-rich environment are depleted from DRMs by MCD application. Especially signaling proteins exhibited a strong sterol-dependency. They represented the vast majority (41.5 \%) among the Triton X-100 DRM proteins which were no longer detected following MCD treatment. AtRem 1.2 \& 1.3 could be shown to be sterol-dependent in mesophyll cells as well as two CPKs (CPK10 \& CPK21) and the protein phosphatase ABI1. AtRem 1.2 \& 1.3 could be proven to represent ideal plant lipid raft marker proteins due to their strong presence in Triton X-100 DRMs and dependency upon a sterol-rich environment. When fluorescence labeled AtRem 1.2 \& 1.3 were transiently expressed in A.th. leaves, they localized to small, patchy structures at the plasma membrane. CPK21 was an intrinsic member of Triton X-100 DRMs and displayed extreme susceptibility to sterol-depletion by MCD in immunological and proteomic assays. Calcium-dependent protein kinases (CPKs) have already been studied to be involved in drought stress regulation, for instance at the regulation of S-type anion channels in guard cells. Hence, further transient expression studies with the anion channel SLAH3, protein kinase CPK21 and its counterpart, protein phosphatase ABI1 were performed in Nicotiana benthamiana. Transient co-expression of CPK21 and the anion channel SLAH3, a highly mesophyll- specific homologue of the guard cell anion channel SLAC1, resulted in a combined, sterol-dependent localization of both proteins in DRMs. Supplementary co-expression of the counterpart protein phosphatase ABI1 induced dislocation of SLAH3 from DRMs, probably by inactivation of the protein kinase CPK21. CPK21 is known to regulate the anion channel SLAH3 by phosphorylation. ABI1 dephosphorylates CPK21 thus leading to deactivation and dislocation of SLAH3 from DRMs. All this regulative events are taking place in DRMs of A.th. mesophyll cells. This study presents the first evidence for a lipid raft-resident protein complex combining signaling and transport functions in A.th. Future perspectives for lipid raft research might target investigations on the lipid raft localization of candidate DRM proteins under presence of abiotic and biotic stress factors. For instance, which alterations in the DRM protein composition are detectable upon exogenous application of the plant hormone ABA? Quantitative proteomics approaches will surely increase our knowledge of the post-transcriptional regulation of gene activity under drought stress conditions.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Looser2010,
  author    = {Looser, Jens},
  title     = {Funktionelle Analyse der Photoaktivierten Adenylatzyklase (PAC) aus Euglena gracilis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48283},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Photoaktivierte Adenylatzyklase PAC ist in E. gracilis an der Phototaxis beteiligt und besteht aus den zwei unterschiedlich großen Proteinen PACalpha und PACbeta. Beide besitzen jeweils zwei FAD bindende (BLUF) Dom{\"a}nen F1 und F2 sowie zwei Zyklasedom{\"a}nen C1 und C2. An den Zyklasedom{\"a}nen findet die Umsetzung von ATP in cAMP statt und die BLUF-Dom{\"a}nen werden f{\"u}r die Lichtaktivierung ben{\"o}tigt. F{\"u}r diese Arbeit wurde PAC und Mutanten davon heterolog in Oocyten von Xenopus laevis exprimiert. PAC besitzt bereits im Dunkeln Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t, die durch Belichtung erh{\"o}ht werden kann. Die Zunahme der Aktivit{\"a}t erfolgt mit einer Zeitkonstante von unter 100 ms, die Abnahme nach der Belichtung hat eine Zeitkonstante im Bereich von 10ms. Das f{\"u}r die katalytische Umsetzung in allen Klasse III Nukleotidzyklasen ben{\"o}tigte Dimer zweier Zyklasedom{\"a}nen ist in PAC das Dimer aus C1 und C2. Durch Messungen mit PAC-Mutanten, bei denen jeweils eine Zyklasedom{\"a}ne defekt war, konnte gezeigt werden, dass diese Dimerisierung in PACalpha intermolekular auftritt. Ebenso wurde gezeigt, dass ein solches Dimer aus Zyklasedom{\"a}nen von PACalpha und PACbeta bestehen kann. Der Austausch der Zyklasedom{\"a}nen von PACalpha durch Zyklasedom{\"a}nen der Guanylatzyklasen GCY35 und GCY36 aus C. elegans f{\"u}hrte zu einem Verlust der Zyklaseaktivit{\"a}t. Die Proteine wurden aber zumindest teilweise korrekt gefaltet, was durch Dimerbildung mit Knockoutmutanten von PAC in Koexpressionsexperimenten gezeigt werden konnte. Die Fusionsproteine aus PACalpha und den CNG-Kan{\"a}len CNGA2 und OLF f{\"u}hrten in Oocyten zu einer deutlich geringeren Leitwert{\"a}nderung als eine Expression der Einzelproteine. Sowohl bei einer N-terminalen Fusion des Kanals an PAC als auch bei der C-terminalen Fusion war es jeweils der Kanal, der im Fusionsprotein stark gehemmt war. Eine Deletion des C-Terminus von PACalpha f{\"u}hrte zu einem nicht funktionsf{\"a}higen Protein, das auch in Koexpression mit PAC-Knockoutmutanten keine messbare Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t zeigte. Wurde die F2-Dom{\"a}ne deletiert, so verlor PAC ebenfalls seine Zyklaseaktivit{\"a}t vollst{\"a}ndig. Die C1-Dom{\"a}ne war aber korrekt gefaltet, was durch eine Koexpression mit PAC-Mutanten gezeigt werden konnte, die in einer ihrer Zyklasedom{\"a}nen defekt waren. Beide Chim{\"a}ren aus PACalpha und PACbeta besaßen Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Diese war bei der Chim{\"a}re mit dem C-terminalen Teil von PACalpha deutlich h{\"o}her als bei der Chim{\"a}re mit dem C-terminalen Teil von PACbeta, was darauf hindeutet, dass im C-terminalen Teil von PAC der Grund f{\"u}r den Aktivit{\"a}tsunterschied zwischen PACalpha und PACbeta liegt. F{\"u}r die Ver{\"a}nderung der Substratspezifit{\"a}t von einer Adenylat- zu einer Guanylatzyklase waren Mutationen an mindestens drei Aminos{\"a}uren erforderlich. Die ebenfalls hergestellten Einzel- und Doppelmutanten verhielten sich wie der Wildtyp oder hatten eine deutlich eingeschr{\"a}nkte Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Bei der Tripelmutante PACalpha K250E T319G S329Y war Guanylatzyklaseaktivit{\"a}t nachweisbar, die aber geringer war als die noch vorhandene Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Die Quadrupelmutante PACalpha K250E D317K T319G S329Y zeigte ebenfalls lichtinduzierbare Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t, die ca. 0,3\% der Aktivit{\"a}t der Wildtyp-PACalpha entsprach. Die Guanylatzyklaseaktivit{\"a}t dieser Mutante war ca. dreifach h{\"o}her als deren Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Somit konnte gezeigt werden, dass sich durch die Mutation weniger einzelner Aminos{\"a}uren die Substratspezifit{\"a}t von PAC von ATP nach GTP verschieben l{\"a}sst.},
  subject      = {Euglena gracilis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stingl2011,
  author    = {Stingl, Nadja},
  title     = {Regulation der Jasmonatbiosynthese durch Lipasen in Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56393},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Lipasen regulieren die Biosynthese von Jasmonaten, die eine elementare Signalfunktion bei der Entwicklung von Pflanzen und der Abwehr von Pathogenen haben. Entsprechend dem klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway" dienen die aus Galaktolipiden freigesetzten Fetts{\"a}uren α-18:3 und 16:3 als Substrate der Jasmons{\"a}ure (JA)-Synthese. In den letzen zehn Jahren wurden jedoch die Intermediate der JA-Biosynthese 12-Oxo-Phytodiens{\"a}ure (OPDA, ausgehend von α-18:3) und Dinor-12-Oxo-Phytodiens{\"a}ure (dnOPDA, ausgehend von 16:3) verestert in Galaktolipiden der Art Arabidopsis thaliana nachgewiesen. Die Biosynthese und die m{\"o}giche Speicherfunktion dieser komplexen, als Arabidopside bezeichneten, Lipide war jedoch noch unklar. In der Literatur wird ein alternativer Syntheseweg postuliert, in dem analog zum klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway" die Biosynthese von veresterter OPDA/dnOPDA ausgehend von veresterter α-18:3/16:3 vollst{\"a}ndig in Galaktolipiden der Pastidenmembran stattfindet. Nach Freisetzung von OPDA/dnOPDA durch eine Lipase k{\"o}nnten OPDA/dnOPDA dann als Intermediate in die JA-Biosynthese einfliessen. Sowohl im klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway" als auch im postulierten alternativen Syntheseweg ist die Aktivit{\"a}t von Lipasen von essentieller Bedeutung f{\"u}r die JA-Biosynthese. F{\"u}r zwei plastid{\"a}re sn1-spezifische Acyl-Hydrolasen, DEFECTIVE IN ANTHER DEHISCENCE1 (DAD1) und DONGLE (DGL), wurde eine zentrale Funktion innerhalb der Jasmonat-Biosynthese in Bl{\"a}ttern von A. thaliana beschrieben. Dem zufolge ist DGL f{\"u}r die basalen und die fr{\"u}hen wundinduzierten JA-Gehalte und DAD1 f{\"u}r die Aufrechterhaltung der erh{\"o}hten JA-Konzentrationen in der sp{\"a}teren Verwundungsantwort verantwortlich. In der vorliegenden Arbeit wiesen drei unabh{\"a}ngige DGL-RNAi-Linien sowie DAD1-Knock-out-Mutanten sowohl unter basalen Bedingungen als auch zu fr{\"u}hen Zeitpunkten nach Verwundung sowie nach Infektion mit dem Bakterienstamm P. syringae DC3000 (avrRPM1) mit dem Wildtyp vergleichbare Konzentrationen an OPDA/JA auf. Dies steht im klaren Widerspruch zu den publizierten Daten. Die Beteiligung von DAD1 an der OPDA/JA-Biosynthese zu sp{\"a}ten Zeitpunkten nach Verwundung konnte jedoch best{\"a}tigt werden. Ferner konnte eine dramatische {\"U}ber-Akkumulation von Arabidopsiden in DAD1-defizienten Mutanten nach Verwundung nachgewiesen werden, was auf eine Beteiligung von DAD1 bei der Freisetzung von membrangebundener OPDA/dnOPDA hinweist. Die Analyse der Einzelmutanten 16 weiterer plastid{\"a}rer Lipasen unter basalen Bedingungen, nach Verwundung und nach Infektion mit P. syringae DC3000 (avrRPM1) zeigte, dass keine der analysierten Mutanten eine essentielle Rolle in der JA-Biosynthese spielt. Jedoch wiesen Mutanten der sn1-spezifischen Lipasen AtPLA1-Iγ1 (At1g06800) signifikant niedrigere Konzentrationen an dnOPDA, OPDA und JA nach Verwundung auf, was eine indirekte Beteiligung an der JA-Biosynthese vermuten l{\"a}sst. Blattgewebe einer Quadrupel-Mutanten, welche defizient in vier DAD1-{\"a}hnlichen Lipasen (AtPLA1-Iβ2, AtPLA1-Iγ1, AtPLA1-Iγ2, AtPLA1-Iγ3) ist, wies nach Verwundung mit der AtPLA1-Iγ1-Mutante vergleichbar niedrige Gehalte an dnOPDA, OPDA sowie JA auf. Da stets in sn2-Position vorliegende 16:3/dnOPDA ebenfalls Substrat der JA-Biosynthese sein kann, m{\"u}ssen zus{\"a}tzlich zu DAD1 und AtPLA1-Iγ1 noch weitere nicht identifizierte sn1- und sn2-spezifische Acyl-Hydrolasen an der JA-Biosynthese nach Verwundung und Pathogeninfektion beteiligt sein. Dies bedeutet, dass entgegen der in der Literatur vertretenen Meinung, nicht eine sondern mehrere Lipasen in redundanter Weise die Biosynthese von Jasmonaten regulieren. Zur Aufkl{\"a}rung der Biosynthese und m{\"o}glichen Speicherfunktion der ausschließlich in Arabidopsis vorkommenden Arabidopside wurden A. thaliana Keimlinge mit D5-Linolens{\"a}ure-Ethylester inkubiert, um eine D5-Markierung der komplexen Lipide zu erzielen. Durch einen anschließenden Stressstimulus mittels Zugabe von Silbernitrat wurde die Jasmonat-Synthese induziert. Die vergleichende Analyse der Markierungsgrade der komplexen Membranlipide MGDG, DGDG, PC sowie der freien OPDA und JA vor und nach Zugabe des Silbernitrats zeigte, eine hohe {\"U}bereinstimmung der Markierungsgrade der komplexen Membranlipide 18:3-18:3-MGDG, 18:3-OPDA-MGDG, Arabidopsid B (MGDG-OPDA-OPDA) und Arabidopsid G (OPDA-MGDG-OPDA-OPDA) vor der Silbernitratbehandlung mit denjenigen der durch Silbernitratbehandlung neu gebildeten OPDA/JA. Dagegen wird die hochmarkierte freie Linolens{\"a}ure nicht direkt zu freier OPDA umgesetzt. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass 18:3-OPDA-MGDG, Arabidopsid B und Arabidopsid G direkte Vorstufen von freier OPDA sein k{\"o}nnen. Damit {\"u}bereinstimmend konnte gezeigt werden, dass nach Silbernitratstress die Spiege der Vorstufe 18:3-18:3-MGDG abnehmen und zeitgleich die entsprechenden unmittelbaren Metabolite 18:3-OPDA-MGDG, Arabidopsid B und Arabidopsid G akkumulieren.},
  subject      = {Lipasen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Naseem2009,
  author    = {Naseem, Muhammad},
  title     = {Role of cytokinins in plant immunity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37555},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Phytohormone spielen eine zentrale Rolle in der Regelung normalen Wachstums, der Entwicklung und der Mitwirkung an Abwehrmechanismen in Pflanzen. Allgemein betrachtet k{\"o}nnen Phytohormone in zwei Klassen unterteilt werden - in solche, die in Beziehung zu Stressreaktionen stehen und in jene, die das Wachstum beg{\"u}nstigen. Salizyls{\"a}ure, und Jasmons{\"a}ure sind in erster Linie an der Stressresonanz, Ethylen, Auxine, Cytokinine (CKs) und Gibberilline an Entwicklungsprozessen beteiligt. In den letzten Jahrzehnten wurde den Phytohormonen aus diesem Betrachtungswinkel starke Aufmerksamkeit gewidmet und heute stehen ihre wechselseitigen Beeinflussungen im Fokus. Die Tatsache, dass Pflanzenpathogene ein hormonelles Ungleichgewicht an der Wirtspflanzen-Pathogen Schnittstelle bedingen und es begleitend zu physiologischen Ver{\"a}nderungen kommt, wird dabei als Werkzeug f{\"u}r Erforschungen in Pflanzengeweben genutzt. Abgesehen von der bekannten Bedeutung, die Cytokinine f{\"u}r Wachstum und Entwicklung haben, sind sie bisher am meisten vernachl{\"a}ssigt worden und eher als Konsequenz denn als Grund von Pathogeninfektionen angesehen worden. Die Ergebnisse dieser Arbeit basieren auf der Hyphothese, dass erh{\"o}hte Gehalte an CKs die Pflanzen mit einer Resistenz gegen hemibiotrophe Pathogene ausstatten. In diesem Zusammenhang wurden transgenetische Pflanzen untersucht, in welchen das bakterielle Gen IPT {\"u}berexpremiert wurde. Kontrolliert wurde die Expression durch einen pathogen-induzierbaren, einen tetracyclin-induzierbaren oder durch einen wachstumsabh{\"a}ngigen Promotor. F{\"u}r die weitere Validierung der an den transgenetischen Pflanzen gewonnenen Ergebnisse wurden unterschiedliche Cytokinin von abgeschnittenen Tabakbl{\"a}tter aufgenommen. Alle transgenetischen Ans{\"a}tze und exogen applizierten Cytokiningaben zeigten {\"a}hnliche verringerte Krankheitsanzeichen. Diese Art der Resistenz wurde im Weiteren mit verschiedenen zellul{\"a}ren, biochemischen, mikrobiellen Techniken sowie durch Signalwirkungstests fundiert. Die Gehalte von SA und JA blieben unver{\"a}ndert, w{\"a}hrend die Expression des Gens PR1 in Proben mit erh{\"o}htem Cytokiningehalt stark hoch reguliert wurde. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine verringerte Akkumulation von ROS in IPT exprimierenden Bl{\"a}ttern gegen{\"u}ber der entsprechende Kontrolle beobachtet wurden. Zus{\"a}tzlich konnte weder ein direkter Effekt im Wachstum von P. syringae pv. tabaci noch die Pr{\"a}senz von antimikrobiellen Peptiden in Cytokinin-angereicherten Extrakten festgestellt werden. Interessanterweise ist die verst{\"a}rkte Akkumulation von Phytoalexinen bei erh{\"o}htem CKs-Status der Pflanze als ein m{\"o}gliches Anzeichen f{\"u}r die Gef{\"a}hrdung durch die Ausbreitung von Pathogenen belegt. Im Gegensatz dazu konnten wir keine Wachstumsverlangsamung f{\"u}r Sclerotinia sclerotiorum in Bl{\"a}ttern mit erh{\"o}hten CKs-Gehalten feststellen. Neben der Wirt-Pathogen Interaktion im Hinblick auf erh{\"o}hte CK-Gehalte wurden die Auswirkungen eines modulierten Kohlenstoffhaushalts auf das Wachstum von Pathogenen untersucht. Daf{\"u}r wurden zuvor generierte transgenetische Tabakpflanzen, basierend auf ein regulierbarem Invertase Enzym verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass induzierte und nicht-induzierte Expression von CIN1 unter der Kontrolle des Tet-Promotors das Wachstum von P. syringae pv. tabaci nicht beeinflusst. Dar{\"u}ber hinaus zeigten Linien, welche den Invertaseinhibitor NtCIF unter Kontrolle desselben Tet-Promotors exprimieren, keine differenzielle Ver{\"a}nderung des Wachstums von P. syringae pv. tabaci bei induziertem und nicht-induziertem Status der Pflanze. {\"A}hnlich waren die Resultate in der transgenetischen Tomaten-Linie Lin6::NtCIF f{\"u}r P.syringae pv. tomato DC 3000. Interessanterweise zeigten die Bl{\"a}tter von Lin6::NtCIF Tomatenpflanzen starke Symptome nach Behandlung mit Botrytis cinerea verglichen zum Wildtyp. Eine m{\"o}gliche Verbindung zwischen Cytokininen und Zuckermetabolismus im Bezug auf die Wirt-Pathogen Beziehung wurde ebenfalls untersucht. Die Expression des IPT-Gens unter der Kontrolle des pathogeninduzierbaren Promotors (4xJERE::IPT) im transgenetischen Hintergrund von Tet::CIN1 ergab lokale Unterschiede in der Entwicklung der Symptom von P. syringae pv. tabaci. Bei exogen appliziertem Kinetin an abgeschnittenen Tabakbl{\"a}ttern von Tet::CIN1 verz{\"o}gerte sich ebenfalls das Wachstum von P. syringae pv. Tabaci im Vergleich zu Tet-induzierten Bl{\"a}ttern. Diese Ergebnisse f{\"u}hren zu der Schlussfolgerung, dass die extrazellul{\"a}re Invertase keine essentielle Rolle in der Cytokinin-vermittelten Resistenz gegen hemibiotrophe Pathogene spielt.},
  subject      = {Pflanzenhormon},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Winter2010,
  author    = {Winter, Thorsten Ralf},
  title     = {Induced indirect defense in soybean and maize: Effects of ultraviolet radiation, nitrogen availability and heavy metal stress},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54145},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Plants exposed to herbivory may defend themselves by attracting the "enemies of their enemies", a phenomenon called induced indirect defense (IID). In this process, the de novo production and emission of volatile organic compounds (VOC) by the affected plant is activated via a jasmonic acid (JA) dependent signaling cascade. VOC can be very specific for the inducing herbivore as well as for the emitting plant. Carnivores as predatory mites and parasitoid wasps use these substances as prey- or host-finding cues. If the herbivore is parasitized successfully, its development is slowed and thus the damage of the plant is decreased. Additional abiotic stress may modulate the plant's ability to produce and/or emit herbivore induced VOC. Ultraviolet (UV) radiation can have multiple physiological effects on plants, amongst others the activation of the expression of genes that are also activated during anti-herbivore defense. To investigate UV effects, foils with different UV transmittance were used to manipulate ambient solar radiation. One foil was permeable for the whole solar spectrum including UV radiation whereas the other excluded radiation below a wavelength of 400 nm. Soybean exposed to UV increased concentrations of isorhamnetin- and quercetin-based flavonoids as effective photo-protective compounds in the leaves and showed a reduced growth compared to plants exposed to ambient radiation lacking UV. The altered chemical composition of the leaves had no effect on food choice and performance of herbivorous Spodoptera frugiperda larvae. Photo-protection by flavonoids seems to be efficient to prevent further UV effects on IID as plants of both treatments emitted the same blend of induced VOC and hence females of the parasitoid Cotesia marginiventris did not prefer plants from on of the treatments in the olfactometer. Nitrogen is one important macronutrient for all trophic levels and thus deficiency of this nutrient was expected to affect IID of soybean profoundly. To manipulate N availability for soybean plants hydroponic culture was used. One treatment was cultured in a standard hydroponic solution whereas in the N deficiency treatment in the solution all salts containing N were replaced with N-free salts. In N deficient plants root biomass was increased to allow the plant to forage more efficiently for the nutrient. Despite this morphological adaptation, photosynthetic efficiency as well as leaf N and soluble protein content were reduced significantly in N deficient soybean. The N deficiency was passed on to the third trophic level as herbivores fed with the affected leaves had a reduced body N content on her part and showed a decreased growth but no feeding preference for the superior food. Parasitoids reared in such N deficient herbivores had significant lower pupal weight compared to parasitoids reared in hosts fed with fully fertilized soybean. N deficient plants emitted a quantitatively altered herbivore induced blend. The two terpenes β-Bergamotene and (E,E)-α-Farnesene were emitted in higher amounts whereas (Z)-3-Hexenyl-α-methylbutyrate was emitted in significantly lower amount. Despite this quantitatively modified VOC blend the parasitoids host-searching behavior was not affected. Heavy metals (HM) are proposed to affect various biochemical pathways in plants including defense pathways by production of reactive oxygen species (ROS) in the tissue. The ROS on its part may affect production and release of endogenous JA, an important messenger in defense signaling. In this study maize plants were grown hydroponically and exposed to different increased concentrations of copper and cadmium. Maize seems to be able to exclude the excess HM from the leaves because the HM were found mainly in the roots and only to a minor degree in the shoots of the plants. Despite this exclusion the HM significantly affected uptake of other metal ions into the plant. The excess of the HM in combination with the attenuated uptake of other ions led to a reduced growth of roots and shoots as well as to reduced photosynthetic efficiency. Thus the nutritional value of the plants for the herbivore was lowered either by direct toxic effects of the HM or indirectly by altering plant chemical composition. S. frugiperda larvae fed with leaves exposed to high HM concentrations showed a significantly reduced growth but they did prefer neither control nor HM treated plants in a food-choice assay. Cu had a transient priming effect on JA as pre-exposure to a high excess of Cu led to higher amounts of herbivore induced JA compared to control plants exposed only to standard concentration of Cu. As anticipated the increased JA was followed by an increase in herbivore induced VOC in high-Cu treated plants caused by a increase of the green leaf volatiles (E)-3-Hexenal, (Z)-3-Hexenol and (Z)-3-Hexenylacetat and the terpenes Linalool, (E)-α-Bergamotene, (E)-β-Farnesene, and β-Sesquiphellandrene. Despite these profound changes in herbivore induced VOC the parasitoids host searching behavior was not affected. As described, the abiotic stresses UV, N deficiency and excess HM affected the morphology and physiology of soybean and maize, the performance of the herbivore S. frugiperda and even the performance of the parasitoid C. marginiventris. However the host searching behavior of the parasitoid was not affected even if the herbivore induced VOC blend was altered. Thus parasitoids seem to be a very reliable defender for plants and IID a very robust way of herbivore defense.},
  subject      = {Mais},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stange2010,
  author    = {Stange, Annette},
  title     = {Beziehung zwischen Ca2+-Hom{\"o}ostase und Aktivit{\"a}t der S-Typ Anionenkan{\"a}le in Schließzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52131},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Pflanzen regulieren ihren Gasaustausch mit der Atmosph{\"a}re, indem sie die {\"O}ffnungsweite von Poren in der Epidermis von Bl{\"a}ttern, sog. Stomata, ver{\"a}ndern. Bei Wassermangel werden die stomat{\"a}ren Poren geschlossen, um den Verlust von Wasser zu minimieren. Dieser Vorgang wird durch das Phytohormon ABA ausgel{\"o}st, welches eine Aktivierung von Anionenkan{\"a}len in der Plasmamembran der Schließzellen induziert. Obwohl die Aktivierung der Anionenkan{\"a}le ein zentrales Element in der ABA-Antwort darstellt, ist der Signalweg, der zu der Aktivierung der Anionenkan{\"a}le f{\"u}hrt, nur l{\"u}ckenhaft verstanden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle von Signalintermediaten wie Proteinkinasen, -phosphatasen, Lipid-abgeleiteten Botenstoffen und Ca2+ bei der Aktivierung der Anionenkan{\"a}le untersucht. Hinsichtlich Ca2+ lag ein spezieller Fokus auf der Generierung von Ca2+-Signalen und auf der Frage, inwieweit ein Anstieg in der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration f{\"u}r eine Aktivierung der Anionenkan{\"a}le ausreicht. F{\"u}r diese Studien wurde haupts{\"a}chlich die Zwei-Elektroden-Spannungsklemm- (DEVC) Technik in Kombination mit Ca2+-Konzentrationsmessungen durch den Ca2+-sensitiven Farbstoff FURA-2 angewendet. Die M{\"o}glichkeit Anionenkan{\"a}le durch Ca2+ zu aktivieren wurde getestet, indem Ca2+-Signale in intakten Schließzellen von Nicotiana tabacum durch hyper- und depolarisierte Spannungen ausgel{\"o}st wurden und gleichzeitig die Str{\"o}me, die {\"u}ber die Plasmamembran flossen, gemessen wurden. Dabei f{\"u}hrte eine Hyperpolarisation zu einer transienten Erh{\"o}hung der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration w{\"a}hrend des Spannungssprunges, wohingegen eine Depolarisation zun{\"a}chst eine Erniedrigung der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration ausl{\"o}ste und das Ca2+-Signal bei Repolarisation der Plasmamembran auftrat. Dies weist darauf hin, dass in beiden F{\"a}llen hyperpolarisations-aktivierte Ca2+-Kan{\"a}le beteiligt sind, wobei das Schwellenpotential der Schließzellen, bei dem ein Ca2+-Signal ausgel{\"o}st wird, nach einer langen Depolarisation zu positiveren Spannungen verschoben ist. Die Modulation der Spannungssensitivit{\"a}t der Schließzellen w{\"a}hrend einer langen Depolarisation findet m{\"o}glicherweise durch eine Aktivierung der Ca2+-Kan{\"a}le und/oder eine Inhibierung verschiedener Ca2+-Transportproteine durch eine niedrige cytosolische freie Ca2+-Konzentration statt. Der durch Hyperpolarisation bzw. durch lange Depolarisation induzierte transiente Anstieg in der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration korrelierte mit einer transienten Aktivierung von S-Typ Anionenkan{\"a}len. Die Analyse der Ca2+-Konzentrations- und Zeitabh{\"a}ngigkeit ergab, dass die S-Typ Anionenkan{\"a}le durch Ca2+ in einem schnellen Signalweg mit einer halbmaximalen cytosolischen freien Ca2+-Konzentration von 515 nM (SE=235, n=33) aktiviert werden. Der durchschnittliche maximale S-Typ Anionenstrom lag bei -349 pA (SE=107, n=33) bei einer Spannung von -100 mV. Die Wirkung von Ca2+ auf Transportvorg{\"a}nge {\"u}ber die Plasmamembran wurde auch in Dr{\"u}senzellen von Dionaea muscipula untersucht. In diesem Zelltyp induzierte eine mechanische Stimulierung der Triggerhaare ein Ca2+-Signal, wobei mehr als zwei Aktionspotentiale n{\"o}tig waren, um einen transienten Ca2+-Anstieg auszul{\"o}sen. Diese Daten zeigen, dass die Depolarisationsphase des Aktionspotentials in den Dr{\"u}sen nicht direkt mit Ca2+-Fl{\"u}ssen assoziiert ist. Anstelle einer Ca2+-abh{\"a}ngigen Aktivierung scheinen Anionenkan{\"a}le in Dr{\"u}sen von Dionaea muscipula also in einem Ca2+-unabh{\"a}ngigen Signalweg aktiviert zu werden. Diesen Aktivierungsmechanismus gibt es auch im ABA-Signalweg in Schließzellen. Dort findet eine Ca2+-unabh{\"a}ngige Aktivierung der S-Typ Anionenkan{\"a}le durch Proteinkinasen wie OST1 und CPK23 statt, wobei die Proteinphosphatase ABI1 als negativer Regulator diskutiert wird. In dieser Arbeit konnte die Redundanz von OST1 und CPK23 sowie Komponenten des Ca2+-abh{\"a}ngigen Weges in DEVC-Experimenten mit ost1-2- und cpk23-Mutanten von Arabidopsis thaliana beobachtet werden, die beide S-Typ Anionenkanalaktivit{\"a}t zeigten. Die Aktivit{\"a}t von S-Typ Anionenkan{\"a}len in Arabidopsis thaliana Mutanten, denen der S-Typ Anionenkanal SLAC1 fehlt, deutet außerdem an, dass redundante S-Typ Anionenkan{\"a}le vorhanden sind, die auch durch andere Proteinkinasen aktiviert werden k{\"o}nnten. ABA-induzierte S-Typ Anionenstr{\"o}me waren auch in abi1-Transformanten von Nicotiana tabacum messbar, wobei eine geringere Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber ABA als im Wildtyp auftrat, was auf eine unvollst{\"a}ndige Inhibierung des ABA-Signalweges hindeutet. Die Redundanz der Intermediate im ABA-Signalweg war auch in Studien mit dem Lipid-abgeleiteten Botenstoff Phosphatids{\"a}ure sichtbar, der nur einen langsamen und unvollst{\"a}ndigen Stomaschluss induzierte, was allerdings auch auf eine untergeordnete Rolle von Phosphatids{\"a}ure im ABA-Signalweg hinweisen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Abdelmohsen2010,
  author    = {Abdelmohsen, Usama Ramadan},
  title     = {Antimicrobial Activities from Plant Cell Cultures and Marine Sponge-Associated Actinomycetes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51483},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {This thesis is divided into three parts with the main goal allocating novel antimicrobial compounds that could be used as future antibiotics. The first part aimed to evaluate the potential of plant suspension cultures for the production of antimicrobial proteins. The extracellular, intracellular and cell wall bound fractions of seven heterotrophic and photomixotrophic plant cell suspension cultures treated with nine different elicitors were tested for the elicitor dependent production of antimicrobial proteins. Bioactivities were tested against a selected panel of human isolates including Gram-positive and Gram-negative bacteria as well as fungi using the disc diffusion assay. The intracellular fractions of elicited cell cultures were more active than extracellular fractions while the cell wall bound fractions showed lowest activities. Among the 21 fractions tested, the intracellular fraction of Lavendula angustifolia elicited with DC3000 was most active against Candida maltosa. The second most active fraction was the intracellular fraction of Arabidopsis thaliana elicited with salicylic acid which was moreover active against all test strains. The antimicrobial activity of elicited Arabidopsis thaliana cell cultures was tested by bioautography to locate the antimicrobial proteins in the crude extract. The intracellular fraction of photomixotrophic Arabidopsis thaliana cells elicited with salicylic acid was selected for further gel filtration chromatography on S-200 column leading to the purification of one 19 kDa antimicrobially active protein, designated, AtAMP. Our findings suggest that elicited plant cell cultures may present a new promising alternative source of antimicrobial proteins. The second part comprises the isolation of actinomycetes associated with marine sponges and testing the bioactivities of new species for further investigations. Actinobacterial communities of eleven taxonomically different sponges that had been collected from offshore Ras Mohamed (Egypt) and from Rovinj (Croatia) were investigated by a culture-based approach using different standard media for isolation of actinomycetes and media enriched with aqueous sponge extract to target rare and new actinomycete species. Phylogenetic characterization of 52 representative isolates out of 90 based on almost complete sequences of genes encoding 16S rRNA supported their assignment to 18 different actinomycete genera. Altogether 14 putatively new species were identified based on sequence similarity values below 98.2\% to other strains in the NCBI database. The use of M1 agar amended with aqueous sponge extract yielded a putative new genus related to Rubrobacter which highlighting the need for innovative cultivation protocols. Biological activity testing showed that five isolates were active against Gram-positives only, one isolate was active against Candida albicans only and one isolate showed activity against both groups of pathogens. Moreover, the antiparasistic activity was documented for four isolates. These results showed a high diversity of actinomycetes associated with marine sponges as well as highlighted their potential to produce anti-infective agents. The third part of the thesis focused on the isolation and structure elucidation of new bioactive compounds. Streptomyces strain RV15 recovered from sponge Dysidea tupha, was selected for further chemical analysis by virtue of the fact that it exhibited the greatest antimicrobial potential against Staphylococcus aureus as well as Candida albicans among the all tested strains. Moreover, members of the genus Streptomyces are well known as prolific producers of interesting pharmacologically active metabolites. Chemical analysis of the methanolic crude extract using different chromatographic tools yielded four new compounds. The structures of the new compounds were spectroscopically elucidated to be four new cyclic peptides, namely, cyclodysidins A-D. Their bioactivity was tested against different proteases, bacteria and Candida as well as tumor cell lines. The compounds did not show any significant activities at this point.},
  subject      = {Antimikrobieller Wirkstoff},
  language  = {en}
}
@phdthesis{ScheideNoeth2021,
  author    = {Scheide-N{\"o}th, Jan-Philipp},
  title     = {Activation of the Interleukin-5 receptor and its inhibition by cyclic peptides},
  doi       = {10.25972/OPUS-18250},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-182504},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {The cytokine interleukin-5 (IL-5) is part of the TH2-mediated immune response. As a key regulator of eosinophilic granulocytes (eosinophils), IL-5 controls multiple aspects of eosinophil life. Eosinophils play a pathogenic role in the onset and progression of atopic diseases as well as hypereosinophilic syndrome (HES). Here, cytotoxic proteins and pro-inflammatory mediators stored in intracellular vesicles termed granula are released upon activation thereby causing local inflammation to fight the pathogen. However, if such inflammation persists, tissue damage and organ failure can occur. Due to the close relationship between eosinophils and IL-5 this cytokine has become a major pharmaceutical target for the treatment of atopic diseases or HES. As observed with other cytokines, IL-5 signals by assembling a heterodimeric receptor complex at the cell surface in a stepwise mechanism. In the first step IL-5 binds to its receptor IL-5Rα (CD125). This membrane-located complex then recruits the so-called common beta chain βc (CD131) into a ternary ligand receptor complex, which leads to activation of intracellular signaling cascades. Based on this mechanism various strategies targeting either IL-5 or IL-5Rα have been developed allowing to specifically abrogate IL-5 signaling. In addition to the classical approach of employing neutralizing antibodies against IL 5/IL-5Rα or antagonistic IL-5 variants, two groups comprising small 18 to 30mer peptides have been discovered, that bind to and block IL-5Rα from binding its activating ligand IL-5. Structure-function studies have provided detailed insights into the architecture and interaction of IL-5IL-5Rα and βc. However, structural information for the ternary IL-5 complex as well as IL-5 inhibiting peptides is still lacking. In this thesis three areas were investigated. Firstly, to obtain insights into the second receptor activation step, i.e. formation of the ternary ligand-receptor complex IL-5•IL-5Rα•βc, a high-yield production for the extracellular domain of βc was established to facilitate structure determination of the ternary ligand receptor assembly by either X-ray crystallography or cryo-electron microscopy. In a second project structure analysis of the ectodomain of IL-5Rα in its unbound conformation was attempted. Data on IL-5Rα in its ligand-free state would provide important information as to whether the wrench-like shaped ectodomain of IL-5Rα adopts a fixed preformed conformation or whether it is flexible to adapt to its ligand binding partner upon interaction. While crystallization of free IL-5Rα failed, as the crystals obtained did not diffract X rays to high resolution, functional analysis strongly points towards a selection fit binding mechanism for IL-5Rα instead of a rigid and fixed IL-5Rα structure. Hence IL-5 possibly binds to a partially open architecture, which then closes to the known wrench-like architecture. The latter is then stabilized by interactions within the D1-D2 interface resulting in the tight binding of IL-5. In a third project X-ray structure analysis of a complex of the IL-5 inhibitory peptide AF17121 bound to the ectodomain of IL-5Rα was performed. This novel structure shows how the small cyclic 18mer peptide tightly binds into the wrench-like cleft formed by domains D1 and D2 of IL-5Rα. Due to the partial overlap of its binding site at IL-5Rα with the epitope for IL-5 binding, the peptide blocks IL-5 from access to key residues for binding explaining how the small peptide can effectively compete with the rather large ligand IL-5. While AF17121 and IL-5 seemingly bind to the same site at IL-5Rα, functional studies however showed that recognition and binding of both ligands differ. With the structure for the peptide-receptor complex at hand, peptide design and engineering could be performed to generate AF17121 analogies with enhanced receptor affinity. Several promising positions in the peptide AF17121 could be identified, which could improve inhibition capacity and might serve as a starting point for AF17121-based peptidomimetics that can yield either superior peptide based IL-5 antagonists or small-molecule-based pharmacophores for future therapies of atopic diseases or the hypereosinophilic syndrome.},
  subject      = {Interleukin 5},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schaefer2020,
  author    = {Sch{\"a}fer, Nadine},
  title     = {Eine vergleichende biophysikalische Analyse von Hitze- und Trockentoleranzstrategien der W{\"u}stenpflanze Phoenix dactylifera und Nutzpflanzen der gemäßigten Klimazonen},
  doi       = {10.25972/OPUS-18649},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186491},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Der Klimawandel geht einher mit einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur und einem dadurch induzierten Wassermangel. Diese beiden abiotischen Stressfaktoren f{\"u}hren zu einer Reduzierung der landwirtschaftlichen Erträge und Biomassen von Kulturpflanzen. Daher ist eine Anpassung der betroffenen Pflanzenarten an das sich ändernde Klima erforderlich, um die landwirtschaftliche Produktivität in Zukunft aufrechtzuerhalten. Gegenwärtig ist unser Wissen {\"u}ber Strategien zur Toleranz gegen{\"u}ber abiotischem Stress sowie {\"u}ber Genom- und Transkriptionsinformationen auf wenige Modellorganismen von Angiospermen beschränkt, so dass diese Informationen die Basis f{\"u}r die Forschung an Trockenheit und Hitzestress darstellen. Die Untersuchung der Stressadaption innerhalb und zwischen verschiedenen Pflanzengattungen ist von besonderer Relevanz. Vor diesem Hintergrund habe ich im Rahmen meiner Doktorarbeit die Überlebensstrategie der extremophilen W{\"u}stenpflanze Phoenix dactylifera (Dattelpalme) im Vergleich zu zwei Mesophilen, der Kulturpflanze Hordeum vulgare (Gerste) und der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, untersucht. Dattelpalmen sind nicht sukkulente W{\"u}stenpflanzen, die auch unter extremen Trocken- und Hitzebedingungen in den W{\"u}sten der Arabischen Halbinsel wachsen und ertragreich Fr{\"u}chte produzieren. In Phoenix dactylifera ist bislang weder die Molekularbiologie und -physiologie der Schließzellen, vor allem der Anionenkanäle, verstanden, noch wurde der Hitzeschutz ihrer Zuckertransportproteine untersucht. Um die stomatäre Reaktion auf das Trockenstresshormon ABA (Abscisinsäure) zu verstehen, klonierten wir die Hauptkomponenten des schnellen ABA-Signalwegs von Schließzellen und analysierten den Öffnungsmechanismus der Anionenkanäle aus der Dattelpalme und der Gerste vergleichend zu dem Anionenkanal aus Arabidopsis im heterologen Expressionssystem der Xenopus Oozyten. Beide monokotyledonen Pflanzenarten (Gerste und Dattelpalme) besitzen stomatäre Komplexe, die aus Schließzellen und Nebenzellen bestehen. Dies unterscheidet die Monokotyledonen von den Dikotyledonen, die normalerweise Stomakomplexe aufweisen, die nur aus einem Paar Schließzellen gebildet werden. Interessanterweise schlossen sich Dattelpalmen- und Gerstenstomata als Reaktion auf das Trockenstresshormon ABA nur in Gegenwart von extrazellulärem Nitrat. Der heterolog-exprimierte Anionenkanal PdSLAC1 wird durch die ABA-Kinase PdOST1 aktiviert und diese Aktivierung wird durch die Koexpression der PP2C-Phosphatase ABI1 gehemmt. Daher wird PdSLAC1 wie seine Orthologen aus Gerste und Arabidopsis durch ein ABA-abhängiges Phosphorylierungs-/Dephosphorylierungsnetzwerk gesteuert. PdOST1 aktivierte den Anionenkanal PdSLAC1 jedoch nur in Gegenwart von extrazellulärem Nitrat - eine elektrische Eigenschaft, die PdSLAC1 mit HvSLAC1 der Gerste gemein hat, sich jedoch von AtSLAC1 unterscheidet. Angesichts der Tatsache, dass in Gegenwart von Nitrat ABA den Stomaschluss verstärkt und beschleunigt, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass bei Dattelpalmen und Gerste Nitrat als Ligand zum Öffnen von SLAC1 benötigt wird. Dies initiiert die Depolarisation der Schließzellen und leitet schließlich den Stomaschluss ein, um den Wasserverlust der Pflanzen unter Trockenstressbedingungen zu minimieren. Um die monokotyledone spezifische Nitratabhängigkeit von SLAC1 zu verstehen, f{\"u}hrten wir ortsgerichtete Mutagenesestudien auf Basis eines 3D-Modells durch, welche zudem vergleichende Studien an Chimären von Monokotylen- und Dikotylen-SLAC1 Anionenkanälen umfassten. Unsere Struktur-Funktions-Forschung identifizierte zwei Aminosäurenreste auf der Transmembrandomäne 3 (TMD3), die eine wesentliche Rolle bei der Nitrat-abhängigen Regulierung von SLAC1 Anionenkanälen monokotyledoner Pflanzen spielen. Die phylogenetische Analyse ergab schließlich, dass während der Evolution die f{\"u}r Monokotlyedonen spezifische Nitrat-abhängige Regulierung erst nach der Trennung in Monokotyledonen und Dikotyledonen auftrat. Durch die Nitrat-sensitive Regulierung von SLAC1 Anionenkanälen beruht der schnelle Stomaschluss von Monokotyledonen auf dem Zusammenspiel des Trockenstresshormons ABA und dem Stickstoffhaushalt der Pflanze. Da der ABA-Signalweg von Arabidopsis umfassend untersucht wurde, könnte die Entdeckung des monokotyledonen spezifischen Nitrat-abhängigen Motivs in TMD3 nun als Stellschraube zur Verbesserung der Z{\"u}chtungsprogramme dikotyledoner Nutzpflanzen dienen. W{\"u}stenpflanzen leiden nicht nur unter Trockenheit, sondern auch unter extremem Hitzestress. Wir konnten zeigen, dass hitzebelastete Dattelpalmen große Mengen der fl{\"u}chtigen Kohlenwasserstoffverbindung Isopren (2-Methyl-1,3-Butadien) produzieren und emittieren. Durch die vor{\"u}bergehende Freisetzung von Isopren kann die Pflanze die Photosynthese auch bei extremen Temperaturen betreiben. Es ist jedoch nicht bekannt, ob und wie Isopren in Hitzeperioden auch Transportprozesse durch biologische Membranen sch{\"u}tzt. Um den Einfluss von Isopren auf den Transmembrantransport zu untersuchen, identifizierten und klonierten wir den Protonen-gekoppelten Saccharosetransporter 1 (PdSUT1) der Dattelpalme und verglichen seine elektrischen Eigenschaften mit ZmSUT1 (Zea mays Sucrose Transporter 1) im heterologen Expressionssystem der Xenopus Oozyten. Interessanterweise waren das elektrische Verhalten, die kinetischen Eigenschaften und die Temperaturabhängigkeit beider Transporter ähnlich. Die Anwendung von Isopren veränderte jedoch massiv die Affinität von ZmSUT1 zu seinem Substrat Saccharose, während die Affinität des Transporters der Dattelpalme nur schwach beeinflusst wurde. Es wird angenommen, dass die Membranfluidität unter Hitzestress erniedrigt ist, welches durch Interkalierung von Isopren mit den Fettsäureketten biologischer Membrane einhergeht. Dies und die Unempfindlichkeit von PdSUT1 gegen{\"u}ber Isopren deuten darauf hin, dass der Saccharosetransporter PdSUT1 aus der W{\"u}stenpflanze auch bei hohen Temperaturen Saccharose mit hoher Affinität transportiert. Zuk{\"u}nftige Studien m{\"u}ssen nun klären, ob der fl{\"u}chtige Kohlenwasserstoff Isopren einen direkten Einfluss auf den Transporter selbst hat oder Isopren in die Membran integriert und damit indirekt die Eigenschaften von Transportproteinen beeinflusst. Unabhängig von der Wirkungsweise von Isopren sollte nicht unerwähnt bleiben, dass PdSUT1 gegen{\"u}ber Isopren weniger empfindlich ist als sein Ortholog ZmSUT1 aus Mais. Dies kann auf eine Anpassung des Saccharosetransporters an die extremen Hitzeperioden und die damit einhergehende Isoprenemission von Dattelpalmen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sein.},
  subject      = {Dattelpalme},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mumm2010,
  author    = {Mumm, Patrick},
  title     = {Elektrophysiologische Untersuchungen der Ionenfl{\"u}sse und ihrer Regulation in Stomakomplex-bildenden Zellen von Zea mays und Schließzellen von Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49267},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {1. Im Rahmen dieser Arbeit konnten neue Erkenntnisse hinsichtlich des angenomme-nen gerichteten Ionentransports zwischen Schließ- und Nebenzellen von Zea mays gewonnen werden: a. Mittels der Patch-Clamp-Technik wurden in beiden Zelltypen S-Typ-{\"a}hnliche Anionenkan{\"a}le identifiziert. In Nebenzellen konnten sie durch steigende zytosolische Ca2+-Konzentrationen gehemmt und durch ABA und zytosolische Alkalisierung stimuliert werden. Die S-Typ-Anionenkan{\"a}le der Schließzellen wurden hingegen durch eine Alkalisierung kaum beeinflusst und durch steigende zytosolische Ca2+-Konzentrationen stimuliert. b. Dar{\"u}ber hinaus konnte an intakten Mais-Pflanzen mit der Einstich-Elektroden-Technik gezeigt werden, dass Nebenzellen eine gegenl{\"a}ufige Polarisation des Membranpotentials w{\"a}hrend der Licht-/Dunkel-induzierten Stomabewegung aufweisen. Da das Membranpotential der Nebenzellen von Hordeum vulgare ein zu Mais {\"a}hnliches Verhalten w{\"a}hrend der Stomabewegung zeigte und gegenl{\"a}u-fig zur Membranpolarisation der benachbarten Schließzellen war, ist ein {\"a}hnli-ches Verhalten bei Zea mays Schließzellen naheliegend. c. Zudem wurde in intakten Nebenzellen von Zea mays eine zytosolische Alkali-sierung w{\"a}hrend der Licht-induzierten Stoma{\"o}ffnung beobachtet, die bei Stomaschluss wieder auf den Ursprungswert zur{\"u}ckkehrte. d. Mit Hilfe rekonstruktierter 3D-Modelle von intakten Mais-Stomakomplexen konnte ein Volumenverh{\"a}ltnis zwischen Schließ- und Nebenzellen von 1:6 bzw. 1:4 bei ge{\"o}ffneten und geschlossenen Stomata ermittelt werden. Unter Einbeziehung der Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe konnten die hier gewon-nenen Erkenntnisse schl{\"u}ssig in ein Modell zur Beschreibung des Shuttle-Ionentransports zwischen Neben- und Schließzellen w{\"a}hrend der Licht-induzierten Stomabewegung eingebunden werden. 2. Des Weiteren wurden die S-Typ-Anionenstromantworten von A. thaliana Schließ-zellen in Patch-Clamp-Experimenten n{\"a}her untersucht. Dabei waren die S-Typ-Anionenstr{\"o}me bei Ca2+- bzw. ABA-Stimulation in CPK23- und OST1-Verlustmutanten im Vergleich zum Wildtyp stark reduziert. Diese in vivo generierten Daten untermauern die in vitro Ergebnisse der Arbeitsgruppe von Prof. R. Hedrich (Universit{\"a}t W{\"u}rzburg), dass OST1 und CPK23 Interaktionspartner des S-Typ-Anionenkanals SLAC1 in A. thaliana sind. Das SLAC1-homologe Gen SLAH3 ko-diert f{\"u}r einen Nitrat-permeablen S-Typ-Anionenkanal in Schließzellen, der zudem durch externes Nitrat aktiviert wird. Da in slac1-3 Verlustmutanten S-Typ-{\"a}hnliche Anionenstr{\"o}me generiert werden konnten, wenn Nitrat das dominierende Anion dar-stellte oder den Chlorid-basierten L{\"o}sungen externes Nitrat zugegeben wurde, scheint SLAH3 unter bestimmten Bedingungen einen alternativen Weg f{\"u}r die Ent-lassung von Anionen aus der Schließzelle darzustellen. 3. Die elektrophysiologische Charakterisierung der R-Typ-Anionenkan{\"a}le in A. thaliana Schließzellen belegt, dass dieser Kanal {\"a}hnliche Grundcharakteristika aufweist, die schon in Vicia faba beschrieben wurden: eine starke Spannungsab¬h{\"a}ngigkeit, sowie schnelle Aktivierungs- und Deaktivierungskinetiken. Im Gegensatz zu Vicia faba wurde die Spannungsabh{\"a}ngigkeit dieses Kanaltyps in A. thaliana nicht durch externes Malat beeinflusst. Jedoch war unter externen Malatbedingungen die Stromantwort einer almt12-Verlustmutante im Vergleich zu Wildtyp-Schließzellen erheblich reduziert, w{\"a}hrend unter externen Sulfatbe¬dingungen keine Unterschiede zwischen Wildtyp und almt12-Verlustmutante auszu¬machen waren. ALMT12 scheint demnach f{\"u}r den Malat-aktivierten Teil des R-Typ-Anionenkanals verantwortlich zu sein.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Tabares2011,
  author    = {Tabares, Paula},
  title     = {Antimicrobial, anti-protease and immunomodulatory activities of secondary metabolites from Caribbean sponges and their associated bacteria},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-67000},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Marine sponges and their associated bacteria have been proven to be a rich source of novel secondary metabolites with therapeutic usefulness in infection and autoimmunity. This Ph.D. project aimed to isolate bioactive secondary metabolites from the marine sponges Amphimedon compressa, Aiolochroia crassa and Theonella swinhoei as well as from bacteria associated with different Caribbean sponges, specifically actinomycetes and sphingomonads. In this study, amphitoxin was isolated from the crude methanol extract of the sponge A. compressa and it was found to have antibacterial and anti-parasitic activities. Amphitoxin showed protease inhibitory activity when tested against the mammalian protease cathepsin B and the parasitic proteases rhodesain and falcipain-2. Furthermore, miraziridine A was identified in the dichloromethane extract of the sponge T. swinhoei collected offshore Israel in the Red Sea. Miraziridine A, a natural peptide isolated previously from the marine sponge Theonella aff. mirabilis, is a potent cathepsin B inhibitor with an IC50 value of 1.4 g/mL (2.1 M). Secondary metabolites from sponge-derived bacteria were also isolated and identified. A total of 79 strains belonging to 20 genera of the order Actinomycetales and seven strains belonging to two genera of the order Sphingomonadales were cultivated from 18 different Caribbean sponges and identified by 16S rRNA gene sequencing. Seven of these strains are likely to represent novel species. Crude extracts from selected strains were found to exhibit protease inhibition against cathepsins B and L, rhodesain, and falcipain-2 as well as immunomodulatory activities such as induction of cytokine release by human peripheral blood mononuclear cells. The isolates Sphingobium sp. CO105 and Lapillicoccus sp. BA53 were selected for cultivation, extraction and purification of bioactive metabolites based on initial bioactive screening results. The isoalloxazine isolumichrome was isolated from the strain Sphingobium sp. CO105 which inhibited the protease rhodesain with an IC50 of 0.2 M. The strain Lapillicoccus sp. BA53 was found to produce p-aminosalicylic acid methyl ester, which showed activity against the proteases cathepsins B and L, falcipain-2 and rhodesain. These results highlight the significance of marine sponge-associated bacteria to produce bioactive secondary metabolites with therapeutic potential in the treatment of infectious diseases and disorders of the immune system.},
  subject      = {Schw{\"a}mme},
  language  = {en}
}
@article{CarpanetoKoepsellBambergetal.2010,
  author    = {Carpaneto, Armando and Koepsell, Hermann and Bamberg, Ernst and Hedrich, Rainer and Geiger, Dietmar},
  title     = {Sucrose- and H+-Dependent Charge Movements Associated with the Gating of Sucrose Transporter ZmSUT1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68538},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: In contrast to man the majority of higher plants use sucrose as mobile carbohydrate. Accordingly protondriven sucrose transporters are crucial for cell-to-cell and long-distance distribution within the plant body. Generally very negative plant membrane potentials and the ability to accumulate sucrose quantities of more than 1 M document that plants must have evolved transporters with unique structural and functional features. Methodology/Principal Findings: To unravel the functional properties of one specific high capacity plasma membrane sucrose transporter in detail, we expressed the sucrose/H+ co-transporter from maize ZmSUT1 in Xenopus oocytes. Application of sucrose in an acidic pH environment elicited inward proton currents. Interestingly the sucrose-dependent H+ transport was associated with a decrease in membrane capacitance (Cm). In addition to sucrose Cm was modulated by the membrane potential and external protons. In order to explore the molecular mechanism underlying these Cm changes, presteady-state currents (Ipre) of ZmSUT1 transport were analyzed. Decay of Ipre could be best fitted by double exponentials. When plotted against the voltage the charge Q, associated to Ipre, was dependent on sucrose and protons. The mathematical derivative of the charge Q versus voltage was well in line with the observed Cm changes. Based on these parameters a turnover rate of 500 molecules sucrose/s was calculated. In contrast to gating currents of voltage dependentpotassium channels the analysis of ZmSUT1-derived presteady-state currents in the absence of sucrose (I =Q/t) was sufficient to predict ZmSUT1 transport-associated currents. Conclusions: Taken together our results indicate that in the absence of sucrose, 'trapped' protons move back and forth between an outer and an inner site within the transmembrane domains of ZmSUT1. This movement of protons in the electric field of the membrane gives rise to the presteady-state currents and in turn to Cm changes. Upon application of external sucrose, protons can pass the membrane turning presteady-state into transport currents.},
  language  = {en}
}
@article{HarthKotzschHuetal.2010,
  author    = {Harth, Stefan and Kotzsch, Alexander and Hu, Junli and Sebald, Walter and Mueller, Thomas D.},
  title     = {A Selection Fit Mechanism in BMP Receptor IA as a Possible Source for BMP Ligand-Receptor Promiscuity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68497},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: Members of the TGF-b superfamily are characterized by a highly promiscuous ligand-receptor interaction as is readily apparent from the numeral discrepancy of only seven type I and five type II receptors available for more than 40 ligands. Structural and functional studies have been used to address the question of how specific signals can be deduced from a limited number of receptor combinations and to unravel the molecular mechanisms underlying the protein-protein recognition that allow such limited specificity. Principal Findings: In this study we have investigated how an antigen binding antibody fragment (Fab) raised against the extracellular domain of the BMP receptor type IA (BMPR-IA) recognizes the receptor's BMP-2 binding epitope and thereby neutralizes BMP-2 receptor activation. The crystal structure of the complex of the BMPR-IA ectodomain bound to the Fab AbD1556 revealed that the contact surface of BMPR-IA overlaps extensively with the contact surface for BMP-2 interaction. Although the structural epitopes of BMPR-IA to both binding partners coincides, the structures of BMPR-IA in the two complexes differ significantly. In contrast to the structural differences, alanine-scanning mutagenesis of BMPR-IA showed that the functional determinants for binding to the antibody and BMP-2 are almost identical. Conclusions: Comparing the structures of BMPR-IA bound to BMP-2 or bound to the Fab AbD1556 with the structure of unbound BMPR-IA shows that binding of BMPR-IA to its interaction partners follows a selection fit mechanism, possibly indicating that the ligand promiscuity of BMPR-IA is inherently encoded by structural adaptability. The functional and structural analysis of the BMPR-IA binding antibody AbD1556 mimicking the BMP-2 binding epitope may thus pave the way for the design of low-molecular weight synthetic receptor binders/inhibitors.},
  subject      = {Physiologische Chemie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Solanki2013,
  author    = {Solanki, Narendra},
  title     = {Novelty choice in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-103219},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {This study explores novelty choice, a behavioral paradigm for the investigation of visual pattern recognition and learning of the fly Drosophila melanogaster in the flight simulator. Pattern recognition in novelty choice differs significantly from pattern recognition studied by heat conditioning, although both paradigms use the same test. Out of the four pattern parameters that the flies can learn in heat conditioning, novelty choice can be shown for height (horizontal bars differing in height), size and vertical compactness but not for oblique bars oriented at +/- 45°. Upright and inverted Ts [differing in their centers of gravity (CsOG) by 13°] that have been extensively used for heat conditioning experiments, do not elicit novelty choice. In contrast, horizontal bars differing in their CsOG by 13° do elicit novelty choice; so do the Ts after increasing their CsOG difference from 13° to 23°. This indicates that in the Ts the heights of the CsOG are not the only pattern parameters that matter for the novelty choice behavior. The novelty choice and heat conditioning paradigms are further differentiated using the gene rutabaga (rut) coding for a type 1 adenylyl cyclase. This protein had been shown to be involved in memory formation in the heat conditioning paradigm. Novelty choice is not affected by mutations in the rut gene. This is in line with the finding that dopamine, which in olfactory learning is known to regulate Rutabaga via the dopamine receptor Dumb in the mushroom bodies, is dispensable for novelty choice. It is concluded that in novelty choice the Rut cAMP pathway is not involved. Novelty choice requires short term working memory, as has been described in spatial orientation during locomotion. The protein S6KII that has been shown to be involved in visual orientation memory in walking flies is found here to be also required for novelty choice. As in heat conditioning the central complex plays a major role in novelty choice. The S6KII mutant phenotype for height can be rescued in some subsets of the ring neurons of the ellipsoid body. In addition the finding that the ellipsoid body mutants ebo678 and eboKS263 also show a mutant phenotype for height confirm the importance of ellipsoid body for height novelty choice. Interestingly some neurons in the F1 layer of the fan-shaped body are necessary for height novelty choice. Furthermore, different novelty choice phenotypes for different pattern parameters are found with and without mushroom bodies. Mushroom bodies are required in novelty choice for size but they are dispensable for height and vertical compactness. This special circuit requirement for the size parameter in novelty choice is found using various means of interference with mushroom body function during development or adulthood.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Saupe2014,
  author    = {Saupe, Stefanie},
  title     = {Funktion des Lipidtransferproteins 2 (LTP2) und dessen Rolle bei der Bildung von durch Agrobacterium tumefaciens induzierten Wurzelhalsgallen an Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105449},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {In Tumoren an Arabidopsis thaliana, induziert {\"u}ber Agrobacterium tumefaciens (Stamm C58), ist von den 49 bekannten Lipidtransferproteinen (LTPs) nur die Expression von LTP2 stark erh{\"o}ht (Deeken et al., 2006). Mutanten ohne LTP2-Transkripte (ltp2KO) entwickeln deutlich kleinere Tumore als der Wildtyp. Durch die permanenten Zellstreckungs- und Dehnungsprozesse besitzen Tumore keine intakte Epidermis (Efetova et al., 2007). Dies wiederum f{\"u}hrt zum Verlust einer vollst{\"a}ndigen Cuticula-Schicht, welche von der Epidermis produziert wird und dieser als Barriere zur Umwelt aufgelagert ist. Um den transpirationsbedingten Wasserverlust zu minimieren, werden in Tumoren langkettige Aliphaten in die {\"a}ußeren Zellschichten eingelagert (Efetova et al., 2006). Ein {\"a}hnliches Szenario findet um Verwundungsareale statt (Kolattukudy et al., 2001). Die Gen-Expression von LTP2 wird nicht durch tumorinduzierende Agrobakterien ausgel{\"o}st. Faktoren wie Verwundung, sowie die Applikation des Trockenstress-Phytohormons Abscisins{\"a}ure (ABA) beg{\"u}nstigen die LTP2-Gen-Expression positiv. Außerdem ist der LTP2-Promotor in Gewebe aktiv, in welchem sekund{\"a}re Zellwandmodifikationen auftreten, sowie insbesondere in Abscissionsschichten von welkenden Organen. Ungerichtete Lipidanalysen der ltp2KO-Mutante im Vergleich zum Wildtyp zeigten nur signifikante Ver{\"a}nderungen in der Menge definierter Sphingolipide - obwohl bislang eine Beteiligung von LTP2 am Transfer von Phospholipiden postuliert wurde. Allerdings kann das LTP2-Protein, wie Protein-Lipid-Overlay-Analysen demonstrierten, weder komplexen Sphingolipide noch Sphingobasen binden. Neben Sphingobasen sind auch langkettige Fetts{\"a}uren Bestandteile von Sphingolipiden und diese sind wiederum Bindepartner von LTP2. Um eine eventuelle Beteiligung von LTP2 an der Bildung von Suberin von Tumoren zu zeigen, wurde dieses analysiert. Die GC-MS-Analysen des Tumor-Suberins haben jedoch veranschaulicht, dass durch das Fehlen von LTP2-Transkripten das Lipidmuster nicht beeintr{\"a}chtigt wird. Eine {\"U}berexpression von LTP2 im gesamten Kormophyten war trotz drei unabh{\"a}ngiger experimenteller Ans{\"a}tze nicht m{\"o}glich. Daher wurde das Protein ektopisch in epidermalen Zellen exprimiert (CER5Prom::LTP2). Die Transgenen CER5Prom::LTP2 wiesen einige morphologische Besonderheiten auf, wie verminderte Oberfl{\"a}chenhydrophobizit{\"a}t, aberrante Bl{\"u}ten- und Blattmorphologien etc., die typisch f{\"u}r Wachsmutanten sind. GC-MS-Analysen der cuticul{\"a}ren Wachse dieser transgenen Pflanzen zeigten, einen erh{\"o}hten Gehalt an C24- und C26-Fetts{\"a}uren, wohingegen die korrespondierenden Aliphaten wie Aldehyde und Alkane dezimiert waren. Unterst{\"u}tzend zeigten Lokalisationsanalysen, dass das LTP2-Protein an/in der Plasmamembran assoziiert ist. Somit kann die These aufgestellt werden, dass LTP2 langkettigen, unverzweigten Aliphaten (Fetts{\"a}uren) an der Grenzfl{\"a}che Plasmamembran/Zellwand transferiert, die zur Versieglung und Festigung von Zellw{\"a}nden ben{\"o}tigt werden.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hartmann2014,
  author    = {Hartmann, Sonja},
  title     = {Relevance of antibodies targeting the beta1-adrenergic receptor for renal function},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106285},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Functionally active (conformational) autoantibodies directed against the β1-adrenergic receptor (β1-AR) are supposed to have a pathogenic relevance in human heart failure, particularly in idiopathic dilated cardiomyopathy (DCM). Prevalence of anti-β1-autoantibodies (anti-β1-aabs) in the healthy population is almost negligible, whereas it amounts to up to 30\% in heart failure patients with idiopathic DCM. As β1-ARs are not restricted to the heart and are also highly expressed in particular segments of the nephron, it is conceivable that such autoantibodies might also affect kidney function to some extent through the activation of renal β1-ARs. In the kidney, β1-ARs are highly abundant in the juxtaglomerular apparatus, the distal convoluted tubules, the collecting duct, and the renal arteries. However, the functional significance of β1-ARs at these particular sites along the nephron is poorly understood, as are the effects of conformational stimulating anti-β1-aabs on renal β1-ARs. From the available literature, it is well known that the β1-adrenergic system is involved in, e.g., the regulation of renin-secretion from juxtaglomerular cells. In addition, the β1-adrenergic system is thought to be involved in the regulation of the urine pH via type B-intercalated cells in the collecting duct. In contrast, the regulation of salt- and fluid-secretion in the medullary collecting duct appears to occur independently from the SNS. As a consequence, the present work aimed to unravel the potential pathophysiological links between renal function, alterations in the cardiovascular system, and circulating agonist-like anti- β1-abs. We analyzed possible renal effects of anti-β1-abs in a human-analogous rat model. After immunization with a GST-fusion protein containing the second extracellular loop (β1-ECII) of the human β1-AR, Lewis-rats develop functionally active, stimulating, conformational anti-β1-ECII-abs. Within the first 6 months, anti-β1-ECII-ab-positive animals develop a hypertensive phenotype, which after 9 months evolves into a DCM phenotype. In n=40 GST/ β1-ECII-immunized Lewis rats and n=40 age-matched, 0.9\% NaCl-injected control animals, we sequentially (i.e. at months 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15, and 18 after start of immunization) analyzed the changes in renal function on a molecular, functional, and structural level. We could show that the presence of stimulating anti-β1-ECII-abs - even though having detrimental effects on the heart - has only a minor impact on kidney function and structure. Within the first 3 months after induction of anti-β1-ECII-abs, the levels and activity of renin were significantly increased in immunized compared to corresponding control animals, which was confirmed by experiments on isolated perfused kidneys, in which anti-β1-ECII-abs were able to directly induce the liberation of renin. However, within several weeks the initial anti-β1-ECII-ab-mediated RAAS activation was counter-regulated by auto-regulatory mechanisms activated in the kidney. Similarly, glomerular filtration rate (GFR) and renal blood flow (RBF) were initially decreased in the presence of the stimulating anti-β1-ECII-abs, but returned to control values within 3 months after immunization of the animals. Although expression of several pro-fibrotic markers was significantly up-regulated in anti-β1-ECII-ab-positive rats, no significant differences were noted on a histomorphological level with regard to the occurrence of renal fibrosis, glomerular damage, tubular damage, and perivascular fibrosis. Only a mild decrease in glomerular filtration function was observed in the kidneys of anti-β1-ECII-ab-positive animals from immunization-month 12 on, apparent by increased levels of urinary protein. Even though anti-β1-ECII-abs were able to induce mild changes in renal function, their effects were not strong enough to critically damage the kidneys in our rat-model. Differences between immunized anti-β1-ECII-ab-positive and corresponding control rats at later time-points (that is, from immunization-month 12 on) are most likely secondary to the progressive heart failure phenotype that immunized animals develop in the course of the experiment. The present study is the first to focus on the effects of stimulating anti-β1-ECII-abs on the kidney, and on the prevalence of these effects for the heart (referred to as cardio-renal crosstalk). Although our results were obtained in a rat model, they might contribute to better understand the situation in anti-β1-AR-aab-positive human patients. Following the results of our experiments, treatment of such patients should focus on direct and specific neutralization/elimination of stimulating anti-β1-ECII-aab or at least comprise therapeutic strategies that counteract the anti-β1-ECII-aab-effects on the heart by standard treatment for heart failure (i.e. ACE inhibitors, AT1-receptor blockers, and β-blockers) according to current guidelines.},
  subject      = {Nierenfunktion},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bellwon2015,
  author    = {Bellwon, Patricia},
  title     = {Kinetic assessment by in vitro approaches - A contribution to reduce animals in toxicity testing},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122693},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The adoption of directives and regulations by the EU requires the development of alternative testing strategies as opposed to animal testing for risk assessment of xenobiotics. Additionally, high attrition rates of drugs late in the discovery phase demand improvement of current test batteries applied in the preclinical phase within the pharmaceutical area. These issues were taken up by the EU founded 7th Framework Program "Predict-IV"; with the overall goal to improve the predictability of safety of an investigational product, after repeated exposure, by integration of "omics" technologies applied on well established in vitro approaches. Three major target organs for drug-induced toxicity were in focus: liver, kidney and central nervous system. To relate obtained dynamic data with the in vivo situation, kinetics of the test compounds have to be evaluated and extrapolated by physiologically based pharmacokinetic modeling. This thesis assessed in vitro kinetics of the selected test compounds (cyclosporine A, adefovir dipivoxil and cisplatinum) regarding their reliability and relevance to respective in vivo pharmacokinetics. Cells were exposed daily or every other day to the test compounds at two concentration levels (toxic and non-toxic) for up to 14 days. Concentrations of the test compounds or their major biotransformation products were determined by LC-MS/MS or ICP-MS in vehicle, media, cells and plastic adsorption samples generated at five different time-points on the first and the last treatment day. Cyclosporine A bioaccumulation was evident in primary rat hepatocytes (PRH) at the high concentration, while efficient biotransformation mediated by CYP3A4 and CYP3A5 was determined in primary human hepatocytes (PHH) and HepaRG cells. The lower biotransformation in PRH is in accordance with observation made in vivo with the rat being a poor model for CYP3A biotransformation. Further, inter-assay variability was noticed in PHH caused by biological variability in CYP3A4 and CYP3A5 activity in human donors. The inter-assay variability observed for PRH and HepaRG cells was a result of differences between vehicles regarding their cyclosporine A content. Cyclosporine A biotransformation was more prominent in HepaRG cells due to stable and high CYP3A4 and CYP3A5 activity. In addition, in vitro clearances were calculated and scaled to in vivo. All scaled in vitro clearances were overestimated (PRH: 10-fold, PHH: 2-fold, HepaRG cells: 2-fold). These results should be proven by physiologically-based pharmacokinetic modeling and additional experiments, in order to verify that these overestimations are constant for each system and subsequently can be diminished by implementation of further scaling factors. Brain cell cultures, primary neuronal culture of mouse cortex cells and primary aggregating rat brain cells, revealed fast achieved steady state levels of cyclosporine A. This indicates a chemical distribution of cyclosporine A between the aqueous and organic phases and only minor involvement of biological processes such as active transport and biotransformation. Hence, cyclosporine A uptake into cells is presumably transport mediated, supported by findings of transporter experiments performed on a parallel artificial membrane and Caco-2 cells. Plastic adsorption of cyclosporine A was significant, but different for each model, and should be considered by physiologically based pharmacokinetic modeling. Kinetics of adefovir dipivoxil highlights the limits of in vitro approaches. Active transporters are required for adefovir uptake, but were not functional in RPTECT/TERT1. Therefore, adefovir uptake was limited to passive diffusion of adefovir dipivoxil, which itself degrades time-dependently under culture conditions. Cisplatinum kinetics, studied in RPTEC/TERT1 cells, indicated intracellular enrichment of platinum, while significant bioaccumulation was not noted. This could be due to cisplatinum not reaching steady state levels within 14 days repeated exposure. As shown in vivo, active transport occurred from the basolateral to apical side, but with lower velocity. Hence, obtained data need to be modeled to estimate cellular processes, which can be scaled and compared to in vivo. Repeated daily exposure to two different drug concentrations makes it possible to account for bioaccumulation at toxic concentrations or biotransformation/extrusion at non-toxic concentrations. Potential errors leading to misinterpretation of data were reduced by analyses of the vehicles as the applied drug concentrations do not necessarily correspond to the nominal concentrations. Finally, analyses of separate compartments (medium, cells, plastic) give insights into a compound's distribution, reduce misprediction of cellular processes, e.g. biotransformation, and help to interpret kinetic data. On the other hand, the limits of in vitro approaches have also been pointed out. For correct extrapolation to in vivo, it is essential that the studied in vitro system exhibits the functionality of proteins, which play a key role in the specific drug induced toxicity. Considering the benefits and limitations, it is worth to validate this long-term treatment experimental set-up and expand it on co-culture systems and on organs-on-chips with regard to alternative toxicity testing strategies for repeated dose toxicity studies.},
  subject      = {Zellkultur},
  language  = {en}
}
@article{YamakawaFukushimaItohetal.2012,
  author    = {Yamakawa, Hisanori and Fukushima, Yoshimasa and Itoh, Shigeru and Heber, Ulrich},
  title     = {Three different mechanisms of energy dissipation of a desiccation-tolerant moss serve one common purpose: to protect reaction centres against photo-oxidation},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {63},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {10},
  doi       = {10.1093/jxb/ers062},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126897},
  pages     = {3765-3775},
  year      = {2012},
  abstract  = {Three different types of non-photochemical de-excitation of absorbed light energy protect photosystem II of the sun- and desiccation-tolerant moss Rhytidium rugosum against photo-oxidation. The first mechanism, which is light-induced in hydrated thalli, is sensitive to inhibition by dithiothreitol. It is controlled by the protonation of a thylakoid protein. Other mechanisms are activated by desiccation. One of them permits exciton migration towards a far-red band in the antenna pigments where fast thermal deactivation takes place. This mechanism appears to be similar to a mechanism detected before in desiccated lichens. A third mechanism is based on the reversible photo-accumulation of a radical that acts as a quencher of excitation energy in reaction centres of photosystem II. On the basis of absorption changes around 800 nm, the quencher is suggested to be an oxidized chlorophyll. The data show that desiccated moss is better protected against photo-oxidative damage than hydrated moss. Slow drying of moss thalli in the light increases photo-protection more than slow drying in darkness.},
  language  = {en}
}
@article{PanduranganPajakMolnaretal.2012,
  author    = {Pandurangan, Sudhakar and Pajak, Agnieszka and Molnar, Stephen J. and Cober, Elroy R. and Dhaubhadel, Sangeeta and Hern{\´a}ndez-Sebasti{\`a}, Cinta and Kaiser, Werner M. and Nelson, Randall L. and Huber, Steven C. and Marsolais, Fr{\´e}d{\´e}ric},
  title     = {Relationship between asparagine metabolism and protein concentration in soybean seed},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {63},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {8},
  doi       = {10.1093/jxb/ers039},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126900},
  pages     = {3173-3184},
  year      = {2012},
  abstract  = {The relationship between asparagine metabolism and protein concentration was investigated in soybean seed. Phenotyping of a population of recombinant inbred lines adapted to Illinois confirmed a positive correlation between free asparagine levels in developing seeds and protein concentration at maturity. Analysis of a second population of recombinant inbred lines adapted to Ontario associated the elevated free asparagine trait with two of four quantitative trait loci determining population variation for protein concentration, including a major one on chromosome 20 (linkage group I) which has been reported in multiple populations. In the seed coat, levels of asparagine synthetase were high at 50 mg and progressively declined until 150 mg seed weight, suggesting that nitrogenous assimilates are pre-conditioned at early developmental stages to enable a high concentration of asparagine in the embryo. The levels of asparaginase B1 showed an opposite pattern, being low at 50 mg and progressively increased until 150 mg, coinciding with an active phase of storage reserve accumulation. In a pair of genetically related cultivars, ∼2-fold higher levels of asparaginase B1 protein and activity in seed coat, were associated with high protein concentration, reflecting enhanced flux of nitrogen. Transcript expression analyses attributed this difference to a specific asparaginase gene, ASPGB1a. These results contribute to our understanding of the processes determining protein concentration in soybean seed.},
  language  = {en}
}
@article{SchreiberKlughammerKolbowski2012,
  author    = {Schreiber, Ulrich and Klughammer, Christof and Kolbowski, J{\"o}rg},
  title     = {Assessment of wavelength-dependent parameters of photosynthetic electron transport with a new type of multi-color PAM chlorophyll fluorometer},
  series = {Photosynthesis Research},
  volume    = {113},
  journal   = {Photosynthesis Research},
  number    = {1},
  doi       = {10.1007/s11120-012-9758-1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127003},
  pages     = {127-144},
  year      = {2012},
  abstract  = {Technical features of a novel multi-color pulse amplitude modulation (PAM) chlorophyll fluorometer as well as the applied methodology and some typical examples of its practical application with suspensions of Chlorella vulgaris and Synechocystis PCC 6803 are presented. The multi-color PAM provides six colors of pulse-modulated measuring light (peak-wavelengths at 400, 440, 480, 540, 590, and 625 nm) and six colors of actinic light (AL), peaking at 440, 480, 540, 590, 625 and 420-640 nm (white). The AL can be used for continuous illumination, maximal intensity single-turnover pulses, high intensity multiple-turnover pulses, and saturation pulses. In addition, far-red light (peaking at 725 nm) is provided for preferential excitation of PS I. Analysis of the fast fluorescence rise kinetics in saturating light allows determination of the wavelength- and sample-specific functional absorption cross section of PS II, Sigma(II)λ, with which the PS II turnover rate at a given incident photosynthetically active radiation (PAR) can be calculated. Sigma(II)λ is defined for a quasi-dark reference state, thus differing from σPSII used in limnology and oceanography. Vastly different light response curves for Chlorella are obtained with light of different colors, when the usual PAR-scale is used. Based on Sigma(II)λ the PAR, in units of μmol quanta/(m2 s), can be converted into PAR(II) (in units of PS II effective quanta/s) and a fluorescence-based electron transport rate ETR(II) = PAR(II) · Y(II)/Y(II)max can be defined. ETR(II) in contrast to rel.ETR qualifies for quantifying the absolute rate of electron transport in optically thin suspensions of unicellular algae and cyanobacteria. Plots of ETR(II) versus PAR(II) for Chlorella are almost identical using either 440 or 625 nm light. Photoinhibition data are presented suggesting that a lower value of ETR(II)max with 440 nm possibly reflects photodamage via absorption by the Mn-cluster of the oxygen-evolving complex.},
  language  = {en}
}
@article{JiangChenBelimovetal.2012,
  author    = {Jiang, Fan and Chen, Lin and Belimov, Andrey A. and Shaposhnikov, Alexander I. and Gong, Fan and Meng, Xu and Hartung, Wolfram and Jeschke, Dieter W. and Davies, William J. and Dodd, Ian C.},
  title     = {Multiple impacts of the plant growth-promoting rhizobacterium Variovorax paradoxus 5C-2 on nutrient and ABA relations of Pisum sativum},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {63},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {18},
  doi       = {10.1093/jxb/ers301},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127011},
  pages     = {6421-6430},
  year      = {2012},
  abstract  = {Resolving the physiological mechanisms by which rhizobacteria enhance plant growth is difficult, since many such bacteria contain multiple plant growth-promoting properties. To understand further how the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase (ACCd)-containing rhizobacterium Variovorax paradoxus 5C-2 affects plant growth, the flows and partitioning of mineral nutrients and abscisic acid (ABA) and ABA metabolism were studied in pea (Pisum sativum) plants following rhizosphere bacterial inoculation. Although root architecture was not affected, inoculation increased root and shoot biomass, and stomatal conductance, by 20, 15, and 24\%, respectively, and increased N, P, K, Ca, and Mg uptake by 16, 81, 50, 46, and 58\%, respectively. P deposition in inoculated plant roots was 4.9 times higher than that in uninoculated controls. Rhizobacterial inoculation increased root to shoot xylem flows and shoot to root phloem flows of K by 1.8- and 2.1-fold, respectively. In control plants, major sinks for K deposition were the roots and upper shoot (43\% and 49\% of total uptake, respectively), while rhizobacterial inoculation increased K distribution to the lower shoot at the expense of other compartments (xylem, phloem, and upper shoot). Despite being unable to metabolize ABA in vitro, V. paradoxus 5C-2 decreased root ABA concentrations and accumulation by 40-60\%. Although inoculation decreased xylem ABA flows, phloem ABA flows increased. Whether bacterial ACCd attenuates root to shoot ABA signalling requires further investigation, since ABA is critical to maintain growth of droughted plants, and ACCd-containing organisms have been advocated as a means of minimizing growth inhibition of plants in drying soil.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Trebing2014,
  author    = {Trebing, Johannes},
  title     = {CD70-abh{\"a}ngige und spezifische Aktivierung von TRAILR1 oder TRAILR2 durch scFv:CD70-TRAIL-Mutanten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-111592},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, den T-Zell-inhibierenden Effekt eines CD70-blockierenden Antik{\"o}rpers mit einer Fc-unabh{\"a}ngigen Zelltod-induzierenden Aktivit{\"a}t auf CD70-exprimierende Tumoren zu kombinieren. Dazu wurden Fusionsproteine hergestellt und untersucht, die aus einer CD70-bindenden scFv-Dom{\"a}ne sowie aus einer TRAIL-Dom{\"a}ne bestehen. Der CD70-spezifische monoklonale Antik{\"o}rper lαhCD70 sowie der beretis bekannte hCD70-spezifische Antik{\"o}rper 1F6 blockieren mit hoher Effizienz die CD27/CD70-Interaktion von CD70-exprimierenden Zelllinien (Mino, OVCAR-3, U-266) und inhibieren dadurch die Induktion der IL8-Produktion durch diese Zellen in kokultivierten HT1080-CD27-Zellen. IL8 wird durch den klassischen NFκB-Signalweg reguliert und ist f{\"u}r den pro-angiogenetischen Effekt von entscheidender Bedeutung (Abb. 2, 3). Mit Hilfe zellul{\"a}rer Gleichgewichtsbindungsstudien mit mono- und trimeren scFv:lαhCD70-GpL-Fusionsproteinen (Abb. 4) auf Mino- und OVCAR-3-Zellen konnte gezeigt werden, dass die Trimerisierung in beiden Zelllinien zu einer Steigerung der apparenten Affinit{\"a}t der scFv:lαhCD70-CD70 Interaktion f{\"u}hrt und damit einen Effekt auf die CD70-Belegung hat (Abb. 5). F{\"u}r die Konstruktion der Fusionsproteine wurde sowohl Wildtyp-TRAIL als auch TRAIL-Mutanten mit Pr{\"a}ferenz f{\"u}r den TRAILR1 oder TRAILR2 verwendet. Die TRAILR-Pr{\"a}ferenz der verwendeten TRAIL-Mutanten (wt, mutR1, mutR2) wurde nicht nur in zellul{\"a}ren GpL-Bindungsstudien (Abb. 7) sondern zus{\"a}tzlich auch in TRAILR Immobilisierungsexperimenten (Abb. 8) bewiesen. Hier zeigte sich, dass bei TRAILR1 keine Interaktion mit TRAILmutR2, so wie bei TRAILR2 keine signifikante Bindung mit TRAILmutR1 erfolgte. Nur der TRAIL-Wildtyp band signifikant an beide TRAIL-Todesrezeptoren. Vitalit{\"a}tsexperimente (Abb. 10) und Western-Blot Analysen der Caspase-Prozessierung (Abb. 11) best{\"a}tigten die starke TRAILR1- bzw. TRAILR2-Spezifit{\"a}t der TRAILmutR1- und TRAILmutR2-Varianten. Im Gegensatz zu den unvernetzten l{\"o}slichen TRAIL-Trimeren waren nur die quervernetzten TRAIL-TNC-Varianten in der Lage, eine signifikante Apoptose-Signalkaskade bei relativ geringen Konzentrationen zu induzieren. Die toxischen ED50-Konzentrationen der unoligomerisierten TRAIL-Formen lagen um einen Faktor 100 h{\"o}her als die der oligomerisierten Varianten. Zusammenfassend zeigten die ED50-Werte der Zytotoxizit{\"a}tsexperimente von M2-oligomerisierten zu -unoligomerisierten trimeren TRAIL-Varianten bei allen Fusionskonstrukten und Zelllinien eine eindeutige Verst{\"a}rkung der Apoptoseinduktion durch die M2-Quervernetzung. Bei Jurkat- und Mino-Zellen konnte gr{\"o}ßtenteils erst nach Oligomerisierung {\"u}berhaupt eine Bioaktivit{\"a}t bzw. eine Zelltodinduktion beobachtet werden. In OVCAR-3-Zellen zeigte sich eine 100-1000 fache apoptotische Verst{\"a}rkung durch die Oligomerisierung (Abb. 10). Weiterhin zeigten Zytotoxizit{\"a}tsexperimente, dass sich durch Bindung an hCD70 das Ausmaß der Toxizit{\"a}t der Fusionsproteine auf allen CD70-exprimierenden Zelllinien 10-100x verst{\"a}rkte (Abb. 15, 17). In {\"U}bereinstimmung mit der verst{\"a}rkten TRAIL-Todesrezeptor-Aktivierung durch die CD70-Bindung der scFv-TRAIL-Fusionsproteine, konnte durch eine CD70-Blockade die Caspase-8 Aktivierung und die Prozessierung von Caspase-3 signifikant unterbunden werden (Abb. 18). Die Trimerisierung des scFv:lαhCD70-Antik{\"o}rpers f{\"u}hrte zu keiner Apoptose und beeinflußte auch nicht die Aktivit{\"a}t von TRAIL (Abb. 19) was belegt, dass die beobachteten Effekte auf einer st{\"a}rkeren TRAIL-induzierten Apoptose nach CD70-Bindung der Konstrukte beruhen muss. Die Fusionsproteine beseitigen somit nachweislich einerseits das Problem der limitierenden Aktivit{\"a}t von l{\"o}slichem TRAIL {\"u}ber ihre Verankerung an CD70 (Abb. 15-20) und anderseits die potentielle unerw{\"u}nschte CD70-vermittelte protumorale CD27-Stimulation (Abb. 3). Dar{\"u}ber hinaus k{\"o}nnten die TRAILR-spezifischen TRAIL-Mutanten helfen, Nebeneffekte zu reduzieren, die prim{\"a}r durch den jeweils anderen TRAIL-Todesrezeptor vermittelt werden. Jedoch sind weiter Forschungen insbesondere in vivo Experimente notwendig, um Aussagen {\"u}ber Funktionalit{\"a}t, Halbwertszeiten, sowie Effektivit{\"a}t und Vertr{\"a}glichkeit treffen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Apoptosis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rienmueller2014,
  author    = {Rienm{\"u}ller, Florian Christian},
  title     = {Untersuchung der oxidativen und pH-abh{\"a}ngigen Regulation der vakuol{\"a}ren Protonen-ATPase und calciumabh{\"a}ngigen vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten von Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104891},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit konnten neue Erkenntnisse zur oxidativen, pH- und ATP-abh{\"a}ngigen Regulation der V-ATPase-Funktion in Mesophyllvakuolen von A. thaliana erarbeitet werden. Dazu wurden Patch-Clamp-Experimente an der vakuol{\"a}ren Protonen-ATPase durchgef{\"u}hrt, die eine elektrophysiologische Untersuchung der Protonentransporteigenschaften und deren Regulation erm{\"o}glichten. Zus{\"a}tzlich gestattete die Anwendung von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden zusammen mit einem Fluoreszenz-Bildgebungsverfahren an intakten Wurzelrhizodermiszellen von A. thaliana Keimlingen die in vivo Untersuchung von vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten und deren Regulation durch cytosolisches Calcium. Durch die Patch-Clamp-Technik konnte die Spannungsabh{\"a}ngigkeit der V-ATPase bei verschiedenen luminalen pH-Werten erfasst werden. Mit Hilfe thermodynamischer Berechnungen konnte daraus eine Abnahme der Protonentransportrate pro hydrolysiertem ATP-Molek{\"u}l bei gleichzeitigem Anstieg der vakuol{\"a}ren Protonenkonzentration berechnet werden. Durch die Kombination verschiedener pH-Werte in Cytosol bzw. Vakuole und zus{\"a}tzlich ansteigenden ATP-Konzentrationen konnten tiefere Einblicke in die pH-abh{\"a}ngige Regulation der V-ATPase-Aktivit{\"a}t erlangt werden. Es konnte aufgezeigt werden, dass eine Abweichung des vakuol{\"a}ren pH-Wertes wesentlich st{\"a}rker auf die ATP-Bindungsaffinit{\"a}t und Transportkapazit{\"a}t des Enzyms wirkt, als {\"A}nderungen der Protonenkonzentration auf cytosolischer Seite. Daraus konnte abgeleitet werden, dass cytosolische bzw. luminale pH-{\"A}nderungen auf das gesamte Membran-durchquerende Enzym wirken und jeweils auf die andere Membranseite der V-ATPase weitergegeben werden. Zus{\"a}tzlich wurden die in dieser Arbeit erhobenen Daten zur V-ATPase im Rahmen einer Zusammenarbeit von Prof. Dr. Ingo Dreyer (Universidad Politecnica, Madrid, Spanien) f{\"u}r die Erstellung eines mathematischen Modells genutzt. Es untermauert einen R{\"u}ckkopplungsmechanismus der Protonenkonzentration auf die maximale Protonentransportrate (vmax) und die ATP-Affinit{\"a}t (Km) und schl{\"a}gt eine pH-abh{\"a}ngige Dissoziation der Protonen von der V-ATPase, auch unter ung{\"u}nstigen intrazellul{\"a}ren Bedingungen, vor. Die Ausweitung der Regulationsstudien unter Einbeziehung verschiedener Mutanten konnte in Zusammenarbeit mit Jun. Prof. Dr. Thorsten Seidel und Mitarbeitern (Universit{\"a}t Bielefeld, Deutschland) eine oxidative Inhibierung der V-ATPase-Aktivit{\"a}t durch den Wegfall von Disulfidbr{\"u}cken innerhalb des Pumpproteins erfassen und m{\"o}gliche Auswirkungen von Disulfidbindungen auf die Protonenkopplungsrate aufzeigen. Mit Hilfe von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden konnte im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit der Nachweis erbracht werden, dass vakuol{\"a}re Leitf{\"a}higkeiten von Atrichoblasten in A. thaliana durch Stressfaktoren - verursacht durch den Einstich von intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden - deutliche Ver{\"a}nderungen zeigen. Durch die Kombination der Zwei-Elektroden-Spannungsklemme mit einem Fluoreszenz-Bildgebungsverfahren konnte eine Methode zur simultanen Aufzeichnung von Calcium{\"a}nderungen und elektrischen Membranleitf{\"a}higkeiten an Trichoblastenvakuolen entwickelt werden. Dadurch konnte in weiterf{\"u}hrenden Untersuchungen in vivo nachgewiesen werden, dass ein transienter Anstieg der cytosolischen Calciumkonzentration zu einer reversiblen Zunahme der Str{\"o}me von vakuol{\"a}ren Membranleitf{\"a}higkeiten f{\"u}hrt, deren unbekannter Ursprung allerdings bereits bekannten Transportproteinen noch zugeordnet werden muss.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@article{SchmittKuperEliasetal.2014,
  author    = {Schmitt, Dominik R. and Kuper, Jochen and Elias, Agnes and Kisker, Caroline},
  title     = {The Structure of the TFIIH p34 Subunit Reveals a Von Willebrand Factor A Like Fold},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {7},
  issn      = {1932-6203},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0102389},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119471},
  pages     = {e102389},
  year      = {2014},
  abstract  = {RNA polymerase II dependent transcription and nucleotide excision repair are mediated by a multifaceted interplay of subunits within the general transcription factor II H (TFIIH). A better understanding of the molecular structure of TFIIH is the key to unravel the mechanism of action of this versatile protein complex within these vital cellular processes. The importance of this complex becomes further evident in the context of severe diseases like xeroderma pigmentosum, Cockayne's syndrome and trichothiodystrophy, that arise from single point mutations in TFIIH subunits. Here we describe the structure of the p34 subunit of the TFIIH complex from the eukaryotic thermophilic fungus Chaetomium thermophilum. The structure revealed that p34 contains a von Willebrand Factor A (vWA) like domain, a fold which is generally known to be involved in protein-protein interactions. Within TFIIH p34 strongly interacts with p44, a positive regulator of the helicase XPD. Putative protein-protein interfaces are analyzed and possible binding sites for the p34-p44 interaction suggested.},
  language  = {en}
}
@article{JahnSchmidtMock2014,
  author    = {Jahn, Martin T. and Schmidt, Katrin and Mock, Thomas},
  title     = {A novel cost effective and high-throughput isolation and identification method for marine microalgae},
  series = {Plant Methods},
  volume    = {10},
  journal   = {Plant Methods},
  number    = {26},
  doi       = {10.1186/1746-4811-10-26},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121255},
  year      = {2014},
  abstract  = {BACKROUND: Marine microalgae are of major ecologic and emerging economic importance. Biotechnological screening schemes of microalgae for specific traits and laboratory experiments to advance our knowledge on algal biology and evolution strongly benefit from culture collections reflecting a maximum of the natural inter- and intraspecific diversity. However, standard procedures for strain isolation and identification, namely DNA extraction, purification, amplification, sequencing and taxonomic identification still include considerable constraints increasing the time required to establish new cultures. RESULTS: In this study, we report a cost effective and high-throughput isolation and identification method for marine microalgae. The throughput was increased by applying strain isolation on plates and taxonomic identification by direct PCR (dPCR) of phylogenetic marker genes in combination with a novel sequencing electropherogram based screening method to assess the taxonomic diversity and identity of the isolated cultures. For validation of the effectiveness of this approach, we isolated and identified a range of unialgal cultures from natural phytoplankton communities sampled in the Arctic Ocean. These cultures include the isolate of a novel marine Chlorophyceae strain among several different diatoms. CONCLUSIONS: We provide an efficient and effective approach leading from natural phytoplankton communities to isolated and taxonomically identified algal strains in only a few weeks. Validated with sensitive Arctic phytoplankton, this approach overcomes the constraints of standard molecular characterisation and establishment of unialgal cultures."},
  language  = {en}
}
@article{KreuzwieserScheererKruseetal.2014,
  author    = {Kreuzwieser, J{\"u}rgen and Scheerer, Ursel and Kruse, J{\"o}rg and Burzlaff, Tim and Honsel, Anne and Alfarraj, Saleh and Georgiev, Palmen and Schnitzler, J{\"o}rg-Peter and Ghirardo, Andrea and Kreuzer, Ines and Hedrich, Rainer and Rennenberg, Heinz},
  title     = {The Venus flytrap attracts insects by the release of volatile organic compounds},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {65},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {2},
  doi       = {10.1093/jxb/ert455},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121161},
  pages     = {755-66},
  year      = {2014},
  abstract  = {Does Dionaea muscipula, the Venus flytrap, use a particular mechanism to attract animal prey? This question was raised by Charles Darwin 140 years ago, but it remains unanswered. This study tested the hypothesis that Dionaea releases volatile organic compounds (VOCs) to allure prey insects. For this purpose, olfactory choice bioassays were performed to elucidate if Dionaea attracts Drosophila melanogaster. The VOCs emitted by the plant were further analysed by GC-MS and proton transfer reaction-mass spectrometry (PTR-MS). The bioassays documented that Drosophila was strongly attracted by the carnivorous plant. Over 60 VOCs, including terpenes, benzenoids, and aliphatics, were emitted by Dionaea, predominantly in the light. This work further tested whether attraction of animal prey is affected by the nutritional status of the plant. For this purpose, Dionaea plants were fed with insect biomass to improve plant N status. However, although such feeding altered the VOC emission pattern by reducing terpene release, the attraction of Drosophila was not affected. From these results it is concluded that Dionaea attracts insects on the basis of food smell mimicry because the scent released has strong similarity to the bouquet of fruits and plant flowers. Such a volatile blend is emitted to attract insects searching for food to visit the deadly capture organ of the Venus flytrap.},
  language  = {en}
}
@article{PlanesNinolesRubioetal.2015,
  author    = {Planes, Maria D. and Ni{\~n}oles, Regina and Rubio, Lourdes and Bissoli, Gaetano and Bueso, Eduardo and Garc{\´i}a-S{\´a}nchez, Mar{\´i}a J. and Alejandro, Santiago and Gonzalez-Guzm{\´a}n, Miguel and Hedrich, Rainer and Rodriguez, Pedro L. and Fern{\´a}ndez, Jos{\´e} A. and Serrano, Ram{\´o}n},
  title     = {A mechanism of growth inhibition by abscisic acid in germinating seeds of Arabidopsis thaliana based on inhibition of plasma membrane \(H^+\)-ATPase and decreased cytosolic pH, \(K^+\), and anions},
  series = {Journal of Experimental Botany},
  volume    = {66},
  journal   = {Journal of Experimental Botany},
  number    = {3},
  doi       = {10.1093/jxb/eru442},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121221},
  pages     = {813-25},
  year      = {2015},
  abstract  = {The stress hormone abscisic acid (ABA) induces expression of defence genes in many organs, modulates ion homeostasis and metabolism in guard cells, and inhibits germination and seedling growth. Concerning the latter effect, several mutants of Arabidopsis thaliana with improved capability for \(H^+\) efflux (wat1-1D, overexpression of AKT1 and ost2-1D) are less sensitive to inhibition by ABA than the wild type. This suggested that ABA could inhibit \(H^+\) efflux (\(H^+\)-ATPase) and induce cytosolic acidification as a mechanism of growth inhibition. Measurements to test this hypothesis could not be done in germinating seeds and we used roots as the most convenient system. ABA inhibited the root plasma-membrane H+-ATPase measured in vitro (ATP hydrolysis by isolated vesicles) and in vivo (\(H^+\) efflux from seedling roots). This inhibition involved the core ABA signalling elements: PYR/PYL/RCAR ABA receptors, ABA-inhibited protein phosphatases (HAB1), and ABA-activated protein kinases (SnRK2.2 and SnRK2.3). Electrophysiological measurements in root epidermal cells indicated that ABA, acting through the PYR/PYL/RCAR receptors, induced membrane hyperpolarization (due to \(K^+\) efflux through the GORK channel) and cytosolic acidification. This acidification was not observed in the wat1-1D mutant. The mechanism of inhibition of the \(H^+\)-ATPase by ABA and its effects on cytosolic pH and membrane potential in roots were different from those in guard cells. ABA did not affect the in vivo phosphorylation level of the known activating site (penultimate threonine) of (\(H^+\)-ATPase in roots, and SnRK2.2 phosphorylated in vitro the C-terminal regulatory domain of (\(H^+\)-ATPase while the guard-cell kinase SnRK2.6/OST1 did not.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Friedrich2015,
  author    = {Friedrich, Alexandra},
  title     = {Beeinflussung des Na+-D-Glukose-Kotransporters SGLT1 und der Na+-Nukleosidtransporter CNT durch Peptidmotive des Regulatorproteins RS1 im Darm},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127394},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Der Natrium-D-Glukose Kotransporter 1 (SGLT1) spielt eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Glukose aus dem Darmlumen in die Enterozyten des Darms. Anhand von Untersuchungen an Xenopus laevis-Oozyten konnte in unserem Labor das Protein RS1 als posttranslationales Regulatorprotein f{\"u}r SGLT1 und diverse andere Transporter ermittelt werden. Es wurde eine regulatorische Dom{\"a}ne aus RS1 mit vielen potentiellen Phosphorylierungsstellen isoliert (RS1-Reg) und gezeigt dass RS1-Reg die Abschn{\"u}rung von Transporter enthaltenen Vesikeln vom Transgolgi-Netzwerk hemmt. Neben SGLT1 reguliert RS1 auch die konzentrierenden Nukleosidtransporter (CNTs) am TGN. Die Regulation der Transporter ist vom Phosphorylierungszustand von RS1-Reg abh{\"a}ngig. So wurde durch Versuche an Oozyten von Xenopus laevis und Injektion von RS1-Reg Mutanten gezeigt, dass die Phosphorylierung von RS1-Reg an einigen Stellen zu einer Inhibition von SGLT1 f{\"u}hrte, w{\"a}hrend der Nukleosidtransporter CNT1 durch die dephosphorylierte Mutante herunterreguliert wurden. Neben der phosphorylierungsabh{\"a}ngigen Regulation konnte f{\"u}r SGLT1 auch gezeigt werden, dass die Herunterregulation nur unter Niedrigzucker-Bedingungen erfolgte, nicht jedoch bei hohen Glukosekonzentrationen. F{\"u}r die CNTs war eine derartige Zuckerabh{\"a}ngigkeit nicht zu beobachten. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob die Ergebnisse aus den Oozytenmessungen auch in vivo in einem S{\"a}ugetier gezeigt werden k{\"o}nnen. Hierzu wurden Mutanten der regulatorischen Dom{\"a}ne (RS1-Reg) des Maus-Proteins, welche den phosphorylierten Zustand simulierten (RS1-Reg (S19E)), oder die Phosphorylierung verhinderten (RS1-Reg (S19A)) eingesetzt. Diese wurden an ein Nanohydrogel gekoppelt, um eine Aufnahme in die Enterozyten im Darm zu gew{\"a}hrleisten. Es wurde in der RS1KO-Mausohne funktionelles RS1 gezeigt, dass auch im in vivo-System eine Herunterregulation von SGLT1 durch mRS1-Reg (S19E), nicht jedoch durch mRS1-Reg (S19A) erfolgte, w{\"a}hrend die CNTs nur durch mRS1-Reg (S19A) inhibiert wurden. Des Weiteren f{\"u}hrte mRS1-Reg (S19A) in der Wildtypmaus bei niedrigen Zuckerkonzentrationen zu einer Stimulation von SGLT1, was f{\"u}r eine Kompetition mit dem endogenen RS1-Proteins spricht. Es konnte indirekt der Beweis erbracht werden, dass {\"u}ber Nanohydrogele l{\"a}ngere Proteine in die Zelle gebracht werden k{\"o}nnen und dort funktionell freigesetzt werden.},
  subject      = {Glucosetransport},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Boehm2015,
  author    = {B{\"o}hm, Jennifer},
  title     = {Die N{\"a}hrstoffresorption in den Fallen von Dionaea muscipula weist Parallelen zur N{\"a}hrsalzaufnahme in Wurzeln auf},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123958},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die Venusfliegenfalle, Dionaea muscipula, weckte aufgrund ihrer karnivoren Lebensweise schon sehr fr{\"u}h das Interesse vieler Wissenschaftler. F{\"u}r karnivore Pflanzen, die auf N{\"a}hrstoff-armen B{\"o}den wachsen, spielen Insekten als Beute und somit als N{\"a}hrstofflieferant eine entscheidende Rolle. So k{\"o}nnen die Pflanzen durch die Verdauung der Beute mit wichtigen Makro- und Mikron{\"a}hrstoffen, wie Stickstoff, Phosphat, Kalium oder Natrium versorgt werden. Aus diesem Grund sollte im Rahmen meiner Arbeit ein besonderes Augenmerk auf die molekularen Mechanismen der Kationenaufnahme w{\"a}hrend der N{\"a}hrstoffresorption gerichtet werden. Insbesondere die aus dem Insekt stammenden N{\"a}hrstoffe Kalium und Natrium waren dabei von großem Interesse. Im Allgemeinen sind Kaliumionen f{\"u}r Pflanzen eine essentielle anorganische Substanz und von großer physiologischer Bedeutung f{\"u}r die Entwicklung, den Metabolismus, die Osmoregulation, das Membranpotential und viele zellul{\"a}re Prozesse. Analysen der Kaliumaufnahme an Wurzeln von Modellpflanzen wie Arabidopsis thaliana und Reis zeigten, dass die Aufnahme von K+ ein Zusammenspiel von hoch-affinen K+-Transportern der HAK5-Familie und nieder-affinen Kaliumkan{\"a}len (AKT1/AtKC1) erfordert, die in ein komplexes (De-)Phosphorylierungsnetzwerk eingebunden sind. In der vorliegenden Arbeit war es mir m{\"o}glich das Netzwerk zur Kaliumaufnahme in den Dr{\"u}sen der Venusfliegenfalle zu entschl{\"u}sseln. Es konnten Orthologe zum Kaliumtransporter HAK5 aus Arabidopsis (DmHAK5) und zum Kaliumkanal AKT1 (DmKT1) identifiziert und im heterologen Expressionssystem der Xenopus laevis Oozyten elektrophysiologisch charakterisiert werden. Dabei zeigte sich, das DmKT1 durch einen Ca2+-Sensor/Kinase-Komplex aus der CBL/CIPK-Familie phosphoryliert und somit aktiviert wird. Phylogenetische Analysen von DmKT1 best{\"a}tigten die Eingruppierung dieses Kaliumkanals in die Gruppe der pflanzlichen Shaker-Kaliumkan{\"a}le des AKT1-Typs. Die Transporteigenschaften zeigten zudem, dass DmKT1 bei hyperpolarisierenden Membranpotentialen aktiviert wird und einen K+-selektiven Einw{\"a}rtsstrom vermittelt. In Oozyten konnte eine Kaliumaufnahme bis zu einer externen Konzentration von ≥1 mM beobachtet werden. DmKT1 repr{\"a}sentiert also einen Kaliumkanal mit einer hohen Transportkapazit{\"a}t, der die nieder-affine Kaliumaufnahme in die Dr{\"u}senzellen der Venusfliegenfalle vermitteln kann. Unterhalb einer externen Kaliumkonzentration von 1 mM w{\"u}rde der anliegende elektrochemische Kaliumgradient einen Kaliumausstrom und somit einen Verlust von Kalium favorisieren. Hoch-affine K+/H+-Symporter k{\"o}nnen durch die Ausnutzung des Protonengradienten eine Kaliumaufnahme im mikromolaren Bereich gew{\"a}hrleisten. In Wurzelhaaren von Arabidopsis vermittelt der Transporter AtHAK5 die Kaliumaufnahme unter Kaliummangelbedingungen. DmHAK5, ein Ortholog zu AtHAK5, ist in Dionaea Dr{\"u}sen exprimiert und konnte zum ersten Mal im heterologen Expressionssystem der Xenopus Oozyten im Detail charakterisiert werden. Interessanterweise zeigte sich, dass DmHAK5 wie der K+-Kanal DmKT1 durch denselben CBL/CIPK-Komplex posttranslational reguliert und aktiviert wird. Die Transporteigenschaften von DmHAK5 wiesen auf einen Transporter mit einer breiten Substratspezifit{\"a}t hin, sodass sich DmHAK5 neben Kalium auch f{\"u}r Ammonium permeabel zeigte. Affinit{\"a}tsuntersuchungen von DmHAK5 zu seinem Substrat Kalium klassifizierten das Protein als einen hoch-affinen Kaliumtransporter, der im Symport mit Protonen die Kaliumaufnahme im mikromolaren Konzentrationsbereich vermitteln kann. Das Kaliumtransportmodul besteht also aus dem K+-selektiven Kanal DmKT1 und dem K+/H+-Symporter DmHAK5, die die hoch- und nieder-affine Kaliumaufnahme in den Dr{\"u}senzellen w{\"a}hrend der Beuteverdauung in Dionaea muscipula Fallen erm{\"o}glichen. Beide Transportmodule werden Kalzium-abh{\"a}ngig durch die Kinase CIPK23 und den Ca2+-Sensor CBL9 auf posttranslationaler Ebene reguliert. Zusammenfassend gelang es in dieser Arbeit Einblicke in die Kationenaufnahme w{\"a}hrend der N{\"a}hrstoffresorptionsphase der Venusfliegenfalle, Dionaea muscipula, zu gewinnen. Dabei wurde klar, dass Dionaea muscipula im Laufe ihrer Evolution zu einer karnivoren Pflanze, nicht neue Transportmodule zur N{\"a}hrstoffresorption aus der Beute entwickelte, sondern bekannte aus Wurzeln stammende Transportmodule umfunktionierte. Auf molekularer Ebene konnten die biophysikalischen Charakteristika der K+- und Na+-Transportproteine, sowie ihre Regulation entschl{\"u}sselt werden. Diese Erkenntnisse wurden schließlich in den Kontext des Beutefangs der Venusfliegenfalle gebracht und diskutiert.},
  subject      = {Venusfliegenfalle},
  language  = {de}
}
@article{NolteZadehKhorasaniSafarovetal.2012,
  author    = {Nolte, Thomas and Zadeh-Khorasani, Maryam and Safarov, Orkhan and Rueff, Franziska and Varga, Rita and Herbach, Nadja and Wanke, R{\"u}diger and Wollenberg, Andreas and Mueller, Thomas and Gropp, Roswitha and Wolf, Eckhard and Siebeck, Matthias},
  title     = {Induction of oxazolone-mediated features of atopic dermatitis in NOD-scid \(IL2Rγ^{null}\) mice engrafted with human peripheral blood mononuclear cells},
  series = {Disease Models and Mechanisms},
  volume    = {6},
  journal   = {Disease Models and Mechanisms},
  doi       = {10.1242/dmm.009167},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124150},
  pages     = {125-134},
  year      = {2012},
  abstract  = {Animal models mimicking human diseases have been used extensively to study the pathogenesis of autoimmune diseases and the efficacy of potential therapeutics. They are, however, limited with regard to their similarity to the human disease and cannot be used if the antagonist and its cognate receptor require high similarity in structure or binding. Here, we examine the induction of oxazolone-mediated features of atopic dermatitis (AD) in NOD-scid IL2Rγnull mice engrafted with human peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The mice developed the same symptoms as immunocompetent BALB/c mice. Histological alterations induced by oxazolone were characterized by keratosis, epithelial hyperplasia and influx of inflammatory cells into the dermis and epidermis. The cellular infiltrate was identified as human leukocytes, with T cells being the major constituent. In addition, oxazolone increased human serum IgE levels. The response, however, required the engraftment of PBMC derived from patients suffering from AD, which suggests that this model reflects the immunological status of the donor. Taken together, the model described here has the potential to evaluate the efficacy of therapeutics targeting human lymphocytes in vivo and, in addition, might be developed further to elucidate molecular mechanisms inducing and sustaining flares of the disease.},
  language  = {en}
}
@article{NolteZadehKhorasaniSafarovetal.2013,
  author    = {Nolte, Thomas and Zadeh-Khorasani, Maryam and Safarov, Orkhan and Rueff, Franziska and Varga, Rita and Herbach, Nadja and Wanke, R{\"u}diger and Wollenberg, Andreas and Mueller, Thomas and Gropp, Roswitha and Wolf, Eckhard and Siebeck, Matthias},
  title     = {Induction of oxazolone-mediated features of atopic dermatitis in NOD-scid IL2R \(γ^{null}\) mice engrafted with human peripheral blood mononuclear cells},
  series = {Disease Models \& Mechanisms},
  volume    = {6},
  journal   = {Disease Models \& Mechanisms},
  doi       = {10.1242/dmm.009167},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122189},
  pages     = {125-134},
  year      = {2013},
  abstract  = {Animal models mimicking human diseases have been used extensively to study the pathogenesis of autoimmune diseases and the efficacy of potential therapeutics. They are, however, limited with regard to their similarity to the human disease and cannot be used if the antagonist and its cognate receptor require high similarity in structure or binding. Here, we examine the induction of oxazolone-mediated features of atopic dermatitis (AD) in NOD-scid IL2R \(γ^{null}\) mice engrafted with human peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The mice developed the same symptoms as immunocompetent BALB/c mice. Histological alterations induced by oxazolone were characterized by keratosis, epithelial hyperplasia and influx of inflammatory cells into the dermis and epidermis. The cellular infiltrate was identified as human leukocytes, with T cells being the major constituent. In addition, oxazolone increased human serum IgE levels. The response, however, required the engraftment of PBMC derived from patients suffering from AD, which suggests that this model reflects the immunological status of the donor. Taken together, the model described here has the potential to evaluate the efficacy of therapeutics targeting human lymphocytes in vivo and, in addition, might be developed further to elucidate molecular mechanisms inducing and sustaining flares of the disease.},
  language  = {en}
}
@article{ChengMacIntyreRamadanAbdelmohsenetal.2015,
  author    = {Cheng, Cheng and MacIntyre, Lynsey and Ramadan Abdelmohsen, Usama and Horn, Hannes and Polymenakou, Paraskevi N. and Edrada-Ebel, RuAngelie and Hentschel, Ute},
  title     = {Biodiversity, Anti-Trypanosomal Activity Screening, and Metabolomic Profiling of Actinomycetes Isolated from Mediterranean Sponges},
  series = {PLoS One},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {9},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0138528},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125138},
  pages     = {e0138528},
  year      = {2015},
  abstract  = {Marine sponge-associated actinomycetes are considered as promising sources for the discovery of novel biologically active compounds. In the present study, a total of 64 actinomycetes were isolated from 12 different marine sponge species that had been collected offshore the islands of Milos and Crete, Greece, eastern Mediterranean. The isolates were affiliated to 23 genera representing 8 different suborders based on nearly full length 16S rRNA gene sequencing. Four putatively novel species belonging to genera Geodermatophilus, Microlunatus, Rhodococcus and Actinomycetospora were identified based on a 16S rRNA gene sequence similarity of < 98.5\% to currently described strains. Eight actinomycete isolates showed bioactivities against Trypanosma brucei brucei TC221 with half maximal inhibitory concentration (IC50) values <20 μg/mL. Thirty four isolates from the Milos collection and 12 isolates from the Crete collection were subjected to metabolomic analysis using high resolution LC-MS and NMR for dereplication purposes. Two isolates belonging to the genera Streptomyces (SBT348) and Micromonospora (SBT687) were prioritized based on their distinct chemistry profiles as well as their anti-trypanosomal activities. These findings demonstrated the feasibility and efficacy of utilizing metabolomics tools to prioritize chemically unique strains from microorganism collections and further highlight sponges as rich source for novel and bioactive actinomycetes.},
  language  = {en}
}
@article{HornHentschelRamadanAbdelmohsen2015,
  author    = {Horn, Hannes and Hentschel, Ute and Ramadan Abdelmohsen, Usama},
  title     = {Mining Genomes of Three Marine Sponge-Associated Actinobacterial Isolates for Secondary Metabolism},
  series = {Genome Announcements},
  volume    = {3},
  journal   = {Genome Announcements},
  number    = {5},
  doi       = {10.1128/genomeA.01106-15},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124887},
  pages     = {e01106-15},
  year      = {2015},
  abstract  = {Here, we report the draft genome sequences of three actinobacterial isolates, Micromonospora sp. RV43, Rubrobacter sp. RV113, and Nocardiopsis sp. RV163 that had previously been isolated from Mediterranean sponges. The draft genomes were analyzed for the presence of gene clusters indicative of secondary metabolism using antiSMASH 3.0 and NapDos pipelines. Our findings demonstrated the chemical richness of sponge-associated actinomycetes and the efficacy of genome mining in exploring the genomic potential of sponge-derived actinomycetes.},
  language  = {en}
}
@article{AdelfingerBesslerCeciletal.2015,
  author    = {Adelfinger, Marion and Bessler, Simon and Cecil, Alexander and Langbein-Laugwitz, Johanna and Frentzen, Alexa and Gentschev, Ivaylo and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Preclinical Testing Oncolytic Vaccinia Virus Strain GLV-5b451 Expressing an Anti-VEGF Single-Chain Antibody for Canine Cancer Therapy},
  series = {Viruses},
  volume    = {7},
  journal   = {Viruses},
  doi       = {10.3390/v7072811},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125705},
  pages     = {4075-4092},
  year      = {2015},
  abstract  = {Virotherapy on the basis of oncolytic vaccinia virus (VACV) strains is a novel approach for canine cancer therapy. Here we describe, for the first time, the characterization and the use of VACV strain GLV-5b451 expressing the anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) single-chain antibody (scAb) GLAF-2 as therapeutic agent against different canine cancers. Cell culture data demonstrated that GLV-5b451 efficiently infected and destroyed all four tested canine cancer cell lines including: mammary carcinoma (MTH52c), mammary adenoma (ZMTH3), prostate carcinoma (CT1258), and soft tissue sarcoma (STSA-1). The GLV-5b451 virus-mediated production of GLAF-2 antibody was observed in all four cancer cell lines. In addition, this antibody specifically recognized canine VEGF. Finally, in canine soft tissue sarcoma (CSTS) xenografted mice, a single systemic administration of GLV-5b451 was found to be safe and led to anti-tumor effects resulting in the significant reduction and substantial long-term inhibition of tumor growth. A CD31-based immuno-staining showed significantly decreased neo-angiogenesis in GLV-5b451-treated tumors compared to the controls. In summary, these findings indicate that GLV-5b451 has potential for use as a therapeutic agent in the treatment of CSTS.},
  language  = {en}
}
@article{KlammertMuellerHellmannetal.2015,
  author    = {Klammert, Uwe and M{\"u}ller, Thomas D. and Hellmann, Tina V. and Wuerzler, Kristian K. and Kotzsch, Alexander and Schliermann, Anna and Schmitz, Werner and Kuebler, Alexander C. and Sebald, Walter and Nickel, Joachim},
  title     = {GDF-5 can act as a context-dependent BMP-2 antagonist},
  series = {BMC Biology},
  volume    = {13},
  journal   = {BMC Biology},
  number    = {77},
  doi       = {10.1186/s12915-015-0183-8},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125550},
  year      = {2015},
  abstract  = {Background Bone morphogenetic protein (BMP)-2 and growth and differentiation factor (GDF)-5 are two related transforming growth factor (TGF)-β family members with important functions in embryonic development and tissue homeostasis. BMP-2 is best known for its osteoinductive properties whereas GDF-5—as evident from its alternative name, cartilage derived morphogenetic protein 1—plays an important role in the formation of cartilage. In spite of these differences both factors signal by binding to the same subset of BMP receptors, raising the question how these different functionalities are generated. The largest difference in receptor binding is observed in the interaction with the type I receptor BMPR-IA. GDF-5, in contrast to BMP-2, shows preferential binding to the isoform BMPR-IB, which is abrogated by a single amino acid (A57R) substitution. The resulting variant, GDF-5 R57A, represents a "BMP-2 mimic" with respect to BMP receptor binding. In this study we thus wanted to analyze whether the two growth factors can induce distinct signals via an identically composed receptor. Results Unexpectedly and dependent on the cellular context, GDF-5 R57A showed clear differences in its activity compared to BMP-2. In ATDC-5 cells, both ligands induced alkaline phosphatase (ALP) expression with similar potency. But in C2C12 cells, the BMP-2 mimic GDF-5 R57A (and also wild-type GDF-5) clearly antagonized BMP-2-mediated ALP expression, despite signaling in both cell lines occurring solely via BMPR-IA. The BMP-2- antagonizing properties of GDF-5 and GDF-5 R57A could also be observed in vivo when implanting BMP-2 and either one of the two GDF-5 ligands simultaneously at heterotopic sites. Conclusions Although comparison of the crystal structures of the GDF-5 R57A:BMPR-IAEC- and BMP-2:BMPR-IAEC complex revealed small ligand-specific differences, these cannot account for the different signaling characteristics because the complexes seem identical in both differently reacting cell lines. We thus predict an additional component, most likely a not yet identified GDF-5-specific co-receptor, which alters the output of the signaling complexes. Hence the presence or absence of this component then switches GDF-5′s signaling capabilities to act either similar to BMP-2 or as a BMP-2 antagonist. These findings might shed new light on the role of GDF-5, e.g., in cartilage maintenance and/or limb development in that it might act as an inhibitor of signaling events initiated by other BMPs.},
  language  = {en}
}
@article{ZhangLeeWehneretal.2015,
  author    = {Zhang, Yi and Lee, Chil-Woo and Wehner, Nora and Imdahl, Fabian and Svetlana, Veselova and Weiste, Christoph and Dr{\"o}ge-Laser, Wolfgang and Deeken, Rosalia},
  title     = {Regulation of Oncogene Expression in T-DNA-Transformed Host Plant Cells},
  series = {PLoS Pathogens},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS Pathogens},
  number    = {1},
  doi       = {10.1371/journal.ppat.1004620},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125256},
  pages     = {e1004620},
  year      = {2015},
  abstract  = {Virulent Agrobacterium tumefaciens strains integrate their T-DNA into the plant genome where the encoded agrobacterial oncogenes are expressed and cause crown gall disease. Essential for crown gall development are IaaH (indole-3-acetamide hydrolase), IaaM (tryptophan monooxygenase) and Ipt (isopentenyl transferase), which encode enzymes for the biosynthesis of auxin (IaaH, IaaM) and cytokinin (Ipt). Although these oncogenes are well studied as the tumor-inducing principle, nothing is known about the regulation of oncogene expression in plant cells. Our studies show that the intergenic regions (IGRs) between the coding sequences (CDS) of the three oncogenes function as promoters in plant cells. These promoters possess a eukaryotic sequence organization and cis-regulatory elements for the binding of plant transcription factors. WRKY18, WRKY40, WRKY60 and ARF5 were identified as activators of the Ipt promoter whereas IaaH and IaaM is constitutively expressed and no transcription factor further activates their promoters. Consistent with these results, the wrky triple mutant plants in particular, develops smaller crown galls than wild-type and exhibits a reduced Ipt transcription, despite the presence of an intact ARF5 gene. WRKY40 and WRKY60 gene expression is induced by A. tumefaciens within a few hours whereas the ARF5 gene is transcribed later during crown gall development. The WRKY proteins interact with ARF5 in the plant nucleus, but only WRKY40 together with ARF5 synergistically boosts the activation of the Ipt promoter in an auxin-dependent manner. From our data, we propose that A. tumefaciens initially induces WRKY40 gene expression as a pathogen defense response of the host cell. The WRKY protein is recruited to induce Ipt expression, which initiates cytokinin-dependent host cell division. With increasing auxin levels triggered by ubiquitous expression of IaaH and IaaM, ARF5 is activated and interacts with WRKY40 to potentiate Ipt expression and balance cytokinin and auxin levels for further cell proliferation.},
  language  = {en}
}
@article{AbdelmohsenChengViegelmannetal.2014,
  author    = {Abdelmohsen, Usama Ramadan and Cheng, Cheng and Viegelmann, Christina and Zhang, Tong and Grkovic, Tanja and Ahmed, Safwat and Quinn, Ronald J. and Hentschel, Ute and Edrada-Ebel, RuAngelie},
  title     = {Dereplication Strategies for Targeted Isolation of New Antitrypanosomal Actinosporins A and B from a Marine Sponge Associated-Actinokineospora sp EG49},
  series = {Marine Drugs},
  volume    = {12},
  journal   = {Marine Drugs},
  number    = {3},
  issn      = {1660-3397},
  doi       = {10.3390/md12031220},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119876},
  pages     = {1220-44},
  year      = {2014},
  abstract  = {High resolution Fourier transform mass spectrometry (HRFTMS) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy were employed as complementary metabolomic tools to dereplicate the chemical profile of the new and antitrypanosomally active sponge-associated bacterium Actinokineospora sp. EG49 extract. Principal Component (PCA), hierarchical clustering (HCA), and orthogonal partial least square-discriminant analysis (OPLS-DA) were used to evaluate the HRFTMS and NMR data of crude extracts from four different fermentation approaches. Statistical analysis identified the best culture one-strain-many-compounds (OSMAC) condition and extraction procedure, which was used for the isolation of novel bioactive metabolites. As a result, two new O-glycosylated angucyclines, named actinosporins A (1) and B (2), were isolated from the broth culture of Actinokineospora sp. strain EG49, which was cultivated from the Red Sea sponge Spheciospongia vagabunda. The structures of actinosporins A and B were determined by 1D- and 2D-NMR techniques, as well as high resolution tandem mass spectrometry. Testing for antiparasitic properties showed that actinosporin A exhibited activity against Trypanosoma brucei brucei with an IC₅₀ value of 15 µM; however no activity was detected against Leishmania major and Plasmodium falciparum, therefore suggesting its selectivity against the parasite Trypanosoma brucei brucei; the causative agent of sleeping sickness.},
  language  = {en}
}
@article{GohlkeDeeken2014,
  author    = {Gohlke, Jochen and Deeken, Rosalia},
  title     = {Plant responses to Agrobacterium tumefaciens and crown gall development},
  series = {Frontiers in Plant Science},
  volume    = {5},
  journal   = {Frontiers in Plant Science},
  number    = {155},
  issn      = {1664-462X},
  doi       = {10.3389/fpls.2014.00155},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119768},
  year      = {2014},
  abstract  = {Agrobacterium tumefaciens causes crown gall disease on various plant species by introducing its T-DNA into the genome. Therefore, Agrobacterium has been extensively studied both as a pathogen and an important biotechnological tool. The infection process involves the transfer of T-DNA and virulence proteins into the plant cell. At that time the gene expression patterns of host plants differ depending on the Agrobacterium strain, plant species and cell-type used. Later on, integration of the T-DNA into the plant host genome, expression of the encoded oncogenes, and increase in phytohormone levels induce a fundamental reprogramming of the transformed cells. This results in their proliferation and finally formation of plant tumors. The process of reprogramming is accompanied by altered gene expression, morphology and metabolism. In addition to changes in the transcriptome and metabolome, further genome-wide ("omic") approaches have recently deepened our understanding of the genetic and epigenetic basis of crown gall tumor formation. This review summarizes the current knowledge about plant responses in the course of tumor development. Special emphasis is placed on the connection between epigenetic, transcriptomic, metabolomic, and morphological changes in the developing tumor. These changes not only result in abnormally proliferating host cells with a heterotrophic and transport-dependent metabolism, but also cause differentiation and serve as mechanisms to balance pathogen defense and adapt to abiotic stress conditions, thereby allowing the coexistence of the crown gall and host plant.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{WalpergebSchwarz2020,
  author    = {Walper [geb. Schwarz], Elisabeth},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung von Transkriptionsfaktoren in der pflanzlichen Antwort auf das Oxylipin 9-Hydroxyoktadekatriens{\"a}ure (9-HOT)},
  doi       = {10.25972/OPUS-12804},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128047},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Oxylipine werden in der Pflanze unter Stressbedingungen gebildet. Die daf{\"u}r notwendige Oxidation von Fetts{\"a}uren wird entweder nicht-enzymatisch {\"u}ber Radikale wie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) oder enzymatisch {\"u}ber Lipoxygenasen katalysiert. Abh{\"a}ngig von der Position der Oxidation in der Fetts{\"a}ure entstehen dabei C13- oder C9-Oxylipine. Sehr gut erforscht sind C13-Oxylipine wie Jasmons{\"a}ure (JA), die bei biotischem Stress und Verwundung gebildet werden und bei exogener Gabe das Wurzelwachstum von Arabidopsis thaliana hemmen. Die C9-Oxylipine wie 9-Hydroxyoktadekatriens{\"a}ure (9-HOT) sind erst wenig erforscht. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung von Transkriptionsfaktoren, mit dem Fokus auf 9-HOT-vermittelte Signalwegen in Arabidopsis thaliana. Da bekannt ist, dass auch sie zu einer Hemmung des Wurzelwachstums f{\"u}hren, wurde dazu die Untersuchung des Wurzelwachstums von 10 Tage alten Keimlingen etabliert. Funktionsgewinn-Mutanten des Transkriptionsfaktors TGA5 sowie des TGA5-Zielgens CYTOCHROM P450 MONOOXYGENASE CYP81D11 zeigten auf 9-HOT ein verglichen mit Col-0 deutlich besseres Wurzelwachstum. Die AtTORF-Ex-Kollektion, eine große Sammlung an {\"U}berexpressions-Linien verschiedener Transkriptionsfaktoren, wurde hinsichtlich Wurzelwachstums auf dem Oxylipin 9-HOT analysiert. Die Gesamtheit der untersuchten Pflanzen enthielt 263 unabh{\"a}ngige TF-Expressions-Konstrukte. Von 6087 untersuchten Pflanzen zeigten 201 Pflanzen keine Hemmung des Wurzelwachstums auf 9-HOT. Dabei konnten 80 verschiedene Transkriptionsfaktoren identifiziert werden, deren {\"U}berexpression die Wurzelwachstums-hemmende Wirkung von 9-HOT kompensiert. Es zeigte sich eine H{\"a}ufung von Transkriptionsfaktoren der ERF- (ethylene responsive factor) Familie. Die verst{\"a}rkte Expression der nahe verwandten Transkriptionsfaktoren ERF106 und ERF107 erm{\"o}glichte sowohl auf 9-HOT als auch auf 9-KOT ein l{\"a}ngeres Wurzelwachstum im Vergleich zum Wildtyp. Die Genexpression von ERF106 und ERF107 wird durch {\"U}berflutung aktiviert. Durch {\"U}berflutung wird im Wildtyp die Expression von Hypoxia-Antwort-Genen wie HRE1, SUS4 oder PDC1 induziert. In den Funktionsverlust-Mutanten sind diese Gene in der Expression aber nicht beeinflusst. Auch ist nach {\"U}berflutung im normalen Tag / Nacht-Rhythmus kein signifikanter Unterschied im {\"U}berleben zwischen Col-0 und den Mutanten erf106, erf107 und erf106xerf107 nachweisbar. Zur Identifikation m{\"o}glicher Ziel-Gene von ERF106 und ERF107 wurden Transkriptom-Analysen durchgef{\"u}hrt. Die Funktionsverlust-Mutanten erf106, erf107 und erf106xerf107 zeigten weder im Grundzustand noch nach 4 Stunden {\"U}berflutung Ver{\"a}nderungen in den bekannten Hypoxia-Antwort-Genen. Die Funktionsgewinn-Mutanten von ERF106 und ERF107 zeigten in der Transkriptom-Analyse eine deutliche Aktivierung von Genen, die wichtig f{\"u}r Entgiftung und Stressabwehr sind. Ebenso wurden wichtige Biosynthese-Gene aus der Camalexin- und Glukosinolat-Synthese in den Funktionsgewinn-Mutanten verst{\"a}rkt exprimiert. Des Weiteren konnte eine verringerte Expression von Genen beobachtet werden, die wichtig f{\"u}r die Regulation der Eisen-Aufnahme sind, darunter bHLH-Transkriptionsfaktoren, der Eisen-Transporter IRON REGULATED TRANSPORTER 1 (IRT1) und die Eisen-Reduktase FERRIC REDUCTION OXIDASE 2 (FRO2). Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit durch die Untersuchung der AtTORF-Ex-Kollektion mehrere TF identifiziert, die wichtige Abwehr-Gene gegen Stress- und Vergiftung sowie bedeutende Gene im Bereich der Biosynthese und Eisenaufnahme regulieren k{\"o}nnen, um so die Antwort auf C9-Oxylipine zu beeinflussen.},
  subject      = {Oxylipine},
  language  = {de}
}
@article{BoehmScherzerKroletal.2016,
  author    = {B{\"o}hm, Jennifer and Scherzer, S{\"o}nke and Krol, Elzbieta and Kreuzer, Ines and von Meyer, Katharina and Lorey, Christian and Mueller, Thomas D. and Shabala, Lana and Monte, Isabel and Salano, Roberto and Al-Rasheid, Khaled A. S. and Rennenberg, Heinz and Shabala, Sergey and Neher, Erwin and Hedrich, Rainer},
  title     = {The Venus Flytrap Dionaea muscipula Counts Prey-Induced Action Potentials to Induce Sodium Uptake},
  series = {Current Biology},
  volume    = {26},
  journal   = {Current Biology},
  number    = {3},
  doi       = {10.1016/j.cub.2015.11.057},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128054},
  pages     = {286-295},
  year      = {2016},
  abstract  = {Carnivorous plants, such as the Venus flytrap (Dionaea muscipula), depend on an animal diet when grown in nutrient-poor soils. When an insect visits the trap and tilts the mechanosensors on the inner surface, action potentials (APs) are fired. After a moving object elicits two APs, the trap snaps shut, encaging the victim. Panicking preys repeatedly touch the trigger hairs over the subsequent hours, leading to a hermetically closed trap, which via the gland-based endocrine system is flooded by a prey-decomposing acidic enzyme cocktail. Here, we asked the question as to how many times trigger hairs have to be stimulated (e.g., now many APs are required) for the flytrap to recognize an encaged object as potential food, thus making it worthwhile activating the glands. By applying a series of trigger-hair stimulations, we found that the touch hormone jasmonic acid (JA) signaling pathway is activated after the second stimulus, while more than three APs are required to trigger an expression of genes encoding prey-degrading hydrolases, and that this expression is proportional to the number of mechanical stimulations. A decomposing animal contains a sodium load, and we have found that these sodium ions enter the capture organ via glands. We identified a flytrap sodium channel DmHKT1 as responsible for this sodium acquisition, with the number of transcripts expressed being dependent on the number of mechano-electric stimulations. Hence, the number of APs a victim triggers while trying to break out of the trap identifies the moving prey as a struggling Na+-rich animal and nutrition for the plant.},
  subject      = {Venusfliegenfalle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gupta2007,
  author    = {Gupta, Kapuganti Jagadis},
  title     = {Nitric oxide in plants: Investigation of synthesispathways and role in defense against avirulent Pseudomonas},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25545},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Zahl der physiologischen Prozesse in Pflanzen, die scheinbar durch NO reguliert werden, hat in den letzten Jahren stark zugenommen. NO {\"u}bernimmt wichtige Rollen f{\"u}r die Steuerung von Wachstum und Entwicklung, f{\"u}r die Pathogenresistenz und bei abiotischem Stress, sowohl in unterirdischen als auch in oberirdischen Organen. In Pflanzen wurden bisher eine Reihe verschiedener enzymatischer und einige wenige nichtenzymatische Synthesewege f{\"u}r NO vorgeschlagen. Das Hauptziel dieser Arbeit bestand nun darin, die NO Produktion von Pflanzen und speziell von Wurzeln m{\"o}glichst quantitativ zu erfassen und die beteiligten Enzyme zu identifizieren. Dieses Ziel sollte vor allem durch Chemilumineszenz-Messung von NO in der Gasphase (= direkte Chemilumineszenz) erreicht werden, aber auch durch die indirekte Chemilumineszenz, bei welcher Spuren von NO-Oxidationsprodukten wie Nitrat und Nitrit erfasst werden. Als Versuchspflanzen wurden verwendet: Wildtypen von Nicotiana tabacum cv. Xanthi oder cv. Gatersleben; Nitratreduktase-freie, auf Ammonium-N angezogene Mutanten, die keine Nitratreduktase (NR) induzieren; WT Pflanzen, die auf Wolframat angezogen wurden um die Synthese funktionaler MoCo-Enzyme zu unterbinden; eine NO-{\"u}berproduzierende, Nitritreduktase (NiR)-freie Transformante, sowie gelegentlich Gerste, Reis und Erbsen. Eine hypersensitive Reaktion (HR) von Tabak wurde erzeugt durch Druckinfiltration von avirulenten Bakterien des Stammes Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. Bei Sauerstoffkonzentrationen \&\#8804;1\% wurde exogenes Nitrit auch von v{\"o}llig NR-freien Wurzeln zu NO reduziert. Folglich war NR nicht die einzige NO-Quelle von Wurzeln. Im Gegensatz dazu waren NR-freie Blattstreifen nicht in der Lage, Nitrit zu NO umzusetzen. Die NO-Bildung von Wurzeln wurde außerdem durch Hemmstoffe des mitochondrialen Elektronentransportes, Myxothiazol und Salicylhydroxams{\"a}ure (SHAM) gehemmt, w{\"a}hrend die NO-Produktion von NR-exprimierenden Blattstreifen gegen diese Inhibitoren unempfindlich war. Damit stimmte auch {\"u}berein, dass gereinigte Mitochondrien aus Wurzeln, aber nicht die aus Bl{\"a}ttern Nitrit mit Hilfe von NADH zu NO reduzieren konnten. Die Inhibitor-Wirkung l{\"a}sst darauf schließen, dass in Wurzelmitochondrien beide terminalen Oxidasen and der NO-Bildung beteiligt sind, und dass selbst in NR-haltigen Wurzeln ein großer Teil der Reduktion von Nitrit zu NO durch die Mitochondrien bewerkstelligt wird, und weniger durch NR selbst. Die Unterschiedliche F{\"a}higkeit von Blatt-und Wurzelmitochondrien zur anaeroben Nitrit:NO-Reduktion wurde nicht nur bei Tabak, sondern auch bei Arabidopsis, Gerste und Erbse gefunden. Sie scheint also eine generelle Eigenschaft h{\"o}herer Pflanzen zu sein. Die Nitrit:NO Reduktion wurden auch direkt als Nitrit- bzw. NADH-Verbrauch gemessen. Die Reaktion war außerdem exklusiv mit der Membranfraktion der Mitochondrien assoziert, ohne jede Beteiligung von Matrixkomponenten. Es wurde auch gepr{\"u}ft, ob Wurzelmitochondrien und- gereinigte Membranen NO ausschließlich aus Nitrit produzierten, oder eventuell auch {\"u}ber eine NO-Synthase (NOS). Außerdem wurde untersucht, ob und in welchem Umfang die NO-Messungen durch eine NO-Oxidation verf{\"a}lscht werden konnten. Zus{\"a}tzlich zur Chemilumineszenz wurden Fluoreszenzmessungen mit Diaminofluoreszeinen (DAF) zum Vergleich herangezogen. In Luft produzierten Mitochondrien ja kein Nitrit-abh{\"a}ngiges NO, und eine NOS-Aktivit{\"a}t konnte weder durch direkte noch durch indirekte Chemilumineszenz nachgewiesen werden. Mit DAF-2 oder DAR-4M wurde jedoch eine L-Arginin-abh{\"a}ngige Fluoreszenzerh{\"o}hung beobachtet. Diese scheinbare NOS-Aktivit{\"a}t wurde mit kommerzieller iNOS verglichen und zeigte dabei sehr untypische Antworten auf NOS-Inhibitoren, Substrate und Kofaktoren. Sie wird deshalb als Artefakt beurteilt. Bei Verwendung von iNOS wurden ca. 2/3 des insgesamt produzierten NO zu (Nitrit+Nitrat) oxidiert. Mitochondrien scheinen NO zu verbrauchen, ohne jedoch die Oxidation von NO zu (Nitrit+Nitrat) zu erh{\"o}hen. Vermutlich wird dabei ein fl{\"u}chtiges Intermediat gebildet (eventuell N2O3). In unserer Gruppe wurde k{\"u}rzlich gezeigt, dass der pilzliche Elicitor Cryptogein eine hypersensitive Reaktion (HR) bei Tabak hervorrief, die v{\"o}llig unabh{\"a}ngig von der Gegenwart oder Abwesenheit von NR war. Eine Schlussfolgerung daraus war, dass die NR-abh{\"a}ngige NO-Bildung f{\"u}r die HR keine Rolle spielte. Hier pr{\"a}sentieren wir Hinweise darauf, dass dieses Szenario Cryptogein-spezifisch sein k{\"o}nnte. Pseudomonas syringae pv phaseolicola wurde in Tabakbl{\"a}tter des Wildtyps und derNiR-defizienten, NO-{\"u}berproduzierenden Mutante (clone 271) infiltriert, die entweder auf Ammonium oder auf Nitrat angezogen waren. Es wurde die Entwicklung der L{\"a}sionen, das Bakterienwachstum und die Zuckerkonzentrationen in den Bl{\"a}ttern und im Blattapoplasten verfolgt. Die L{\"a}sionen-Entwicklung war positiv, und das Bakterienwachstum negativ korreliert mit der Nitrat-Ern{\"a}hrung und einer eventuellen NO-Produktion. Das Bakterienwachstum war positiv korreliert mit einer Ammonium-Ern{\"a}hrung und mit apoplastischen Zuckerkonzentrationen. Der Gesamtgehalt an freier + konjugierter Salicyls{\"a}ure (SA) war durch bakterielle Infektion immer drastisch gesteigert, aber ohne klare Korrelation mit einer NO-Produktion. In Gegenwart von Cryptogein war das Wachstum von Pseudomonas fast v{\"o}llig gehemmt. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass die vermutete gegenseitige Abh{\"a}ngigkeit von Bakterienwachstum, NO-Produktion und der HR sehr komplex ist und nicht auf einfache unifaktorielle Beziehungen reduziert werden kann.},
  subject      = {Pflanzen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Reyer2020,
  author    = {Reyer, Antonella},
  title     = {Charakterisierung des Channelrhodopsin-2 aus Chlamydomonas reinhardtii als nicht-invasives, optogenetisches Werkzeug zur funktionellen Analyse elektrischer Signale in Pflanzen},
  doi       = {10.25972/OPUS-21867},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-218671},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Ebenso wie Tiere verf{\"u}gen Pflanzen {\"u}ber die F{\"a}higkeit elektrische Signale zu generieren. Dabei repr{\"a}sentieren elektrische Signale - Membranpotential{\"a}nderungen an der Plasmamembran - die fr{\"u}hesten Antworten, welche an Pflanzenzellen im Zuge ver{\"a}nderter externer und intrinsischer Bedingungen beobachtet werden k{\"o}nnen. Stimuli wie K{\"a}lte, Hitze, Verwundung, Herbivorie und Pathogene, aber auch physiologische Prozesse, wie Wachstum und Best{\"a}ubung f{\"u}hren zur {\"A}nderung des Potentials der Plasmamembran pflanzlicher Zellen. Die meisten dieser Membranpotential{\"a}nderungen bestehen aus einer schnellen Depolarisation, gefolgt von einer Repolarisation des Membranpotentials, deren Kinetik, in Abh{\"a}ngigkeit des Stimulus hoch variabel sein kann. Das Wissen {\"u}ber die molekularen Grundlagen der Generierung und Weiterleitung elektrischer Signale in Pflanzen ist im Gegensatz zu Tieren nur wenig verstanden. Eine Ausnahme stellen ‚klassisch-erregbare' Pflanzen wie die Venusfliegenfalle oder die Mimose dar. In diesen Pflanzen f{\"u}hrt ein Ber{\"u}hrungsreiz zur Ausl{\"o}sung eines charakteristischen Aktionspotentials, welches in der Folge zu einer, auf differentiellen Turgor{\"a}nderungen basierenden, nastischen Bewegung f{\"u}hrt. In allen anderen Pflanzen ist die Kinetik der Membranpotential{\"a}nderungen sehr variabel, abh{\"a}ngig vom Stimulus und dem physiologischen Zustand der Zellen und - mit Ausnahme der Reaktion auf einen K{\"a}ltestimulus - lediglich nach langen Latenzzeiten wiederholbar. Dieser Umstand verhindert eine systematische Analyse der molekularen Basis elektrischer Signale in den meisten Pflanzen. Ziel dieser Arbeit war es daher, auf der Basis des Channelrhodopsin-2 (ChR2) aus der Gr{\"u}nalge Chlamydomonas reinhardtii, welches bereits seit 2005 in der Neurobiologie genutzt wird, ein nicht-invasives Werkzeug zur funktionellen Analyse elektrischer Signale in Pflanzen zu etablieren. ChR2 ist ein Blaulicht-aktivierter Kationenkanal, der f{\"u}r seine Funktion all trans-Retinal als Cofaktor ben{\"o}tigt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Varianten des ChR2, mit einem Schwerpunkt auf ChR2-C128T und vor allem ChR2-D156C, auch bekannt als ChR2-XXL eingesetzt. ChR2 konnte bereits durch M. Baumann im Rahmen ihrer Dissertation funktionell im transienten Expressionssystem Nicotiana benthamiana dargestellt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das System weiter ausgebaut und die besonders aussichtsreichen ChR2-Varianten nicht nur in N. benthamiana, sondern auch in stabilen Arabidopsis thaliana Linien funktionell charakterisiert. Dabei konnte mit dem ChR2-XXL ein geeignetes optogenetisches Werkzeug zur Untersuchung elektrischer Signale in Pflanzen identifiziert werden. ChR2-XXL bietet die M{\"o}glichkeit das Membranpotential durch kurze, 5 s Blaulichtpulse im Mittel um 95 mV zu depolarisieren und im Anschluss die Repolarisationsphase zu untersuchen. Blaulicht-induzierbare, ChR2-XXL-vermittelte Depolarisationen konnten, reproduzierbar und beliebig oft an den gleichen Zellen wiederholt ausgel{\"o}st werden. Dadurch erm{\"o}glicht ChR2-XXL die bisher nur unzureichend bekannten molekularen Komponenten der Repolarisation des Membranpotentials in Pflanzen zu erforschen. In tierischen Zellen generieren spannungsabh{\"a}ngige Natriumkan{\"a}le die Depolarisation, w{\"a}hrend spannungsabh{\"a}ngige Kaliumkan{\"a}le die Depolarisationskinetik bestimmen. Die im Vergleich zu tierischen Zellen ver{\"a}nderten Ionengradienten lassen vermuten, dass die pflanzliche Depolarisation im Wesentlichen durch Ca2+-abh{\"a}ngige Anionenkan{\"a}le vermittelt wird, die durch den Efflux von Cl- das Membranpotential depolarisieren. F{\"u}r die Repolarisation wird zum einen die Beteiligung von ausw{\"a}rtsgleichrichtenden Kaliumkan{\"a}len postuliert. Zum anderen wird auch eine Beteiligung der Plasmamembran (PM) H+-ATPasen vermutet, welche gleichzeitig einen essentiellen Beitrag zur Generierung des Ruhepotentials leisten. In der vorliegenden Arbeit wurde es durch den Einsatz von ChR2-XXL m{\"o}glich, beide potentiellen Komponenten der Repolarisationsphase, Kaliumkan{\"a}le und PM H+-ATPasen, erstmals durch eine nicht-invasive, Anionen-unabh{\"a}ngige Methode der Depolarisation zu untersuchen. Durch den Einsatz von Mutanten und Kaliumkanalinhibitoren konnte ein m{\"o}glicher Beitrag des ausw{\"a}rtsgleichrichtenden Kaliumkanals Arabidopsis thaliana GUARD CELL OUTWARD RECTIFYING K+ CHANNEL (AtGORK) an der Repolarisationsphase in Arabidopsis Mesophyllzellen nahezu ausgeschlossen werden. Der ausw{\"a}rtsgleichrichtende Kaliumkanal GORK {\"o}ffnet erst bei Membranpotentialen positiv vom Gleichgewichtspotential f{\"u}r Kaliumionen (EK (-118 mV)). Da die ChR2-induzierbaren Depolarisationen ebenso wie viele nat{\"u}rliche Stimuli, diesen Wert kaum erreichen oder nur geringf{\"u}gig {\"u}berschreiten, leistet der GORK einen geringf{\"u}gigen Beitrag bei der Repolarisation. Dies ließ vermuten, dass die Repolarisation von EK bis zum Ruhepotential bei ca. -180 mV dagegen m{\"o}glicherweise durch die PM H+-ATPasen bewerkstelligt wird. Die Wirkung des PM H+-ATPase Inhibitors Natriumorthovanadat, sowie des PM H+-ATPase Aktivators Fusicoccin auf die Repolarisationsphase konnten diese Hypothese unterst{\"u}tzen. Die Hemmung der PM H+-ATPasen verlangsamte die Repolarisationskinetik w{\"a}hrend eine Aktivierung der PM H+-ATPasen diese beschleunigte. So wurde es erstmals m{\"o}glich den genauen Einfluss der PM H+-ATPasen auf Wiederherstellung des Membranpotentials w{\"a}hrend der Repolarisation in Mesophyllzellen zu studieren. Dar{\"u}ber hinaus wurde beobachtet, dass in Gegenwart des Kaliumkanalblockers Ba2+ die Repolarisation ebenfalls beschleunigt werden konnte. In {\"U}bereinstimmung mit dem ‚Pump-and-Leak'-Modell (Alberts et al. 2002) deutet dies darauf hin, dass schwach einw{\"a}rtsgleichrichtende Kaliumkan{\"a}le, wie der ARABIDOPSIS K+ TRANSPORTER 2 (AKT2) dem PM H+-ATPasen Protonengradienten entgegenwirken und somit das Ruhepotential aus der Summe der bewegten Ladungen von Pumpen und Kaliumkan{\"a}len bestimmt wird. Das m{\"o}gliche Potenzial optogenetischer, Rhodopsin-basierter Werkzeuge f{\"u}r die molekulare Analyse elektrischer Signale, insbesondere unter Einsatz der breiten Palette lichtgesteuerter Pumpen und Kan{\"a}le, ihrer spektralen Diversit{\"a}t und ihrer Einkreuzung in ausgew{\"a}hlte Arabidopsis Mutanten wird diskutiert.},
  subject      = {pflanzliche Elektrophysiologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bonfig2008,
  author    = {Bonfig, Katharina Barbara},
  title     = {Untersuchungen zur Rolle des Kohlenhydratmetabolismus w{\"a}hrend Pflanze-Pathogen-Interaktionen und der Keimlingsentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32488},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Invertasen sind Schl{\"u}sselenzyme in der Kohlenhydratverteilung und haben m{\"o}glicherweise auch w{\"a}hrend einer Pathogeninfektion eine zentrale Bedeutung. In vorliegender Arbeit wurde zun{\"a}chst die Regulation verschiedener Stoffwechselwege in Arabidopsis thaliana nach Infektionen mit einem virulenten oder avirulenten Stamm von Pseudomonas syringae untersucht. Mit Hilfe der Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung konnten r{\"a}umliche und zeitliche Ver{\"a}nderungen der Photosynthese verfolgt werden. Verschiedene Parameter waren unterschiedlich reguliert. In beiden Interaktionen waren Effekte nur lokal um die Infektionsstellen erkennbar und qualitativ {\"a}hnlich. Unterschiede waren im zeitlichen Eintreten und Verlauf sichtbar. Die Methode schien geeignet f{\"u}r die sensitive, nicht-invasive Pathogenfr{\"u}herkennung vor dem Auftreten sichtbarer Symptome. Die Regulation verschiedener Gene innerhalb von Source-Sink-{\"U}berg{\"a}ngen und die Aktivit{\"a}t von Invertasen war in den beiden Interaktionen qualitativ unterschiedlich. Die Infektion mit virulenten Bakterien resultierte in einer Repression photosynthetischer Gene. Die Aktivit{\"a}t vakuol{\"a}rer Invertasen stieg vor{\"u}bergehend nach Infektion mit virulenten Bakterien an, w{\"a}hrend sie nach Infektion mit avirulenten Bakterien sank. Die Aktivit{\"a}t extrazellul{\"a}rer Invertasen war in beiden Interaktionen reprimiert. Die erfolgreiche Generierung verschiedener Bakterienst{\"a}mme von P. syringae, die das gr{\"u}n fluoreszierende Protein exprimieren, kann bei der weiteren Charakterisierung von Pflanze-Pathogen-Interaktionen helfen. Die Regulation von Invertasen erfolgt auf transkriptioneller und posttranslationaler Ebene. Um die Funktion von Invertasen in Pflanze-Pathogen-Interaktionen zu verstehen, wurde zun{\"a}chst die Regulation von Invertasen durch endogene proteinogene Invertaseinhibitoren untersucht. In {\"U}bereinstimmung mit in silico Expressionsdaten konnte durch Untersuchung von Reportergenlinien und in Northern Blot Analysen eine starke Expression von Invertaseinhibitoren in Bl{\"a}ttern von A. thaliana festgestellt werden. Nach Applikation biotischer und abiotischer Stressfaktoren wurde diese Expression nahezu vollst{\"a}ndig reprimiert. Die indirekte Bestimmung der Invertaseinhibitoraktivit{\"a}t durch Messung der Invertaseaktivit{\"a}t in Mischextrakten zeigte, dass diese nach einer Pathogeninfektion vollst{\"a}ndig reprimiert war. In funktionellen Ans{\"a}tzen wurden transgene Pflanzen generiert, die Invertaseinhibitoren unter Kontrolle induzierbarer Promotoren exprimieren. Die Induktion der Invertaseinhibitorexpression {\"a}nderte die Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber verschiedenen Pathogenen nicht signifikant. In einem pharmakologischen Ansatz wurde der chemische Inhibitor Acarbose zur Hemmung der Invertaseaktivit{\"a}t in A. thaliana verwendet. Eine Behandlung von Bl{\"a}ttern bei gleichzeitiger Infektion mit Bakterien verursachte eine erh{\"o}hte Sensitivit{\"a}t der Pflanzen gegen{\"u}ber der Infektion, eine st{\"a}rkere Repression verschiedener Chlorophyllfluoreszenzparameter sowie ein erh{\"o}htes Bakterienwachstum im Vergleich zu einer Infektion mit den Bakterien allein. Keine Effekte wurden auf transkriptioneller Ebene bei der Untersuchung von Genen verschiedener Stoffwechselwege gefunden. Die Invertaseaktivit{\"a}t nach zus{\"a}tzlicher Behandlung mit Acarbose war tendenziell niedriger als die Aktivit{\"a}t nach einer Pathogeninfektion alleine. Acarbose erh{\"o}hte die Spiegel an Salicyls{\"a}ure unabh{\"a}ngig von einer Pathogeninfektion. Da das Bakterienwachstum in Mutanten des Salicyls{\"a}ure-vermittelten Abwehrweges bei zus{\"a}tzlicher Behandlung mit Acarbose ebenfalls erh{\"o}ht war, kann eine Beteiligung dieses Abwehrweges am Acarboseeffekt bisher ausgeschlossen werden. Invertasen sind neben ihrer Beteiligung an der Abwehr f{\"u}r die Regulation von Entwicklungsprozessen wichtig. In einem funktionellen Ansatz mit Pflanzen, die Invertaseinhibitoren induzierbar produzieren, wurde die Funktion von Invertasen getestet. Zur Generierung spezifischer Effekte wurden die Inhibitoren unter Kontrolle synthetischer Promotoren in A. thaliana exprimiert. Unerwarteterweise war das Wachstum putativ transgener Keimlinge jedoch im 4-Blatt-Stadium arretiert. Eine Analyse der Aktivit{\"a}t der ß-Glucuronidase in den entsprechenden Reporterlinien zeigte eine Korrelation zwischen der Wachstumsarretierung und einer hohen Aktivit{\"a}t dieser Promotoren unter verschiedenen in vitro Bedingungen. Dieser negative Effekt der Invertaseinhibition auf das Keimlingswachstum wurde in transgenen Tabakpflanzen bekr{\"a}ftigt, die Invertaseinhibitoren unter Kontrolle eines Tetracyclin-induzierbaren Promotors exprimierten. Eine erfolgreiche Induktion des Promotors resultierte in einer Reduktion des Frischgewichtes der Keimlinge. Mittels in silico Expressionsdaten und Northern Blot Analysen konnte f{\"u}r A. thaliana eine spezifische und starke Expression verschiedener Invertaseisoformen in Keimlingen nachgewiesen werden. Diese komplement{\"a}ren Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit der Invertaseaktivit{\"a}t f{\"u}r eine normale Keimlingsentwicklung.},
  subject      = {Invertase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Levchenko2009,
  author    = {Levchenko, Victor},
  title     = {Studies of CA 2+ -signaling and CL-conductance changes in response to abscisic acid, voltage changes and cold, in the plasma membrane of guard cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-45309},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Land plants must control the transpiration water stream and balance it with carbon dioxide uptake for optimal photosynthesis. A highly specialized type of plant cell called guard cells have evolutionary appeared which are suited for this complicated purpose. Guard cells are located by pairs on aerated plant surface and form stomata - structural units, which represent highly regulated "watergate" (Roelfsema and Hedrich, 2005). Guard cells sense many environmental and internal plant-derived stimuli and by changing degree of their swelling tightly regulate diffusion of water vapor and other gases. Cell processes taking place in stomata during their movements had been a subject of intensive investigation for more than three decades (Schroeder et al., 2001; Assmann and Shimazaki, 1999). With use of electrophysiological technique the basic processes underlying stomatal movements were described (Thiel et al., 1992; Dietrich et. al., 2001; Roelfsema and Hedrich, 2005). Another set of questions arised between plant biologists is how the signals affecting stomatal aperture are transduced in guard cells starting from perception by receptor structures and ending on the osmodynamic motor components. Introduction of fluorescent microspectroscopy technique allowed to characterize some Ca2+ and H+-based signaling events, taking place in the cytoplasm during stomata function. Most of the processes, taking place in stomata were characterized in guard cell preparations, such as strips of isolated leaf epidermis or guard cell protoplasts, - cells with enzymaticaly digested cell walls. Some experimental observations although point that reactions of guard cells located in their natural environment, leaves of intact plants can differ from those could be registered in preparations. These deviations might be explained by the modulation of guard cell function by apoplastic factors originating from surrounding tissues like mesophyll or leaf epidermis (Roelfsema and Hedrich, 2002). On the other hand registration of physiological responses in prepared tissues may also contain possible artifacts, related to the preparation procedures. The aim of the experimental work presented here was to investigate the cell signaling events, taking place in guard cells upon plant stress hormone abscisic acid (ABA) and some other stimuli action. Abscisic acid is a compound that synthesized in plant roots upon drought and closes stomata in the leaf to prevent the plant organism from excessive water loss. Previous studies on guard cell of isolated epidermis and guard cell protoplasts showed, that ABA induces stomatal closure via activation of plasma membrane anion channels (Grabov et al., 1997; Pei et al, 1997). Anion channels are known to be activated by elevated 2 concentrations of cytoplasmic Ca2+ [Ca2+]cyt (Schroeder and Hagiwara, 1989; Hedrich et al., 1990). Application of Ca2+-sensitive fluorescent probes revealed [Ca2+]cyt increases in guard cells upon ABA action (McAinsh et al., 1990). This observation led to suggestion that [Ca2+]cyt directly participate in the transduction of ABA signal in guard cells. Although no direct evidences for co-occurrence of [Ca2+]cyt rises and following activation of anion channels upon ABA action was not presented until yet. Results of experimental work performed on intact Vicia faba, Commelina communis and Nicotiana plumbagnifolia plants showed that guard cells of intact plant leaves respond with transient activation of plasma membrane anion channels upon perception of ABA. Kinetics of the response is highly reproducible and seemed to be conserved between species. Although despite clear generation of anion current transients, no [Ca2+]cyt increases could be recorded with using fluorescent probe Fura-2 microinjected into the cytoplasm. Together with results of later study on intact Nicotiana tabacum guard cells, reported obligatory [Ca2+]cyt increases which were desynchronized with anion current transients (Marten et al., 2007b) this, may indicate that [Ca2+]cyt increases are not necessary component of ABA signal transduction pathway. Together with absence of the effect of cytoplasm-delivered Ca2+- mobilizing agents IP3, IP6 and NAADP on anion currents these data may suppose that role of [Ca2+]cyt in ABA signaling must be reassessed. Further interest represented characterization of [Ca2+]cyt signaling and homeostasis in intact guard cells comparing with those in prepared cells. Experiments revealed strong deviations in [Ca2+]cyt behavior between different measuring systems. While guard cells of intact plants were able to strictly maintain [Ca2+]cyt level upon experimental shifting of [Ca2+]cyt level in either direction of elevation or decrease, cells of isolated epidermis showed complete absence of such ability. Guard cell protoplasts showed even weaker [Ca2+]cyt regulation ability and were capable of low physiological [Ca2+]cyt levels maintaining only at depolarized membrane potentials. Apart to these differences, prepared guard cells showed also for-time less activation of anion currents by experimentally imposed [Ca2+]cyt increases. These data strongly suggest that registered in guard cell preparations [Ca2+]cyt signals may contain significant part of artifacts and must be carefully used for the building of models of guard cells signaling. Further experimental investigations are strongly required for understanding guard cell functioning, especially with relation of vacuoles participation. The experimental work was done by the author in the period from october 2001 until november 2004 under supervision of Professor Dr. Rainer Hedrich in laboratory of molecular plant physiology and biophysics at Julius-Maximillians University of W{\"u}rzburg, W{\"u}rz3 burg, Federal Republic of Germany. Scientific coordinator of the Ph. D. project is Dr. Max Robert Gustaaf Roelfsema, University of W{\"u}rzburg. Most of experimental results, presented here (chapter III) are also published elsewhere (Roelfsema et al., 2004; Langer et al., 2004; Levchenko et al., 2005, 2008). Chapter I intend to shortly introduce the reader into the field of guard cell research and point out the current level of understanding regarding this branch of plant research. Special attention is given to description of guard cell ion channels, their function and regulation, including the mechanisms of Ca2+-, H+- and phosphorylation-based signaling. This section is preceded by a short history of guard cell research and explains the actuality of presented work. In chapter II experimental techniques, methods and data processing approaches, used in the presented work are described. Technique used for electrophysiological registrations on intact plant leaves were used before and described in more details by Roelfsema et al. (2001). Fluorescent microspectroscopy technique was for the first time applied to intact plant leaves in this work and described in more details including calibration of Fura-2 based measurements. Chapter III presents the major results of the experimental work. In chapter IV the experimental results are discussed and put into context with current knowledge of guard cell function knowledge. Finally, remarks on perspectives of guard cell signaling research are drawn.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {en}
}
@article{RostasBlassmann2009,
  author    = {Rost{\´a}s, Michael and Blassmann, Katrin},
  title     = {Insects had it first: surfactants as a defence against predators},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35031},
  year      = {2009},
  abstract  = {Insects have evolved an astonishing array of defences to ward off enemies. Well-known and widespread is the regurgitation of oral secretions (OS), fluids that repel attacking predators. In herbivores, the effectiveness of OS has been ascribed so far to the presence of deterrent secondary metabolites sequestered from the host plant. This notion implies, however, that generalists experience less protection on plants with low amounts of secondary metabolites or with compounds ineffective against potential enemies. Resolving the dilemma, we describe a novel defence mechanism that is independent of deterrents as it relies on the OS' intrinsic detergent properties. The OS of Spodoptera exigua (and other species) was found to be highly amphiphilic and well capable of wetting the hydrophobic cuticle of predatory ants. As a result, affected ants stopped attacking and engaged in extensive cleansing. The presence of surfactants was sufficient to explain the defensive character of herbivore OS. We hypothesize that detergency is a common but unrecognised mode of defence which provides a base level of protection that may or may not be further enhanced by plant-derived deterrents. Our study also proves that insects 'invented' the use of defensive surfactants long before modern agriculture had started applying them as insecticides.},
  subject      = {Pflanzenfressende Insekten},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jeworutzki2009,
  author    = {Jeworutzki, Elena},
  title     = {Elektrophysiologische Untersuchungen zur fr{\"u}hen Erkennungsphase zwischen Pflanzen und Mikroorganismen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47489},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {An der pflanzlichen Plasmamembran geschieht die erste Wahrnehmung von mikrobiellen Molek{\"u}len, die MAMPs genannt werden. MAMP/PAMP Rezeptoren leiten fr{\"u}he Abwehrantworten, wie die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), externe Alkalisierung oder Ethylen, ein. Die Arabidopsis FLS2 rezeptorartige Kinase (RLK) stellt einen plasmamembran-lokalisierten MAMP Rezeptor dar, der {\"u}ber die Detektion des Flagellum von Pseudomonas species, eine basale Immunit{\"a}t in Arabidopsis thaliana vermittelt. Flg22, der k{\"u}rzeste aktive Teil des bakteriellen Flagellins besteht aus 22 Aminos{\"a}uren und ist der bestuntersuchte bakterielle Elizitor. In der vorliegenden Arbeit zeigen wir eine starke Beteiligung von Ionenfl{\"u}ssen in der Initiationsphase der basalen Immunit{\"a}t. Unsere Messungen an intakten Arabidopsis Pflanzen und Pflanzengeweben sind in h{\"o}chstem Masse reproduzierbar und {\"o}ffnen eine neue Sicht, {\"u}ber die Natur von Ionentransporten in der Pflanzen - Mikroben Interaktion. Als Antwort auf die Applikation von flg22, haben wir nach einer Verz{\"o}gerungsphase von etwa 2 Minuten eine transiente, dosis-abh{\"a}ngige Depolarisation (EC50=0,2 nM) in Mesophyll- und Wurzelhaarzellen von A. thaliana messen k{\"o}nnen. Das um 2 Amins{\"a}uren k{\"u}rzere Peptid flg22 \&\#916;2 oder das Flagellin anderer Bakterien (Agrobacterium or Azospirillum) f{\"u}hrten zu keiner Membrandepolarisation. Ebenso konnten keine Membranspannungs{\"a}nderungen in dem Arabidopsis {\"O}kotypen Ws-0, dem der funktionelle FLS2 Rezeptor fehlt, detektiert werden. Die Komplementation von Ws-0 Pflanzen mit dem intakten FLS2 Rezeptorgen rief eine Resensibilisierung f{\"u}r flg22 hervor. Mit dem EF-Tu Elizitor Peptid aus E.coli, welches durch den Arabidopsis MAMP Rezeptor EFR detektiert wird, wurden {\"a}hnliche Ergebnisse erzielt. Auf der Basis von Aequorin wurden Kalzium-induzierte Lumineszenzmessungen durchgef{\"u}hrt, in denen ein transienter Anstieg der zytosolischen Kalziumkonzentration als Antwort auf die Applikation von flg22 gemessen werden konnte. Dosis-Abh{\"a}ngigkeitsmessungen von flg22 und [Ca2+]cyt wiesen zwei unterschiedliche EC50 Werte, von 43 ± 2 pM und 67 ± 42 nM, auf. M{\"o}glicherweise wird auf zwei verschiedene Kalziumpools zugegriffen oder es werden zwei verschiedene Kalziumleitf{\"a}higkeiten aktiviert. Die Ionenkanalaktivierung und folgende Depolarisation ben{\"o}tigt die aktive Rezeptorkinase. In bak1-4 Arabidopsis Pflanzen, in denen die FLS2 Untereinheit BAK1 - eine weitverbreitete RLK, die auch mit dem Brassinosteroid Rezeptor assoziiert ist - fehlt, konnte keine Depolarisation als Antwort auf flg22 gemessen werden. Arabidopsis Mesophyllzellen zeigten die typische Alkalisierung des Apoplasten als Antwort auf flg22. Nicht-invasive MIFETM Experimente mit Ionen-selektiven Elektroden ergaben, dass der pH-Anstieg durch einen Einstrom von Protonen hervorgerufen wurde. Zus{\"a}tzlich wurde ein Ausstrom von Chlorid und Kalium aufgezeichnet. {\"A}hnlich wie das Kalziumsignal waren alle detektierten Ionenstr{\"o}me von transienter Natur. Im zweiten Ansatz wurden Membranpotential-Messungen durchgef{\"u}hrt, w{\"a}hrend in der externen L{\"o}sung die Konzentrationen von Protonen, Kalzium, Kalium oder Anionen variiert wurden. Nur eine {\"A}nderung des Anionengradienten hatte einen entscheidenden Einfluss auf die flg22-induzierte Depolarisation, was die Wichtigkeit der Anionenkanalaktivierung unterstreicht. Exudat Analysen ergaben, dass Nitrat das bevorzugt transportierte Ion ist. Unter zahlreichen getesteten Ionenkanalblockern erwies sich lediglich Lanthan als effektiver Blocker des flg22-induzierten zytosolichen Kalziumanstiegs, des Protoneneinstroms und der Membrandepolarisation. Da Lanthan bekanntlich unspezifische Kationenkan{\"a}le blockt, kann man an diesem Punkt davon ausgehen, dass Kalzium-aktivierte Anionenkan{\"a}le die Membrandepolarisation vermitteln und darauf eine Aktivierung von ausw{\"a}rtsgerichteten Kaliumkan{\"a}len folgt. Zuk{\"u}nftige Studien mit Doppell{\"a}ufigen-Mikroelektroden Spannungsklemmexperimenten oder externen ionenselektiven Elektroden an intakten Schliesszellen werden helfen weitere Informationen {\"u}ber die Natur der Ionenkan{\"a}le in der basalen Immunit{\"a}t oder generell in der Pflanzen-Mikroben Interaktion zu erhalten. {\"U}ber die elektrophysiologische Charakterisierung der multiplen Ionenstr{\"o}me in der basalen Immunit{\"a}t hinaus, ist nat{\"u}rlich der n{\"a}chste wichtige Schritt das oder die Gene zu finden, die f{\"u}r die Ionenkan{\"a}le oder Transporter kodieren, die durch nicht nekrotisierende Elizitoren wie flg22 in der basalen Immunantwort in Pflanzen aktiviert werden.},
  subject      = {Calcium},
  language  = {de}
}