TY  - THES
A1  - Haake, Markus
T1  - Stat6-vermittelte Genregulation in eukaryontischen Zellen
T1  - Stat6 mediated gene regulation in eucariotic cells
N2  - Der Transkriptionsfaktor Stat6 vermittelt zentrale Wirkungen von IL-4 und IL-13, die in der Pathologie atopischer Erkrankungen eine Rolle spielen. Seine Spezifität für diese beiden allergieassoziierten Cytokine ist eine wesentliche Motivation ihn näher zu untersuchen. In dieser Arbeit sollte mehr über die Funktion von Stat6 herausgefunden werden. Außerdem wurden Möglichkeiten untersucht dieses Verhalten zu beinflussen. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildete die Regulation des Eotaxin-1-Promotors. Eotaxin-1 ist einer der stärksten Rekrutierungsfaktoren für Eosinophile, die eine zentrale Rolle bei der Immunpathologie allergischer Erkrankungen spielen. Mit Hilfe der Daten konnte eine neue Hypothese zur Regulation des Eotaxin-1-Promotors entwickelt werden. Zum Vergleich wurde mit der Untersuchung des Promotors eines weiteren Chemokins, des MCP-4, begonnen. In Zusammenarbeit mit Dr. Sascha Stolzenberger wurde ein Weg untersucht den Stat6-Signalweg zu hemmen. Dabei wurden mit Hilfe des Antennapedia-Peptides Stat6-Bindepeptide in die Zelle transportiert, um dort über eine kompetitive Hemmung die Signaltransduktion zu unterbinden. Ergebnis dieser Arbeiten ist ein hochspezifischer, aber nur transient wirkender Stat6 Inhibitor. Die Stat6/DNA-Wechselwirkung wurde mit der Magnetobead-Technik untersucht. Dabei werden Promotorfragmente an Magnetkügelchen gekoppelt und unter Ausnutzung der Magnetisierung an die DNA bindende Proteine isoliert und über SDS-PAGE/Immunoblotanalyse untersucht. Mit dem Verfahren konnte die Stat6-Bindung an acht verschiedene Promotoren nachgewiesen werden. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Pallardy aus Paris wurde die Wechselwirkung von Stat6 mit dem Glucocorticoid-Rezeptor untersucht. Glucocorticoide kontrollieren Entzündungen und Interaktionen des aktivierten Rezeptors mit anderen Proteinen aus der Stat-Familie sind seit längerem bekannt. Wie in dieser Arbeit gezeigt wurde, interagiert Stat6 mit dem Glucocorticoidrezeptor unabhängig von einer Bindung an DNA. Zusätzlich wurde der Mucin-2-Promotor auf Stat6-Regulierung untersucht. Mucine sind wichtige Bestandteile des Schleimes. Verstärkte Schleim-Sekretion ist ein klinisches Symptom asthmatischer Erkrankungen und trägt zur Zerstörung der Lunge bei. Ein potentiell Stat6 reguliertes Fragment aus dem Mucinpromoter wurde mit Hilfe von PCR-Techniken isoliert und in Reportergenvektoren kloniert.
N2  - The transcriptionfactor Stat6 mediates central effects of the interleukins (IL)-4 and -13, that play important roles in the pathology of Allergy and Asthma. The specificity of these both Allergy-associated cytokines is a strong motivation to investigate the detailed functions of Stat6 and to search for possibilities to influence the behaviour of this transcriptionfactor. The main focus of this work was the regulation of the Eotaxin-1-promoter. The Eotaxin-1 chemokine is one of the most potent recruiting factors for eosinophils, that play a central role in the immunopathology of allergic diseases. On the basis of these data a new model for the regulation was created. In addition to this the investigation of another chemokine promoter, the MCP-4-promoter, was started. In another part of this work a specific Stat6-binding-peptide to inhibit the IL-4 signaltransduction pathway was established. Using the Antennapedia-carrier-peptide allowed to shuttle Stat6-binding peptides into cells where they prevented Stat6 mediated signalling by competitive inhibition. Thus the Stat6-binding-peptide came out to be a transient Stat6 inhibitor with high specificity. The Stat6/DNA-interaction was investigated by DNA-pull-down assays with magnetobeads. Fragments of different promoters are linked to magnetobeads and by using magnetic forces the DNA binding proteins are isolated. This application was used to show Stat6-binding to 8 different promoters. Another subject of this work was the interaction of Stat6 with the glucocorticoid receptor. It is well known that glucocorticoids control inflammation and that the activated receptor interacts with different proteins of the Stat-family. In collaboration with the group of Marc Pallardy in Paris we were able to show that Stat6 interacts with the glucocorticoid receptor independently of DNA binding. In association with Stat6 the regulation of the Mucin-2-promoter seemed to be an interesting aspect. Mucins are essential components of mucus (slime). Enhanced mucus-secretion is a symptom of asthmatic diseases and contributes to the destruction of the lung. A potentially Stat6 regulated fragment was isolated by PCR-techniques and cloned into reportergene vectors.
KW  - Interleukin 4
KW  - Interleukin 13
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Allergie
KW  - Signaltransduktion
KW  - Interleukin-4
KW  - IL-4
KW  - Stat6
KW  - Allergie
KW  - Eotaxin
KW  - Signaltransduktion
KW  - interleukin-4
KW  - IL-4
KW  - Stat6
KW  - Allergy
KW  - Eotaxin
KW  - signaltransduction
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1181580
ER  - 
TY  - THES
A1  - Böhm, Jannic
T1  - Regulation der BOB.1/OBF.1-Expression und der BOB.1/OBF.1-Proteinstabilität
T1  - Regulation of the BOB.1/OBF.1 expression and of the BOB.1/OBF.1 protein stability
N2  - Der transkriptionelle Koaktivator BOB.1/OBF.1 spielt eine wichtige Rolle in der oktamer-abhängigen Transkription in B-Lymphozyten. Mäuse, denen dieser Koaktivator fehlt, zeigen verschiedene Defekte in der B-Zellentwicklung. Besonders auffällig ist hierbei das völlige Fehlen der Keimzentren. Übereinstimmend mit diesem Phänotyp zeigten B-Zellen des Keimzentrums eine stark erhöhte BOB.1/OBF.1-Expression im Vergleich zu ruhenden B-Zellen. Im Gegensatz zu primären B-Zellen unterschiedlicher Entwicklungsstadien zeigen transformierte korrespondierende B-Zellen keine Regulation der BOB.1/OBF.1-Expression. T-Zellen exprimieren im Gegensatz dazu BOB.1/OBF.1 erst nach Stimulation mit PMA und Ionomycin. Um die unterschiedliche Regulation in B-Zellen versus T-Zellen zu untersuchen wurde der BOB.1/OBF.1-Promotor kloniert. Die Analyse der Promotor-Sequenz ergab Bindungsstellen für die Transkriptionsfaktoren CREB, NF-AT und ein SRY-Motiv. In Transfektionsstudien konnte eine deutliche Zellspezifität des Promotors gezeigt werden. Die erwartete induzierbare Aktivierung in T-Zellen war hingegen nur schwach. Die Analyse der BOB.1/OBF.1-Regulation in B-Zellen des Keimzentrums ergab, daß die verstärkte BOB.1/OBF.1-Expression nur partiell auf eine erhöhte Expression des BOB.1/OBF.1-Transkriptes zurück zu führen ist. Vielmehr zeigte sich eine deutliche Regulation des BOB.1/OBF.1-Proteins. In einem "yeast-two hybrid screen" mit der amino-terminalen Domäne von BOB.1/OBF.1 als "bait" (Köder) konnten die beiden Proteine SIAH1 und SIAH2 als Interaktionspartner identifiziert werden. Eine beschriebene Funktion von SIAH1 und SIAH2 liegt in der Regulation der Proteinstabilität ihrer Interaktionspartner. In Ko-Transfektionsexperimenten konnte gezeigt werden, daß SIAH1 die BOB.1/OBF.1-Proteinstabilität vermindert, ohne die transkriptionelle Expression zu beeinflussen. Die Inhibition des Proteasoms führt hierbei zu einer stark verminderten BOB.1/OBF.1-Degradation. Abschließend konnte gezeigt werden, daß die Aktivierung des B-Zellrezeptors zu einer Degradation von BOB.1/OBF.1 durch SIAH1 führt und folglich die transkriptionelle Aktivierung BOB.1/OBF.1-abhängiger Reporterkonstrukte vermindert wird. In einem zweiten "yeast-two hybrid screen" mit der carboxy-terminalen Domäne von BOB.1/OBF.1 als "bait", konnten die Interaktionspartner ABP 280 und Mcm7 identifiziert werden. Besonders die Rolle von Mcm7 in der Transkription könnte neue Aufschlüsse über die Wirkungsweise des transkriptionellen Aktivators BOB.1/OBF.1 geben.
N2  - The BOB.1/OBF.1 coactivator is critically involved in mediating octamer-dependent transcriptional activity in B lymphocytes. Mice lacking this coactivator show various defects in B cell development most notably they completely lack germinal centers. Consistent with this phenotype, BOB.1/OBF.1 levels are massively upregulated in germinal center B cells as compared to resting B cells. In contrast to primary B cells, all transformed B cell lines express BOB.1/OBF.1 in comparable amounts. In T cells, BOB.1/OBF.1 expression can be induced by stimulation with PMA and ionomycin. To analyse the different regulation in B cells versus T cells, I cloned the BOB.1/OBF.1 promoter. Analyses of the promoter sequence showed binding sites for the transcription factors CREB, NF-AT and SRY/SOX-protein. Transfection experiments revealed a clear cell type specificity of the promoter. However the promoter was only poorly inducible in stimulated T-cells. I have addressed the mechanism of BOB.1/OBF.1 upregulation in germinal center B cells and found that only a minor part of this regulation can be attributed to increased levels of BOB.1/OBF.1-specific mRNA. Apparently, BOB.1/OBF.1 is also regulated at the protein level. In support of this suggestion I have been able to identify two related BOB.1/OBF.1 interacting proteins, SIAH1 and SIAH2, in a yeast two-hybrid screen using the amino-terminal domain as "bait". SIAH1 and SIAH2 are known regulators of protein stability. Cotransfection experiments revealed that coexpression of SIAH results in a destabilisation of BOB.1/OBF.1 protein without affecting mRNA levels. Furthermore, proteasome inhibitors block the degradation of BOB.1/OBF.1 protein. Finally B cell receptor cross-linking also resulted in the degradation of BOB.1/OBF.1 via SIAH1 and consequently reduced transcriptional activation of BOB.1/OBF.1-dependent reporters. Using the carboxy-terminal domain of BOB.1/OBF.1 as "bait", I identified in a second yeast-two hybrid screen the proteins ABP 280 and Mcm7 as potential interaction partners. Especially the role of Mcm7 in transcription could give new insights as to how BOB.1/OBF.1 is able to function as a transcriptional activator.
KW  - B-Lymphozyt
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - BOB.1/OBF.1
KW  - OCA-B
KW  - SIAH1
KW  - B-Zelle
KW  - Keimzentrum
KW  - BOB.1/OBF.1-Promotor
KW  - BOB.1/OBF.1
KW  - OCA-B
KW  - SIAH1
KW  - B-cell
KW  - germinal center
KW  - BOB.1/OBF-1-promoter
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1180139
ER  - 
TY  - THES
A1  - Syagaylo, Yana
T1  - Strukturelle und funktionelle Untersuchung der Promotorregionen der menschlichen PAX3-, PAX6- und PAX7-Gene: Bedeutung von Polymorphismen für schizophrene Erkrankungen
T1  - Structural and functional characterization of the promoter regions of the human PAX3, PAX6 and PAX7 genes: relevance of polymorphisms for schizophrenia
N2  - Das Ziel dieser Arbeit war die Klärung der phänotypischen Konsequenzen struktureller Variationen in den regulatorischen Regionen einiger für psychische Erkrankungen potentiell relevanter Entwicklungsgene. Die Pax-Gene sind Mitglieder einer Familie der Transkriptionsfaktoren, die sowohl mehrere Schritte in der Embryogenese als auch Aufrechterhaltung des Differenzierungszustandes der Zellen einiger adulten Gewebe kontrollieren. Im Rahmen dieser Fragestellung wurden die Promotorregionen der menschlichen PAX3-, PAX6- und PAX7-Gene charakterisiert. Weiterhin wurden funktionelle Folgen der mit diesen Promotoren assoziierten Repeat-Polymorphismen auf die Expression dieser Gene untersucht. Schliesslich wurde die Relevanz für die psychischen Erkrankungen wie die Schizophrenie getestet.
N2  - The aim of this study was the elucidation of phenotypical consequences of structural variations in regulatory regions of developmental genes that are potentially relevant for mental disease. The Pax genes are members of a family of evolutionary conserved transcription factors, which control several steps in the embryogenesis as well as maintain the differentiation status of cells in adult tissues. In this context the promoter regions of the human PAX3, PAX6 and PAX7 genes were characterized. Therefore, functional effects of the polymorphic repetitive elements in the gene promoter regions on the expression of these genes were examined. Finally, the relevance for the psychiatric diseases like schizophrenia was tested.
KW  - Schizophrenie
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Genanalyse
KW  - Promotor <Genetik>
KW  - PAX-Gene
KW  - Promotor
KW  - Promotorpolymorphismus
KW  - Schizophrenieerkrankung
KW  - PAX genes
KW  - promoter
KW  - promoter polymorphism
KW  - schizophrenia
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5459
ER  - 
TY  - THES
A1  - Delfgaauw, Jacqueline
T1  - Melanomspezifische Genexpression und Signaltransduktion bei Xiphophorus: Die Rolle des Transkriptionsfaktors Mitf
T1  - Melanoma specific genexpression and signal transduction in Xiphophorus: The role of the transcription factor Mitf
N2  - Die Kenntnis der Transkriptionsregulationsmechanismen stellt eine wichtige biochemische Grundlage für das Verständnis der molekularen Ereignisse, die der Krebsentstehung zugrunde liegen, dar. Eine Schlüsselrolle in der transkriptionellen Kontrolle der Genexpression spielen hierbei die Transkriptionsfaktoren. Diese sind nukleäre Proteine, die mit spezifischen DNA-Elementen interagieren und so die Transkription eines in cis-Position lokalisierten Zielgens regulieren. Da der “microphthalmia associated” Transkriptionsfaktor Mitf-M spezifisch in Melanozyten und Melanomzellen exprimiert wird, scheint er eine wichtige Rolle in der melanomspezifischen transkriptionellen Aktivierung zu spielen und war deshalb im Rahmen dieser Arbeit näher untersucht worden. Das Xiphophorus Melanomsystem, ein genetisch gut charakterisiertes Modell, wurde herangezogen, um unter zu Hilfenahme des Tyrosinasegens des mit Xiphophorus nahe verwandten Medaka (Oryzias latipes) die Transkriptionsregulation im Melanom näher zu untersuchen. Zuerst wurde gezeigt, dass der Medaka Tyrosinasepromotor spezifisch in einer Melanomzellinie von Xiphophorus (PSM Zellen) aktiviert wird. Eine 3,2 kb lange Sequenz, die 5´ zum Transkriptionsstart liegt, reicht dabei aus, eine extrem hohe, melanomspezifische Promotoraktivität zu erreichen. Dabei sind die Regionen, die sogenannte E-Boxen (CANNTG) enthalten, von besonderer Wichtigkeit für die Promotoraktivität in der Melanomzellinie, während sie in embryonalen Xiphophoruszellen (A2, als Kontrollzellen eingesetzt) keinen Einfluß auf die Expression haben. An diese E-Box-Sequenzen binden sogenannte b-HLH-Leuzinzipper Transkriptionsfaktoren. Es konnte auf indirektem Wege bewiesen werden, dass es das Protein Mitf sein muß, das an die E-Boxen im Tyrosinasegenpromotor bindet und somit die transkriptionelle Aktivierung ausübt. In EMSA Studien wurde gezeigt, dass die E-Boxen ein Kernprotein aus PSM-Zellen binden, und das dieses spezifisch an diese 6 bp lange Sequenz bindet, da Mutationen der zentralen Oligonukleotid-Sequenz die Bindung zerstörten. Ein weiterer indirekter Beweis für die Bindung von Mitf an diese E-Boxen konnte durch Co-Transfektionsexperimente erbracht werden. Auch in Säugerfibroblastenzellen konnte ektopisch eingebrachtes Mitf-M die Medaka Tyrosinasegenpromotorkonstrukte durch Bindung an E-Boxen aktivieren und das Luciferasegen zur Expression bringen. Das heißt also, dass Mitf-M ausreicht um sogar in nicht-Melanomzellen den Tyrosinasegenpromotor zu transaktivieren. Aufgrund dieser verschiedenen Experimente konnte gefolgert werden, dass diese Mitf-Bindungsstellen essentiell für eine hohe melanom- oder pigmentzellspezifische Promotoraktivität sind. Die Bindungsstelle A, die nahe der Basalpromotorregion im Medaka Tyrosinasegen liegt (-126/-131), scheint hierbei besonders wichtig für die Promotoraktivität und vor allem auch für die Vermittlung der Zelltypspezifität zu sein. Promotorkonstrukte mit den drei E-Boxen A (-126/-131), B (-2651/-2656) und C (-2866/-2871) zeigten eine gegenüber dem Konstrukt nur mit der A-Bindungsstelle höhere Aktivität. Es scheint sich ein additiver Effekt der Mitf-Bindungsstellen auszuwirken. Es konnte allerdings auch gezeigt werden, dass die E-Boxen nicht alleine verantwortlich für die Melanom- bzw. Pigmentzellspezifität sind. Neben den Mitf-Bindungsstellen gibt es noch weitere Elemente im Tyrosinasegenpromotor, die an der Bestimmmung der Spezifität beteiligt sind, und die zwar durch Deletionsreihen im Promotor eingegrenzt, dennoch noch nicht eindeutig bestimmt werden konnten. Die Wichtigkeit des Transkriptionsfaktors Mitf bzw. seiner Funktionen spiegelt sich auch in seiner starken Konservierung im Laufe der Evolution wider. Vergleichende Studien zeigten dass der Transkriptionsfaktor mit seinen verschiedenen Isoformen in Säugern wie in Vertebraten gut konserviert wurde. Nähere Analysen konnten das Vorhandensein zweier separater Gene für Mitf-M und Mitf-B bei Teleostiern nachweisen, während bei Säugetieren und Vögeln nur ein einziges Gen für die unterschiedlichen Mitf Proteine kodiert. Für das Verständnis der molekularen Prozesse bei der Melanombildung von Xiphophorus war es wichtig die Rolle von Mitf in der Signaltransduktion zu analysieren. Es war möglich einen direkten Zusammenhang zwischen der in PSM Zellen exprimierten Rezeptortyrosinkinase Xmrk, dem Genprodukt des Tumor-induzierenden Onkogens von Xiphophorus, und dem Transkriptionsfaktor Mitf nachzuweisen und seine Regulation über Signaltransduktionswege näher zu klären. Die Regulation von Mitf über den MAPkinase-Weg, konnte durch Inhibitorexperimente nachgewiesen werden. Aufgrund der zahlreichen Aktivitäten von Mitf innerhalb der Melanozyten, und seiner Aktivierungsfunktion für verschiedene Zielgene, ist dieser Transkriptionsfaktor von großer Bedeutung für sowohl Differentierung/Pigmentierung wie auch Proliferation/Überleben der Tumorzellen.
N2  - The analysis of transcriptional regulation is the essential biochemical basis for understanding the molecular mechanisms underlying cancer development. A key role in the transcriptional control of gene expression is played by transcription factors. These are nuclear proteins, interacting with specific DNA elements and thereby regulating the transcription of a target gene, which is located in cis position. The microphthalmia associated transcription factor Mitf-M, which is expressed specifically in melanocytes and melanoma cells seems to play an important role in the melanoma specific transcriptional activation. This thesis therefore focused on the function and the role of Mitf. The genetically well characterized Xiphophorus melanoma system was used as a model. Utilizing the tyrosinase gene of the closely related Medaka (Oryzias latipes) the transcriptional regulation in melanoma was investigated. First it was shown that the Medaka tyrosinase promoter was activated specifically in a melanoma cell line from Xiphophorus (PSM cells). A 3,2 kb sequence upstream the transcription start is sufficient for a high melanoma specific promoter activation. The region containing so called E-boxes (CANNTG) is of special importance for the promoter activity in the melanoma cell line whereas in embryonic cells from Xiphophorus (A2 cells, as control) the E-boxes had no influence on the expression. Members of the b-HLH-leucin zipper transcription factor family bind to this E-boxes. An indirect approach showed that it has to be the protein Mitf that binds to the E-boxes in the promoter of the tyrosinase gene and thereby mediates transcriptional activation. EMSA studies revealed a nuclear protein from PSM cells binding to the E-boxes. This binding occurs specifically to the 6 bp core sequence since mutations of the central oligonucleotid sequence destroyed the binding. An further indirect proof for the binding of Mitf to the E-boxes and thus regulation by Mitf, was obtained through co-transfection experiments. Ectopically delivered Mitf-M even in mammalian fibroblasts activated tyrosinase gene promoter constructs via binding to the E-boxes and by that mediated expression of the luciferase gene. Mitf-M is sufficient to transactivate the tyrosinase gene promoter even in non-melanoma cells. On the basis of these experiments it was concluded that the Mitf binding sites are essential for a high melanoma or pigment cell specific promoter activity. The binding site A, located near the basal promoter region in the Medaka tyrosinase gene (-126/-131), appears to be of a special importance for the promoter activity and for the mediation of tissue specificity. In comparison with the construct only with binding site A, the promoter constructs with all three E-boxes A (-126/-131), B (-2651/-2656) and C (-2866/-2871) showed a higher activity. This seems to be an additive effect of the Mitf binding sites. But it could be shown as well that it are not the E-boxes alone that are responsible for melanoma specificity. Besides the Mitf binding sites there exist further elements in the tyrosinase gene promoter that contribute to the specificity. Experiments with deletion constructs could help to narrow down these elements in the promoter, but they are not yet precisely determined. The importance of the transcription factor Mitf and its functions is reflected as well in its strong evolutionary conservation. Comparative studies showed that the transcription factor with its different isoforms is well conserved between mammals and lower vertebrates. More detailed analysis proved the presence of two separate genes for Mitf-M and Mitf-B in teleosts, whereas in mammals and birds only one single gene exists, coding for the different Mitf proteins. For understanding the molecular mechanisms of melanoma formation in Xiphophorus it was important to analyse the role of Mitf in signal transduction in the tumor cells. It was possible to demonstrate a direct link between the receptor tyrosine kinase Xmrk, the gene product of the tumor inducing oncogene in Xiphophorus, which is expressed in PSM cells and Mitf, and to contribute to its regulation in signal transduction pathways. A regulation of Mitf by the MAPkinase pathway was shown by inhibitor experiments. Because of the numerous activities of Mitf in melanocytes this transcription factor plays a pivotal role in the activation of various genes of high importance for differentiation/pigmentation as well as proliferation/survival of the cells.
KW  - Schwertkärpfling
KW  - Melanom
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Melanom
KW  - Fisch-Modell-System
KW  - microphthalmia associated transcription factor
KW  - microphthalmia associated transcription factor
KW  - fish model system
KW  - melanoma
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5217
ER  - 
TY  - THES
A1  - Laumen, Helmut
T1  - Funktion von BOB.1/OBF.1 für oktamerabhängige und Immunglobulin-Transkription in B-Zellen und Hodgkin-Reed-Sternberg-Zellen und Identifizierung von BOB.1/OBF.1-regulierten Genen
N2  - BOB.1/OBF.1 ist ein Lymhozyten-spezifischer transkriptioneller Koaktivator. Er bindet an die Oct1 und Oct2 Transkriptionsfaktoren und verstärkt deren transkriptionelles Potential. Die Untersuchung BOB.1/OBF.1- defizienter Mäuse ergab, dass BOB.1/OBF.1 eine entscheidende Funktion hat in verschiedenen BZellentwicklungsstadien. Überraschenderweise zeigte die Analyse BOB.1/OBF.1-defizienter Mäuse eine weitgehend normale Expression von Genen, welche ein Oktamer-Motiv in ihren regulatorischen Regionen enthalten wie z. B. die Immunglobulingene. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Rolle von BOB.1/OBF.1 für oktamerabhängige Transkription in einer aus BOB.1/OBF.1-defizienten Mäusen etablierten B-Zelllinie untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Promotoren, die von einem funktionellen Oktamer-Motiv abhängen, gänzlich inaktiv sind in BOB.1/OBF.1-defizienten B-Zellen. Mittels eines in diesen Zellen stabil exprimierten, regulierbaren BOB.1/OBF.1-Fusionsproteins konnte gezeigt werden, dass dieser transkriptionelle Defekt eine direkte Folge des Fehlens des Koaktivators BOB.1/OBF.1 ist. Dies gilt für einen synthetischen Oktamer- Promotor-regulierten Reporter ebenso wie für einen Immunglobulin-k-Promoter-regulierten Reporter. Diese Ergebnisse zeigten, dass BOB.1/OBF.1 selbst ein nicht-redundantes Protein in B-Zellen ist und absolut notwendig ist für oktamerabhängige transkriptionelle Aktivität. Zahlreiche in B-Zellen exprimierte Gene enthalten ein Oktamer-Motiv in ihrer regulatorischen Region, jedoch wurden erst wenige beschrieben, deren Expression von BOB.1/OBF.1 reguliert wird. Um die molekulare Basis der Funktion von BOB.1/OBF.1 für die B-Zellentwicklung zu verstehen, wurde im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit mit verschiedenen Methoden nach BOB.1/OBF.1-regulierten Zielgenen gesucht. Mit der cDNA-RDA-Methode konnte MLC1A als ein in präB-Zellen durch BOB.1/OBF.1 indirekt reguliertes Gen identifiziert werden. Affymetrix-Genchip-Experimente identifizierten sowohl durch BOB.1/OBF.1 heraufregulierte Gene, wie Ahd2like, Rbp1, Creg als auch herabregulierte Gene, wie Id3. Eine Klassifizierung der potentiellen Zielgene nach ihrer Funktion legt eine Funktion von BOB.1/OBF.1 nahe für verschieden Aspekte der B-Zellphysiologie wie Zellmetabolismus, Zelladhäsion und Zelldifferenzierung. BOB.1/OBF.1 hat also sehr wahrscheinlich eine sehr weitgefächerte Funktion in verschiedenen regulatorischen Mechanismen von B-Zellentwicklung und -funktion. Das Fehlen von Immunglobulin-Expression in Hodgkin-Reed-Sternberg-Zellen (HRS-Zellen) des klassischen Hodgkin-Lymphoms wurde ursprünglich erklärt durch inaktivierende Mutationen im Promotor oder in kodierenden Sequenzen des Gens. Im dritten Teil dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in HRS-Zellen weder BOB.1/OBF.1 noch Oct2 exprimierte werden. Durch Transfektion von Reportern, die durch Oktamer- Motive oder durch einen Immunglobulin-Promotor reguliert werden, in HRS-Zelllinien konnte gezeigt werden, dass das Fehlen dieser Proteine sehr wahrscheinlich maßgeblich am Defekt der Immunglobulin-Transkription in HRS-Zellen beteiligt ist.
N2  - BOB.1/OBF.1 is a lymphocyte-restricted transcriptional coactivator. It binds to the Oct1 and Oct2 transcription factors and increases their transactivation potential. Targeted gene disruption experiments revealed that BOB.1/OBF.1 is critical at different stages of B cell development. Surprisingly, animals deficient for BOB.1/OBF.1 showed virtually normal expression of genes that contain octamer motifs in their regulatory regions, like immunoglobulin genes. In the first part of this work the role of BOB.1/OBF.1 for octamerdependent transcription in a B cell line established from BOB.1/OBF.1-deficient mice was addressed. We show that promoters exclusively dependent on functional octamer motifs are completely inactive in BOB.1/OBF.1- deficient B cells. To demonstrate directly that the lack of activity is a consequence of lack of the coactivator, we constructed a hormone regulated conditional allele of BOB.1/OBF.1, which was introduced into the BOB.1/OBF.1-deficient B cells. This resulted in the hormone-dependent transcriptional activity of octamerdependent reporters in these cells. The BOB.1/OBF.1 requirement for octamer promoter function was also observed when an authentic immunoglobulin k-promoter was assayed. Thus, these results demonstrate that BOB.1/OBF.1 itself is a non-redundant protein in B cells and absolutely required for octamer-dependent transcriptional activity. A large number of genes expressed in B cells contain octamer motifs in their regulatory regions. However, only few genes have been described so far whose expression is dependent on BOB.1/OBF.1. To understand the molecular basis of BOB.1/OBF.1 function in B cell development we searched for BOB.1/OBF.1 target genes by different screening methods, in the second part of this work. Using the cDNA-RDA method MLC1A could be identified as a gene indirectly regulated by BOB.1/OBF.1 in preB cells. Genechip experiments identified genes induced by BOB.1/OBF.1, like Ahd2like, Rbp1, Creg, and genes repressed by BOB.1/OBF.1, like Id3. Classification of BOB.1/OBF.1 target genes by function suggests that they affect various aspects of B cell physiology such as cellular metabolism, cell adhesion and differentiation. Our observations suggest that by regulating genes in different functional pathways, BOB.1/OBF.1 has a widespread effect on B cell development and function. The absence of immunoglobulin expression in Hodgkin-Reed-Sternberg (HRS) cells of classical Hodgkin lymphoma was initially suggested to be caused by inactivating mutations in the immunoglobulin promoter or coding region. In the third part of this work it was shown, that HRS cells express no BOB.1/OBF.1 and Oct2. By transfection experiments in HRS cell lines, using octamer-motif dependent and immunoglobulin regulated reporters, it was shown that the lack of this proteins is likely to be critically involved in the observed defect of immunoglobulin transcription in HRS cells.
KW  - B-Lymphozyt
KW  - Transkriptionsfaktor
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12500
ER  - 
TY  - THES
A1  - Cordes, Tatjana
T1  - Bindungsverhalten der verschiedenen NFAT-Transkriptionsfaktoren an den nur77-Promotor und ihre Kooperationsfähigkeit mit MEF2D bei der Aktivierung des nur77-Promotors
T1  - Binding of the different NFAT-transcription factors at the nur77-promotor and the cooperation with MEF2D in the activation of the nur77-promotor
N2  - Sowohl NFAT- (Nukleäre Faktoren aktivierter T-Zellen) als auch MEF2- (’myosin-enhancer factor 2’) Transkriptionsfaktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Differenzierung, Proliferation oder Apoptose vieler eukaryotischer Zellen. Sie sind in einer Vielzahl von Zellen aktiv und können dort die Transkription ihrer Zielgene nach Stimulation der Zellen mit anschließendem Calcium-Einstrom aktivieren. Dabei kooperieren sie oft mit anderen Transkriptionsfaktoren. Kurz vor Beginn dieser Arbeit erschienen zwei Veröffentlichungen, die eine Kooperation von MEF2D mit NFATc2 bei der Aktivierung des nur77-Promotors, der bei der negativen Selektion von T-Zellen aktiv ist, beschrieben. Im Rahmen dieser Arbeit sollte nun das Bindungsverhalten verschiedener NFAT-Proteine an den nur77-Promotor und ihre Kooperationsfähigkeit mit MEF2D bei der Aktivierung des nur77- und anderer Promotoren untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass verschiedene NFAT-Faktoren direkt an ein Oligonukleotid des nur77-Promotors (von Position -274 bis -247 bp reichend) binden. Diese Bindung wird zwar durch eine Bindung von MEF2-Faktoren an den Promotor unterstützt, ist jedoch nicht wesentlich beeinträchtigt, wenn MEF2-Faktoren aufgrund von einer Mutation in ihrer Bindungssequenz nicht binden können. Dagegen führt eine Mutation der NFAT-Bindungsstelle zu einer aufgehobenen Bindung von NFAT-Faktoren an den Promotor. Desweiteren zeigte sich, dass nicht nur endogenes NFATc2 sondern auch verschiedene NFATc1-Isoformen an den Promotor binden können. In ihrer Fähigkeit mit MEF2D zu kooperieren, zeigte sich kein Unterschied zwischen den getesteten NFAT-Isoformen NFATc1/&#945;A, NFATc1/&#945;C oder NFATc2. So aktivierten in Transfektionsversuchen in Jurkat T-Zellen und 293 T-Zellen alle NFAT-Proteine die Luciferase-Reporter-Gen-Konstrukte gemeinsam mit MEF2D in etwa additiver Weise. Dies konnte an verschiedenen Luciferase-Reporter-Genen (nur77-gesteuert, hFasL-gesteuert und desmin-gesteuert) nachgewiesen werden, was auf eine mögliche Kooperation der verschiedenen NFAT-Faktoren mit MEF2D (und evtl. auch anderen MEF2-Faktoren) nicht nur bei der Apoptose von T-Zellen sondern auch in anderen Zellen hinweist.
N2  - NFAT- (nuclear factors of activated t cells) and MEF2- (myosin enhancer factor 2) transcription factors play an important role in the differentiation, proliferation or apoptosis of eucaryotic cells. They are activ in a variation of cells and they can activate the transcription of their target genes after stimulation of the cells with calcium influx. Both cooperate often with other transcription factors. Before the beginning of this work, there were two publications which discribed a cooperation of MEF2D with NFATc2 in the activation of the nur77 promotor, which is activ in t cells undergoing negative selection. In this work I studied the binding of different NFAT-proteins at the nur77-promotor and their ability to cooperate with MEF2D activating the nur77-promotor and other promotors. It could be shown that different NFAT-facors bind to an oligonucleotid of the nur77-promotor (reaching from position -274 to -247 bp). This binding is assisted by the binding of MEF2D to the promotor, but MEF2D binding is not essential for NFAT binding (when the MEF2-binding site is mutated). When the NFAT binding site is mutated, no binding of NFAT factors could be observed. It also could be shown, that not only NFATc2 but also different NFATc1-isoforms can bind to the promotor. There was no difference between the tested NFAT-isoforms NFATc1/&#945;A, NFATc1/&#945;C or NFATc2 in their ability to cooperate with MEF2D. All of them activated different luciferace-reporter-gene-contructs (nur77, hFasL, desmin) in transfection assays in Jurkat t-cells and 293 t-cells aproximately in addition, which might hint to a possible cooperation of different NFAT-factors with MEF2D not only in the apoptosis of t-cells but also in other cells.
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Promotor
KW  - Apoptosis
KW  - Immunsystem
KW  - NFAT
KW  - MEF2D
KW  - Nur77
KW  - Protein-Protein-Interaktion
KW  - Protein-DNA-Interaktion
KW  - NFAT
KW  - MEF2D
KW  - nur77
KW  - interaction
KW  - apoptosis
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25964
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kraft, Peter
T1  - Einfluß des Tumormikromilieus auf die Akkumulation des Hypoxia-inducible Factor-1 alpha (HIF-1 alpha) in humanen Tumorzellen
T1  - Impact of the tumour microenvironment on the accumulation of hypoxia inducible factor 1 alpha (HIF 1 alpha) in human tumour cells
N2  - Die Transduktionsfaktoruntereinheit HIF-1alpha ist der zentrale Sauerstoffsensor für Säugerzellen aller Art. Er ist in der Lage durch Steuerung der Transkription entsprechender Gene auf die Zellproliferation, verschiedene Transportvorgänge, die Angiogenese, die Glykolyse und andere Vorgänge Einfluß zu nehmen. Zahlreiche Studien belegen den Zusammenhang zwischen HIF-1alpha-Überexpression in soliden Tumoren und Verkürzung der Überlebens- bzw. der rezidivfreien Zeit. Schon lange ist die Assoziation von Tumorhypoxie mit der Verschlechterung der Prognose der Erkrankung bekannt. Die Trennung der hypoxischen Srahlenresistenz von der pro-proliferativen und pro-metastatischen Potenz von HIF-1alpha als Ursache der Prognoseverschlechterung von tumorkranken Patienten ist derzeit nicht möglich. Die vorliegende Arbeit zeigt anhand zweier etablierter humaner Tumorzellinien, daß Faktoren des Tumormikromilieus in der Lage sein können, die HIF-1alpha-Expression zu modulieren. Hypoxie war stets eine Grundvoraussetzung für die Messung erhöhter HIF-1alpha-Spiegel. Jedoch waren annähernd normale Glukosespiegel des Tumormikromilieus für eine nennenswerte HIF-1alpha-Überexpression erforderlich. Dies könnte erklären, warum immunhistochemische Schnitte von HIF-1alpha und von exogenen Hypoxiemarkern bezüglich der angefärbten Areale differieren. Sowohl die mangelnde Spezifität der HIF-1alpha-Expression für Hypoxie, als auch die für klinische Routinearbeiten ungünstige Kinetik des endogenen Hypoxiemarkers HIF-1alpha, lassen an seiner praktischen Einführung in der Klinik zweifeln. Da noch kein endogener Hypoxiemarker gefunden werden konnte, der spezifisch bei Hypoxie akkumulieren würde, und darüber hinaus alle bekannten endogenen Hypoxiemarker bei Sauerstoffmangel unterschiedlich reagieren, scheint es derzeit am sinnvollsten zu sein, neben der Kombination von verschiedenen Markern außerdem andere Faktoren, wie die Vaskularisierungsdichte zu bestimmen. Die Tatsache, daß nicht alle hypoxischen Zellen HIF-1alpha exprimieren, und die, daß aufgrund der nicht-hypoxischen Aktivierung von HIF-1alpha unter Umständen auch nicht hypoxische Zellen gesteigerte HIF-1alpha-Spiegel aufweisen, könnte ein therapeutisches Eingreifen auf Ebene von HIF-1alpha – als vermeintlich tumorspezifische Therapieform – in Frage stellen. Die Ergebnisse zahlreicher Studien zeigen deutlich, daß HIF-1alpha weder hypoxiespezifisch noch tumorspezifisch in der Zelle akkumuliert. Die Zukunft wird zeigen, ob es eine neue Substanzklasse der „HIF-1-Inhibitoren“ geben wird. Derzeit laufen mehrere klinische Studien zur Evaluierung denkbarer Substanzen.
N2  - Hypoxia-inducible factor-1alpha (HIF-1alpha) is both a potential endogenous marker of tumor hypoxia and therapeutic target. Here, it could be found that in FaDu (pharyngeal carcinoma) and HT1080 tumour cells (fibrosarcoma) no significant HIF-1alpha protein accumulation was detectable by either flow cytometry or Western blot, despite the presence of hypoxia. To investigate the effect of different tumor microenvironment conditions on hypoxic HIF-1alpha accumulation, in vitro hypoxia experiments (0.1% O2, 24 h) with manipulation of pH (7.4 vs. 6.7), glucose (0-1 g/l) and serum (0 or 10%) availability in FaDu and HT 1080 cells were performed. Hypoxic induction of HIF-1alpha protein was strongly dependent on glucose availability and largely abolished at 0.1 g/l glucose or less in both cell lines. This glucose effect was confirmed in a hypoxia-responsive-element (HRE)/enhanced-green-fluorescent-protein (EGFP) reporter assay in transfected HT 1080 cells and possibly explains a lack of HIF-1alpha protein in hypoxic tumor cells.
KW  - Hypoxie
KW  - Sauerstoffeffekt
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - HIF 1 alpha
KW  - Tumooxygenierung
KW  - Endogene Hypoxiemarker
KW  - hypoxia
KW  - oxygen effect
KW  - HIF 1 alpha
KW  - transcription factor
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27135
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sauer, Markus
T1  - DNA-Bindungseigenschaften von Mitgliedern der p53 Familie
T1  - DNA binding properties of members of the p53 family
N2  - Ein sehr wichtiger Tumorsuppressor ist der Transkriptionsfaktor p53, der Zellschicksals-Entscheidungen wie Zellzyklus-Arrest und programmierten Zelltod (Apoptose) kontrolliert. Die Wirkung von p53 und von seinen Familienmitgliedern p63 und p73 beruht überwiegend auf der Fähigkeit, als Transkriptionsfaktoren die Genexpression zu regulieren. Die DNA-Bindung an Promotoren von Zielgenen ist dabei von grundlegender Bedeutung und wird durch die hoch konservierte zentrale DNA-Bindungs-Domäne und den Carboxy-Terminus bestimmt. In dieser Arbeit wurden die DNA-Bindungseigenschaften von p53 und verschiedener Carboxy-terminalen p73 Isoformen untersucht. In „electrophoretic mobility shift assay” (EMSA) Experimenten bildeten p53 und p73gamma nur schwache Sequenz-spezifische DNA-Komplexe, wohingegen p73alpha, beta und delta die DNA deutlich stärker banden. Die schwache DNA-Bindung von p53 und p73gamma kann durch mehrfach positiv geladene Carboxy-Termini erklärt werden, die über eine Sequenz-unabhängige DNA-Bindung ein Gleiten entlang der DNA ermöglichen. Die Deletion der Carboxy-terminalen Domäne (CTD) von p53 („p53delta30“) verstärkte dementsprechend die Sequenz-spezifische DNA-Bindung in vitro und seine Übertragung auf p73alpha („p73alpha+30“) schwächte sie ab. Mittels „fluorescence recovery after photobleaching“ (FRAP) Experimenten konnte in lebenden Zellen eine Verminderung der intra-nukleären Mobilität von p53 und p73alpha+30 durch die CTD gezeigt werden, die aus der Sequenz-unabhängigen DNA-Bindung resultiert. Zusätzlich reduzierte die CTD die Sequenz-spezifische DNA-Bindung von p53 an den p21 (CDKN1A) Promotor. Das Spektrum der regulierten Zielgene wurde in einer Genom-weiten Genexpressions-Analyse nicht durch die CTD verändert, sondern maßgeblich durch das Protein-Rückgrat von p53 beziehungsweise p73 bestimmt. Allerdings verminderte die CTD das Ausmaß der Transkriptions-Regulation und hemmte die Induktion von Zellzyklus-Arrest und Apoptose. Die mehrfach positiv geladene CTD in p53 besitzt demzufolge eine negativ regulatorische Wirkung, die in den wichtigsten p73 Isoformen alpha, beta und delta fehlt. Die zentrale DNA-Bindungs-Domäne trägt durch elektrostatische Wechselwirkungen zwischen H1-Helices (Aminosäurereste 177 bis 182) unterschiedlicher p53 Monomere zu kooperativer DNA-Bindung und zu Zellschicksals-Entscheidungen bei. Anhand von Mutanten, die unterschiedlich starke H1-Helix-Interaktionen ermöglichen, konnte gezeigt werden, dass starke Interaktionen die Bindung an Promotoren von pro-apoptotischen Genen verstärkte, wohingegen die Bindung an anti-apoptotische und Zellzyklus-blockierende Gene unabhängig von der Interaktions-Stärke war. Diese Unterschiede in der Promotor-Bindung ließen sich nicht auf eine veränderte zelluläre Lokalisation der Mutanten zurückführen, da alle Mutanten überwiegend nukleär lokalisiert waren. Eine an Serin 183 Phosphorylierungs-defekte Mutante von p53 bildete stabile DNA-Komplexe, entsprechend einer Mutante mit starker H1-Helix-Interaktion, und trans-aktivierte pro-apoptotische Promotoren stärker als Mutanten, die Phosphorylierung von p53 an Serin 183 simulieren. Da zusätzlich bekannt ist, dass Serin 183 mit der H1-Helix wechselwirkt, könnte diese Phosphorylierung einen physiologischen Mechanismus zur Regulation der H1-Helix-Interaktion und damit des Zellschicksals darstellen. Zusammenfassend ließ sich zeigen, dass sowohl die Interaktions-Stärke zweier DNA-Bindungs-Domänen als auch die elektrische Ladung des Carboxy-Terminus die DNA-Bindungseigenschaften von p53 Familienmitgliedern bestimmen und so Zellschicksals-Entscheidungen der p53 Familie beeinflussen.
N2  - A very important tumour suppressor is the transcription factor p53 that controls cell fate decisions like cell cycle arrest and programmed cell death (apoptosis). The effects of p53 and its family members p63 and p73 are mainly based on their transcription factor activities to regulate gene expression. The DNA binding to promoters of target genes is of fundamental importance for their functionality and is determined by the highly conserved core DNA binding domain and the carboxy-terminus. In this thesis the DNA binding properties of p53 and different carboxy-terminal p73 isoforms were examined. In electrophoretic mobility shift assays (EMSA) p53 and p73gamma formed only weak sequence-specific protein-DNA-complexes while p73alpha, beta and delta bound considerably stronger to DNA. A highly positively charged carboxy-terminus can explain the weak DNA binding of p53 and p73gamma by enabling sequence-nonspecific DNA binding leading to sliding on DNA. According to this the deletion of the carboxy-terminal domain (CTD) of p53 („p53delta30“) reinforced DNA binding in vitro, and its fusion to p73alpha („p73alpha+30“) attenuated it. In living cells the CTD reduced intranuclear mobility of p53 and p73alpha+30 in fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) experiments by mediating sequence-nonspecific binding to DNA. In addition, the CTD reduced sequence-specific occupancy of the p21 (CDKN1A) promoter by p53 in vivo. In an unbiased genome-wide gene expression analysis the spectrum of target genes was not changed by the presence of the CTD, but mainly determined by the p53 and p73 protein backbone, respectively. However, the CTD diminished the level of target gene activation and inhibited the induction of cell cycle arrest and apoptosis. As a result, the highly positively charged carboxy-terminus of p53 exhibits a negative regulatory effect that is missing in the most important p73 isoforms alpha, beta and delta. The core DNA binding domain adds to cooperative DNA binding and cell fate decisions by electrostatic interactions between H1 helices (residues 177 to 182) of different p53 monomers. Strong H1 helix interactions increased binding to promoters of pro-apoptotic genes, whereas binding to anti-apoptotic and proliferation inhibiting genes was independent of the interaction strength as shown by mutants with different strengths of the H1 helix interactions. These differences in promoter binding were not caused by different cellular localizations of the mutants as they were all predominantly localized to the nucleus. A serine 183 phosphorylation-defective mutant of p53 formed stable protein-DNA-complexes, comparable to a mutant with strong H1 helix interactions, and trans-activated pro-apoptotic promoters stronger than mutants that mimicked p53 phosphorylated on serine 183. Due to the fact that serine 183 interacts with the H1 helix, these data suggest that phosphorylation of serine 183 is a physiological mechanism to regulate H1 helix interactions and thereby cell fate decisions. In summary, it was shown that both the interaction strength of two DNA binding domains and the electrostatic charge of the CTD define the DNA binding properties of p53 family members and thereby influence cell fate decisions of the p53 family.
KW  - Protein p53
KW  - DNS-Bindung
KW  - Protein p73
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Apoptosis
KW  - FRAP
KW  - Gleiten
KW  - Carboxy-Terminus
KW  - H1-Helix
KW  - FRAP
KW  - sliding
KW  - carboxy terminus
KW  - H1 helix
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-35083
ER  - 
TY  - THES
A1  - Attinger, Hannah Marie
T1  - Bedeutung der nukleären Lokalisationssequenz (NLS) des Proteins p8 für die Kerntranslokation und seine Proliferation induzierende Wirkung
T1  - The role of the nuclear localisation sequence (NLS) of the protein p8 concerning nuclear translocation and its proliferation inducing effect
N2  - p8 ist ein erstmals im Zusammenhang mit akuter Pankreatitis beschriebenes Protein, das im exokrinen und endokrinen Pankreas mit vermehrtem Zellwachstum assoziiert ist. Bei der Analyse seiner Primärstruktur wurde ein speziesübergreifend hoch konservierter Abschnitt, eine sogenannte NLS, ausgemacht, der HMG-Y/I-Proteinen ähnelt. Da HMG-Proteine oft als Transkriptionsfaktoren wirken, wurde die Hypothese formuliert, auch p8 sei ein HMG-Y/I-Protein und wirke als Transkriptionsfaktor im Nukleus. Um die Bedeutung der rp8-NLS näher zu charakterisieren, wurde in INS-1 beta-Zellen ein rp8(NLS-)-EGFP Fusionsprotein ektopisch exprimiert, um dessen subzelluläre Lokalisation zu untersuchen. Es zeigte sich, ähnlich wie bei Kontrollzellen mit ektoper Expression von EGFP allein, eine gleichmäßige Verteilung von rp8(NLS-)-EGFP zwischen Zytoplasma und Nukleus. Da rp8(NLS-) trotz fehlender NLS dennoch in den Kern translozieren kann, scheint die NLS für diesen Vorgang nicht essentiell zu sein. Diese Annahme wird gestützt durch die Beobachtung, dass einzeln exprimiertes rp8(NLS-) seine Proliferation induzierende Wirkung nicht verliert. In Zellzählungsexperimenten zeigte sich, dass ein rp8- bzw. p8(NLS-)-EGFP Fusionsprotein keinen proliferationsfördernden Einfluss in INS-1 und hMSC-TERT Zellen hat. Bei ektoper Expression von rp8 bzw. rp8(NLS-) und hrGFP als Einzelproteine konnte jedoch eine zwischen beiden rp8-Varianten ähnliche und insgesamt signifikante Stimulation der Zellvermehrung beobachtet werden. Dies belegt, dass die Fusion von rp8 an EGFP dessen biologische Funktion inhibiert, während die Deletion der NLS keinen Einfluß darauf hat. Da der proliferative Stimulus von p8 in menschlichen hMSC-TERT Zellen unabhängig von der Herkunft von p8 aus Ratte oder Mensch ist, scheint p8 bei Säugern hoch konserviert zu sein und speziesübergreifend zu wirken. Aus der hier vorgestellten Arbeit geht hervor, dass der molekulare Mechanismus, über den p8 glukoseabhängig proliferationsinduzierend in INS-1 beta-Zellen wirkt, nicht über die NLS vermittelt wird. Weitere Untersuchungen der Wirkungsweise von p8 auf molekularer Ebene könnten in Zukunft einen Ansatz zur in vitro-Generierung ausreichender Mengen an beta-Zellen zur Zelltherapie des Diabetes mellitus bilden.
N2  - The protein p8 was first described as a proliferative factor in the exocrine and endocrine pancreas during an acute pancreatitis. An analysis of the amino acid sequence showed a highly conserved area with strong similarities to a nuclear localisation sequence (NLS) of HMG-Y/I proteins. These proteins act very often as transcription factors and therefore it was hypothesized that p8 also acts as transcription factor. In order to explore the functionality of the rat p8 NLS sequence, an rp8(NLS-)-EGFP fusion protein was transfected into INS1 beta cells and the sub cellular localisation of the protein analyzed. This experiment showed an equal distribution of the fusion protein between nucleus and cytoplasm as it was also observed for control cells which were only transfected with EGFP. It seems that the NLS sequence is not essential for the translocation of rp8 to the nucleus. This is also supported by the observation that rp8(NLS-) still has its proliferative function. Cell counting experiments showed that rp8 and rp8(NLS-)-EGFP fusion proteins had no proliferative effect in INS-1 or hMSC-TERT cells whereas the expression of rp8 and rp8(NLS-) as single proteins caused a significant proliferation augmentation. This led to the conclusion that the fusion protein of p8 and EGFP has lost its biological function whereas the NLS is not essential for the function of p8 as a single protein. The independence of the proliferative effect in hMSC-TERT cells from rat or human p8 may indicate a highly conserved role for p8 in mammals. This work showed that the proliferative effect of p8 in glucose stimulated INS-1 beta cells is independent of its supposed nuclear localisation sequence. The molecular mechanisms of p8 function has still to be revealed by further experiments but once elucidated it may lead to in-vitro generation of beta cells for a cell therapy of diabetes mellitus.
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Proliferation
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Kernproteine
KW  - Protein p8
KW  - subzelluläre Lokalisation
KW  - nukleäre Lokalisationssequenz
KW  - beta-Zellproliferation
KW  - protein p8
KW  - subcellular localisation
KW  - nuclear localisation sequence
KW  - proliferation of beta-cells
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-47534
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heisig, Julia
T1  - Identifizierung neuer Zielgene der Hey bHLH Transkriptionsfaktoren
T1  - Identification of novel target genes of Hey bHLH transcription factors
N2  - Der Notch Signalweg spielt während der Embryonalentwicklung eine zentrale Rolle in der Spezifizierung des Zellschicksales, der Proliferation und der Kommunikation benachbarter Zellen. Die Hey bHLH Transkriptionsfaktoren sind Zielgene des Notch-Signalweges und besitzen wichtige Funktionen in der kardiovaskulären Entwicklung. Hey2 Knockout (KO) Mäuse und Hey1/HeyL Doppelknockout-Mäuse (DKO) sind gekennzeichnet durch eine fehlerhafte Ausbildung der Herzscheidewand und der Herzklappen und durch eine unzureichende Differenzierung während der Blutgefäßentwicklung. Ziel dieser Arbeit war es, neue Zielgene der Hey Proteine zu finden, um ihre Funktion in der Organentwicklung und die Ausprägung der Hey KO Maus-Phänotypen besser verstehen zu können. Dazu wurde als Methode eine Kombination aus Microarray-Analyse und Chromatinimmunpräzipitation (ChIP) gewählt, um gleichzeitig einen Überblick über die regulierten Zielgene und der direkt gebundenen Promotoren zu gewinnen. Als Zellkulturmodell wurden HEK293-Zellen genutzt, die doxyzyklin-induzierbar Flag-markiertes Hey1, bzw. Hey2 Protein überexprimieren. Eine Microarray-Analyse nach Überexpression von Hey1, bzw. Hey2 ergab insgesamt ca. 100 bis zu 5-fach herunterregulierte Zielgene und nur für Hey2 15 Gene, die stärker als 2-fach hochreguliert waren. Eine ChIP mit αFlag-Antikörper zeigte eine direkte DNA-Bindung von Hey1, bzw. Hey2, im proximalen Promotorbereich von 4 herunterregulierten Zielgenen (HEY1, BMP2, KLF10 und FOXC1). Ist jedoch die DNA-bindende basische Domäne des Hey1-Proteins deletiert, bzw. durch Aminosäureaustausche (3 Arginine zu 3 Lysine) vermutlich nicht mehr DNA-bindend, kann eine Herunterregulation der Zielgene nach Überexpression der Hey1-Mutanten nicht mehr festgestellt werden. Ebenso kann eine Bindung der Hey1-Mutanten an die ausgewählten Promotoren von HEY1, BMP2, KLF10 oder FOXC1 mit ChIP nicht mehr nachgewiesen werden. Dies deutet darauf hin, dass die basische Domäne essentiell für die DNA-Bindung und für die Funktion der Hey Proteine ist. Mit ChIP-PET und anschließender Hochdurchsatz-Sequenzierung wurde ein genomweiter Screen der Hey1- und der Hey2-Bindungsstellen in HEK293-Zellen durchgeführt. Für Hey1 wurden 1453 Zielgene, für Hey2 4288 Zielgene bestimmt, wobei 1147 Gene gemeinsame Zielgene von Hey1 und Hey2 waren. Obwohl die Bindungsstellen in 5'- und 3'-Richtung von kodierenden Sequenzen und auch in Exons und Introns lokalisiert waren, waren 55 %, bzw. 49 % aller Bindungsstellen für Hey1, bzw. Hey2 im proximalen Promotorbereich von -0,5 kb und im ersten Exon lokalisiert. Eine in silico Analyse des Bindemotivs deutete auf eine repetitive GC-haltige Sequenz hin, die vermutlich in CpG Inseln lokalisiert ist. Diese Ergebnisse weisen auf eine direkte Regulation der Transkriptionsmaschinerie durch die Hey Proteine hin. Ein Vergleich der Zielgene aus den Microarray-Analysen mit den ChIP-PET Daten zeigte einen hohen Anteil an herunterregulierten Genen mit Bindestellen, die direkt von Hey gebunden waren. Während 60 % der herunterregulierten Hey2 Zielgene in der ChIP-PET Analyse eine direkte DNA-Bindung zeigen, weisen nur 20 % der hochregulierten Gene Bindestellen für Hey2 auf. Dies spricht für eine überwiegende Repressorfunktion der Hey Proteine. Um zu überprüfen, inwieweit die Hey Proteine zelltypspezifisch verschiedene Zielgene regulieren, wurden embryonale Stammzellen (ES-Zellen) generiert, die ebenfalls doxyzyklin-induzierbar Hey1, bzw. Hey2 überexprimieren. Diese ES-Zellen konnten effektiv zu Kardiomyozyten differenziert werden, so dass auch in diesen Zellen eine Hey Überexpression induziert und somit eine Genexpressionsanalyse durchgeführt werden konnte. Microarray Analysen der ES-Zellen und Kardiomyozyten ergaben mehr hoch- als herunterregulierte Gene im Vergleich zu HEK293-Zellen. Die Überlappung an gemeinsam regulierten Zielgenen in HEK293, ES-Zellen und Kardiomyozyten war sehr gering. Nur zwei Hey2-Zielgene wurden gleichzeitig in HEK293 und ES-Zellen stärker als 2-fach reguliert (Hes1, Zic2). Diese geringe Überlappung deutet auf ein enges zelltypspezifische Regulationspotential hin. Eine Genontologie-Analyse aller Zielgene zeigte Interaktionen der Hey Proteine mit verschiedenen Signalwegen (z.B. TGFβ-, Id- oder Wnt-Signalweg), die alle unersetzlich in frühen Entwicklungsprozessen sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Hey Proteine zelltypspezifisch die Expression von Genen aus verschiedenen Signalwegen beeinflussen und modulieren können. Weiterhin eröffnen diese Daten neue Möglichkeiten für zukünftige Forschung, um die Rolle der Hey Proteine in der frühen Organentwicklung genauer ergründen.
N2  - During embryonic development, the Notch signaling pathway plays a central role in cell fate specification, proliferation and communication between neighboring cells. Hey basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factors are targets of the Notch signaling pathway and show crucial functions in cardiovascular development. Hey2 knock out (KO) mice and Hey1/HeyL double knock out mice (DKO) exhibit incomplete formation of the septum and valves in heart development and defects in the differentiation of blood vessels. The aim of this study was to find new target genes of the Hey proteins to further clarify their function during organ development and to get more insight into the phenotypes of the Hey KO mice. Towards this goal, a combination of microarray analysis and chromatin immunoprecipitation (ChIP) was chosen to get an overview of genes directly regulated by Hey proteins in a cell culture model of HEK293 cells overexpressing doxycycline-inducible Flag-tagged Hey1 or Hey2. Microarray analysis revealed approximately 100 target genes that were downregulated up to 5-fold by both Hey1 and Hey2. Interestingly, 15 genes were upregulated more than 2-fold by Hey2. ChIP with αFlag antibody confirmed direct interaction of Hey1 and Hey2 with the proximal promotor regions of 4 downregulated target genes (HEY1, BMP2, KLF10 und FOXC1). Overexpression of mutant Hey1 proteins with deletion of the DNA-binding basic domain or single amino acid exchanges in the basic domain (3 arginine to lysine), failed to downregulate Hey1 target genes. Additionally, ChIP assay demonstrated that the binding of the Hey mutants to the promotor regions of HEY1, BMP2, KLF10 or FOXC1 is abolished, suggesting an essential role for the basic domain in DNA binding and function of the Hey proteins. We then utilized ChIP-PET in conjunction with highthroughput sequencing to perform a genome-wide screen for Hey1 and Hey2 binding sites in HEK293 cells. 1453 and 4288 target genes were identified for Hey1 and Hey2, respectively, of which 1147 genes were targets of both Hey1 and Hey2. Although the binding sites were located upstream and downstream of coding sequences, or even in exons and introns, 55 % and 49 % of all binding sites for Hey1 and Hey2, respectively, were located in proximal promoter regions between -0.5 kb and the first exon. An in silico binding motif analysis suggests a repetitive GC-rich sequence for Hey binding which is probably located in CpG islands, indicating a direct regulation of the transcriptional machinery by the Hey proteins. A comparison of the target genes from microarray analysis and ChIP-PET sequencing data demonstrates a large number of downregulated genes with binding sites that are directly bound by the Hey proteins. While 60 % of Hey2 downregulated genes contain binding sites, only 20 % of upregulated genes have binding sites for Hey2, invoking a repressor function for Hey proteins. To investigate, whether the Hey proteins regulate different target genes in a cell type specific manner, embryonic stem cells (ES cells) were generated which also overexpress doxycycline-inducible Hey1 or Hey2. These ES cells could be differentiated efficiently into cardiomyocytes and thus could also be used for gene expression analysis after induction of Hey overexpression. Microarray analysis of ES cells and cardiomyocytes resulted in more up- than downregulated genes in comparison to HEK293 cells. The overlap of common regulated genes in HEK293, ES cells and cardiomyocytes was very low. Only two Hey2 target genes were regulated more than 2-fold in both HEK293 and ES cells (Hes1, Zic2). This disparity indicates a narrow cell-type specific gene regulation by Hey proteins. Gene ontology analysis of all target genes demonstrated interactions of Hey proteins with different signaling pathways (e.g. TGFβ, Id or Wnt signaling), which are all indispensable for early developmental processes. These results show that Hey proteins influence and modulate gene expression levels in different signaling pathways in a cell-type specific manner. These data provide new possibilities for future research efforts to elucidate the role of Hey proteins in early organ development.
KW  - Gen notch
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Embryonalentwicklung
KW  - Kardiovaskuläres System
KW  - bHLH
KW  - Hey
KW  - Chromatinimmunpräzipitation
KW  - Microarray
KW  - bHLH
KW  - Hey
KW  - Chromatin Immunoprecipitation
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65053
ER  - 
TY  - THES
A1  - Thilo, Niklas
T1  - Lymphozyten-Subtypisierung und mRNA-Nachweis des Transkriptionsfaktors PRDI-BF1/Blimp-1 in B- und T-Lymphozyten von Patienten mit Common Variable Immunodeficiency und gesunden Probanden
T1  - Lymphocyte subtyping and mRNA detection of the transcription factor PRDI-BF1/Blimp-1 in B and T lymphocytes of patients with common variable immunodeficiency and healthy subjects
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden 15 gesunde Probanden und vier Patienten mit dem primären humoralen Immundefekt "Common Variable Immunodeficiency" (CVID) auf den Immunphänotyp ihrer Lymphozyten sowie die Expression des Transkriptionsfaktors PRDI-BF1/Blimp-1 hin untersucht. Zu Kontrollzwecken wurden zusätzlich einige permanente Lymphozyten-Zelllinien verwendet (B-lymphoblastoide Zelllinien und Jurkat-Zellen). Nach der Blutentnahme wurde zunächst in Vollblut-Lyse-Technik der Immunphänotyp bestimmt, begleitend wurde ein großes Blutbild auf einem Hämatologieautomaten gemessen. Im Vergleich zu den gesunden Probanden zeigten die CVID-Patienten im Differentialblutbild folgende statistisch signifikante Abweichungen: relative Lymphopenie, relative Neutrophilie, relative und absolute Eosinopenie (insgesamt im Sinne einer entzündlichen Reaktion). Durchflusszytometrisch zeigten die Patienten folgende Auffälligkeiten: relative Expansion der zytotoxischen T-Lymphozyten, absolute Verminderung der NK-Zellen, relative Expansion HLA-DR-positiver Lymphozyten, absolute Verminderung CD27-positiver Lymphozyten, relative und absolute Verminderung CD27-positiver B-Zellen (B-Gedächtnis-Zellen). Bei allen vier Patienten war der Anteil IgM-negativer ("geswitchter") Memory-Zellen an den gesamten B-Lymphozyten stark vermindert. Nach Stimulation mit Staphylococcus aureus Stamm Cowan I und Interleukin 2 waren bei allen untersuchten Patienten und gesunden Probanden Immunglobuline im Zellkulturüberstand sowie PRDI-BF1-mRNA im Zelllysat nachweisbar, sodass auf einen gravierenden Defekt von PRDI-BF1 als Ursache der CVID (z. B. im Sinne einer homozygoten Gendeletion) kein Hinweis bestand. Bei den als Negativkontrolle vorgesehenen T-Lymphozyten und in einer permanenten T-Zelllinie (Jurkat) wurde überraschend ebenfalls PRDI-BF1-mRNA nachgewiesen. Dieser Befund konnte durch mehrfache Wiederholung, Kontrollen und hohe Aufreinigung der T-Lymphozyten sowie Auftrennung in ihre Subpopulationen bestätigt werden und wurde von anderen Arbeitsgruppen ebenfalls reproduziert und publiziert. Die Ergebnisse ließen vermuten, dass PRDI-BF1 bei Antigen-erfahrenen, CD45RA-negativen T-Lymphozyten stärker exprimiert wird und daher ebenso wie bei B-Lymphozyten eine Rolle in deren terminaler Differenzierung spielt.
N2  - In this paper 15 healthy subjects and four patients with common variable immunodeficiency (CVID, a primary humoral immunodeficiency) were studied regarding the immune phenotype of their lymphocytes and the expression of the transcription factor PRDI-BF1/Blimp-1. For control purposes, some additional permanent lymphocyte cell lines were used (B-lymphoblastoid cell lines and Jurkat cells). After blood was drawn, the immune phenotype was determined using whole blood lysis technique. Additionally a complete blood count was measured on a hematology analyser. Compared to healthy subjects the CVID patients showed the following statistically significant differences in the differential blood count: relative lymphopenia, relative neutrophilia, relative and absolute eosinopenia (overall in terms of an inflammatory reaction). Flow cytometry showed the following abnormalities: relative expansion of cytotoxic T lymphocytes, absolute reduction of NK cells, relative expansion of HLA-DR positive lymphocytes, absolute reduction of CD27 positive lymphocytes, relative and absolute decrease in CD27 positive B cells (memory B cells). In all four patients the proportion of IgM negative (switched) memory cells to total B lymphocytes was greatly reduced. After stimulation with Staphylococcus aureus strain Cowan I and interleukin 2 in all studied patients and healthy subjects immunoglobulins in the cell culture supernatant and PRDI-BF1 mRNA in the cell lysate were detected, so that there was no evidence of a serious defect of PRDI-BF1 as a cause of CVID (e. g. in terms of a homozygous gene deletion). In the T lymphocytes and in a permanent T cell line (Jurkat) intended as negative controls PRDI-BF1 mRNA was surprisingly detected as well. This finding was confirmed through multiple repetitions, controls and high purification and separation of T lymphocytes in their subpopulations and was also reproduced and published by other research groups. The results suggested that PRDI-BF1 is expressed at higher levels in antigen experienced, CD45RA negative T lymphocytes and, therefore, plays a role in their terminal differentiation.
KW  - Primärer Immundefekt
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Durchflusscytometrie
KW  - Fluoreszenzaktivierter Zellsortierer
KW  - Magnetaktivierter Zellsortierer
KW  - B-Lympho
KW  - Variables Immundefektsyndrom
KW  - CVID
KW  - PRDI-BF1
KW  - Blimp-1
KW  - Common variable immunodeficiency
KW  - CVID
KW  - PRDI-BF1
KW  - Blimp-1
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71588
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mihlan, Sabrina [geb. Jasper]
T1  - Identifikation von Zonula Occludens 2 (ZO-2) als neuen LASP-1 Interaktionspartner und Aufklärung der LASP-1/ZO-2 Kern-Zytosol Translokation
T1  - Identification of zonula occludens 2 (ZO-2) as a new LASP-1binding partner and the elucidation of LASP-1/ZO-2 nucleo-cytoplasmatic shuttling
N2  - LASP-1 (LIM und SH3 Domänen Protein) ist ein in Zellen ubiquitär vorkommendes Protein, welches in verschiedenen Tumorgeweben eine pathophysiologische Überexpression aufweist. Das Protein besitzt eine LIM Domäne, zwei Aktinbindungsregionen sowie eine SH3 Domäne und bindet einerseits an dynamischen Aktinstrukturen wie den fokalen Kontakten, Lamellopodien und Membranfortsätzen, kann andererseits aber auch in den Zellkern translokalisieren. Für Aktinstrukturen wirkt LASP-1 als Gerüstprotein und ist wichtig für die Migration und Proliferation der Zellen. Die Funktion von LASP-1 im Zellkern ist noch nicht bekannt, da aber in Tumorzellen eine erhöhte nukleare Akkumulation von LASP-1 beobachtet werden konnte, deren Intensität mit der Tumorgröße sowie dem Langzeitüberleben der Patientinnen korreliert, ist LASP-1, zusätzlich zu seiner Funktion als Strukturprotein, vermutlich auch ein Transkriptionsfaktor oder ein transkriptioneller Kofaktor. Eine Herunterregulation von LASP-1 in verschiedenen Tumorentitäten führt zur Inhibition der Proliferation und Migration. In dieser Arbeit konnte der bisher unbekannte Zellkernimport und -export von LASP-1 aufgeklärt werden. Maßgeblich daran beteiligt ist ein durch Pulldown Experimente neu identifizierter LASP-1 Bindungspartner: das Zonula Occludens 2 Protein (ZO-2). Mittels Immunpräzipitationen und Immunfluoreszenzen wurde diese Interaktion bestätigt. Nach Phosphorylierung von LASP-1 an Ser-146 durch Aktivierung der cAMP-abhängigen Proteinkinase (PKA) kommt es zu einer partiellen Ablösung des LASP-1/ZO-2 Komplexes aus den fokalen Kontakten hin zu einer vermehrten Kernlokalisation beider Proteine. Dies lässt sich durch Kern/Zytosol Trennungen belegen. Dabei ist die Bindung von LASP-1 an ZO-2 essentiell für die Translokation in den Zellkern, da bei einem ZO-2 Knockdown auch nach PKA Aktivierung LASP-1 zytosolisch lokalisiert bleibt. Wie Mutationsanalysen zeigen, findet die Interaktion zwischen der C-terminalen SH3 Domäne im LASP-1 und der Prolin-reichen SH3-Bindungssequenz im Bereich der Aminosäuren 1103-1121 am C-Terminus im ZO-2 statt. Die Translokation des Komplexes in den Kern erfolgt dabei über das Kernlokalisationssignal im ZO-2, da die LASP-1 Sequenz selbst keine nukleare Importsequenz aufweist. Im Zellkern konnte die direkte Interaktion von LASP-1 und ZO-2 mittels Duolink® Proximity Ligation Assay sichtbar gemacht werden. Der Export der Proteine erfolgt über das Protein CRM1. Eine Inhibition der Kernexportmaschinerie mit Leptomycin B erhöht die Konzentration beider Proteine im Zellkern. Das nukleare Exportsignal (NES) im LASP-1 konnte durch Punktmutationen N-terminal der Leucin-reichen Aminosäuresequenz 70-77 zugeordnet werden (NLRLKQQS). Im letzten Schritt dieses Zyklus erfolgt die Relokalisation von LASP-1 zurück an die Zellmembranstrukturen. Der neu gefundene Signalweg dient wahrscheinlich zur Weiterleitung von externen Stimuli in den Kern und zur Genregulation - mit LASP-1 als Transkriptionsfaktor oder transkriptionellen Kofaktor.
N2  - LASP-1 (LIM and SH3 protein) is ubiquitously expressed at basal levels, but was found to be pathophysiologically overexpressed in several cancer entities. LASP-1 exhibits one LIM domain, two actin binding domains and one SH3 domain. On the one hand, LASP-1 is predominantly localized at focal contacts, lamellopodia and membrane ruffles, on the other hand a nuclear localization is observed. LASP-1 works as actin-binding scaffolding protein and is essential for migration and proliferation. Silencing of LASP-1 by RNA- interference in various cancer cell lines results in a strong inhibition of proliferation and migration. However, in tumor cells, an additional striking nuclear localization of the protein was observed, which significantly correlates with tumor size and a poor long term survival of the patients. Therefore, LASP-1 might act additionally as transcription factor or transcriptional co-factor In this work, a novel LASP-1 binding partner, zonula occludens protein 2 (ZO-2), was identified and its role in the signal transduction pathway of LASP-1 nucleo-cytoplasmic shuttling was established. Upon LASP-1 phosphorylation at Ser-146 by activated cAMP-dependent protein kinase A (PKA), LASP-1 binding to Zyxin and F-actin decreases and the protein detaches, in complex with ZO-2, from the plasma membrane and translocates into the nucleus. These results were confirmed by nuclear and cytosolic separation assays. Pull-down assays with mutants revealed that ZO-2 binds with its proline-rich sequence (amino acids 1103-1121) to the SH3 domain in LASP-1. LASP-1 exhibits no nuclear localization signal and requires ZO-2 to shuttle into the nucleus. In situ proximity ligation assay confirmed the direct binding between LASP-1 and ZO-2 and visualized the shuttling. Inhibition of the nuclear export system by Leptomycin B results in an accumulation of both proteins in nuclei. Nuclear export is regulated by the newly identified nuclear export signal in LASP-1 (amino acids 70-77) and mediated by CRM1. Finally LASP-1 relocalizes to focal contacts. This new identified pathway serves presumably as a signal transductor from the focal contacts to the nucleus for gene regulation.
KW  - Tumorzelle
KW  - Skleroproteine
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Überexpression
KW  - Zellkern
KW  - Kern-Zytosoltranslokation
KW  - ZO-2
KW  - Phosphorylierung
KW  - LASP-1
KW  - nuclear cytosolic translocation
KW  - ZO-2
KW  - phosphorylation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-73442
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wehner, Nora
T1  - Etablierung und Anwendung molekularer Methoden zur Analyse des Arabidopsis thaliana Transkriptionsfaktor-ORFeoms
T1  - Establishment and application of molecular tools to analyse the Arabidopsis thaliana transcription factor ORFeome
N2  - Transkriptionsfaktoren (TF) sind wichtige Regulatoren der Genexpression. In Arabidopsis kodieren ca. 1500-2000 Gene für TF, von denen die Mehrheit bis heute nicht funktionell charakterisiert ist. Um die Aufklärung der TF-Funktionen weiter voranzutreiben, werden daher Analyse-Plattformen für Hochdurchsatzverfahren immer wichtiger. In den letzten Jahren sind umfangreiche Gateway® -kompatible ORF (open-reading-frame)-Kollektionen für Arabidopsis aufgebaut worden, die nun als nützliche Ressourcen für genetische Analysen zur Verfügung 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 können. Ein Mikrotiterplatten-System für Protoplastentransformationen erlaubt die transiente Koexpression von 96 verschiedenen TF-Expressionsvektoren mit einem Promotor:Luciferase-Reporter der Wahl. Das Transaktivierungspotential jedes einzelnen TF kann über die Luciferaseaktivität bestimmt werden, indem emittierte Lumineszenz in einem Luminometer detektiert wird. Die Funktionalität 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 überprüft, wobei bekannte Bindungsspezifitäten der TF bestätigt werden konnten. Für das System wurde eine umfassende Arabidopsis TF-Kollektion aufgebaut. Ca. 950 verschiedene Gateway® -kompatible TF-Expressionsvektoren stehen für Screening-Ansätze zur Verfügung. Für das PTA-System wurden verschiedene Anwendungen etabliert. Neben transaktivierenden, konnten beispielsweise auch repressive Eigenschaften von TF bestimmt werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass es möglich 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 Signalmolekülen (wie z. B. Kinasen) auf ihre Aktivierungseigenschaften zu untersuchen. Das PTA-System wurde in verschiedenen Screening-Ansätzen 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 höheres 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 Sekundärmetaboliten (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 zusätzlichen 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-Überexpressions-Kollektion (AtTORF-EX) erweitert. Mit Hilfe des dafür entwickelten Hochdurchsatzverfahrens zur Generierung stabil transformierter Pflanzenlinien wurden neue Überexpressionssamen-Kollektionen hergestellt und anschließend in einem Screening-Ansatz auf erhöhte Toleranz gegenüber 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.
N2  - Transcription factors (TFs) are important cellular regulators of gene expression. In Arabidopsis approximately 1500-2000 genes encode for TFs. Until now, the majority of these genes has not been functionally characterized. To further promote the evaluation of TF function, high-throughput tools are required. In recent years, comprehensive Arabidopsis open reading frame (ORF) collections have been established, which are valuable resources for functional genomics. Based on these collections a high-throughput microtiter plate based Protoplast Trans Activation (PTA) system has been established to screen for TFs which regulate a given promoter:Luciferase construct in planta. 96 protoplast transfection experiments can be performed simultaneously in a standard microtiter plate. Transactivation of a promoter:Luciferase reporter is measured via luciferase imaging. A screening collection of roughly 950 TFs expression vectors has been assembled using Gateway® technology and can be tested in various screening approaches. In this respect, it is possible to analyze transactivating as well as repressive properties. Moreover (I) stimulus induced transcription, (II) studies of protein-protein interaction and (III) the impact of signaling molecules (e.g. kinases) on the promoters activation potential can be measured. To demonstrate the feasibility of the high-throughput system, the transactivating properties of the Ethylene Response Factor (ERF) TF family were studied in combination with the well-characterized RD29A and PDF1.2 promoters. By this means, known binding specificities of the TF family were confirmed. Furthermore, the PTA-System was applied to identify transcriptional regulators involved in plant stress responses. In one approach the influence of bZIP TFs on the auxin-inducibility of the GH3.3-promoter was studied. In particular, bZIP16 and bZIP68 showed a stronger transactivation potential than those bZIPs which were previously described to regulate this auxin-responsive promoter. In an independent approach the transcriptional regulation of tryptophan-derived antifungal compounds (indol-glycosinolates, camalexin) biosynthesis has been studied. ERF TFs of the groups VIII and IX were identified as potential regulators of several biosynthetic genes. A subsequent screening approach of a key promoter of the camalexin biosynthetic pathway disclosed further potential regulators. Among these TFs, many have been described previously in plant pathogen responses. As a second approach to examine TF function the Arabidopsis thaliana TF ORF-EXpression-library (AtTORF-EX) established by Weiste et al. (2007) was extended. The developed high-throughput transformation procedure was used to generate new TF overexpression seed collections. Afterwards the library was applied in a screening approach to identify regulators which mediate enhanced tolerance towards the oxidative stress inducing chemical Paraquat. Thus, the TFs bZIP1 and OBP1 were found to promote resistance against Paraquat when overexpressed in Arabidopsis. In summary, using both approaches novel putative regulators of plant stress response signaling were identfied.
KW  - Ackerschmalwand
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Protoplast
KW  - High throughput screening
KW  - Genaktivierung
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - transcription factor
KW  - protoplast
KW  - high throughput screening
KW  - gene activation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72057
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dietz, Lena
T1  - Die Rolle von NFATc1 und NFATc2 bei der Immunpathogenese von Experimenteller Autoimmuner Enzephalomyelitis (EAE), dem Tiermodell der Multiplen Sklerose
T1  - The role of NFTAc1 and NFATc2 in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), the animal model of multiple sclerosis
N2  - Multiple Sklerose (MS) ist eine Autoimmunkrankheit, welche durch Infiltration autoreaktiver Immunzellen in das Zentrale Nervensystem (ZNS) gekennzeichnet ist. Hierbei gelten insbesondere Th1- und Th17-Zellen als wichtige Mediatoren der ZNS-Entzündungsreaktion. Beide T-Helfer-Zellarten können durch regulatorische T-Zellen (Tregs) in ihrer Funktion supprimiert werden. NFAT(Nuclear Factors of Activated T cells)-Transkriptionsfaktoren werden nach TCR-Antigen-Stimulation induziert und regeln – als pleiotrope Transkriptionsfaktoren – viele funktionelle Prozesse in T-Zellen. Um die Rolle dieser Faktoren bei der Immunpathogenese von MS zu analysieren, wurden unterschiedliche NFAT-defiziente Mausstämme auf den Krankheitsverlauf des Tiermodells Experimentelle Autoimmune Enzephalomyelitis (EAE) hin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl der einzelne Verlust von NFATc1 und NFATc2 in CD4+ T-Zellen als auch das Fehlen einer spezifischen C-terminalen Proteinmodifikation von NFATc1, die SUMOylierung, sich abmildernd auswirkten. Der verminderte klinische Ausgang der EAE beruhte allerdings je nach knock-out auf unterschiedlichen Mechanismen. Im Fall des T-Zell-spezifischen Verlustes von NFATc1 (Nfatc1fl/fl x Cd4cre+ Mäuse), erwies sich die EAE aufgrund einer stark eingeschränkten Aktivierung und Effektorzellentwicklung von CD4+ T-Zellen als vermindert. Dies konnte durch eine reduzierte Produktion an pathogenen Effektorzytokinen, wie IFNγ, IL-17A, GM-CSF sowie IL-22 und weniger an IL-17A+ IFNγ+ Doppelproduzenten im ZNS gezeigt werden. Der Verlust von NFATc2 resultierte in einer starken Th2-Antwort im ZNS von Nfatc2-/- EAE-Mäusen einhergehend mit protektiven IL-4- und IL-10-Produzenten. Interessanterweise konnten auch mehr nicht-pathogene Th17-Zellen nachgewiesen werden. Nfatc1/CΔSUMO CD4+ T-Zellen sezernierten sowohl nach in vitro als auch nach in vivo Stimulation erhöhte Mengen von IL-2. In vitro Kulturen von Th1- und Th17-Zellen wiesen neben dieser erhöhten IL-2-Sekretion eine verminderte Produktion von IFNγ und IL-17A auf. In Übereinstimmung mit diesen in vitro Befunden zeigte sich auch in der EAE ein reduziertes Krankheitsbild mit weniger Th1- und Th17-Zellen, dafür aber eine IL-2-geförderte Erhöhung der Treg-Population. Anhand der Erkenntnis, dass NFAT-Faktoren die (Auto)-Immunreaktion entscheidend beeinflussen, könnte die Inhibition einzelner NFAT-Faktoren ein neues Ziel für eine MS-Therapie darstellen.
N2  - Multiple sclerosis (MS) is an inflammatory autoimmune disease affecting the central nervous system (CNS). T helper cells, in particular Th1 and Th17 cells, are important mediators of this progress and are antagonized by regulatory T cells (Tregs). Members of the transcription factor family “Nuclear Factors of Activated T cells” (NFAT) are induced in response to TCR stimulation and act as pleiotropic regulators of T cell function. To investigate the role of single NFAT factors in the pathophysiology of MS we used several NFAT deficient mice in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), the animal model of the human disease. We could show that not only the deficiency of NFATc1 or NFATc2, but also the absence of the C-terminal (specific) SUMOylation of NFATc1 reduces the clinical severity of EAE. Regardless of a comparable influence on the disease, the reasons are distinct. 
In case of T cell specific loss of NFATc1 (Nfatc1fl/fl x Cd4cre+ mice) the clinical score was diminished due to impaired effector functions of CD4+ T cells lacking all NFATc1 isoforms. This was demonstrated by lower levels of pathogenic effector cytokines producing CD4+ 
T cells, such as IFNγ, IL-17A, GM-CSF, IL-22 producers as well as IL-17A+ IFNγ+ double producers in the CNS of Nfatc1fl/fl x Cd4cre+ mice compared to wild type siblings. Also the course of EAE in Nfatc2-/- mice was found to be ameliorated. The deficiency of NFATc2 resulted in a striking defect of CD4+ T cells in producing IFN-γ, but an enhanced immune responses with Th2-like characteristics. CD4+ T-cells in the ZNS of Nfatc2-/- EAE-diseased mice showed a profound production of protective IL-4 and IL-10 lymphokines. Interestingly, also more non-pathogenic IL-17A producers were found. CD4+ T cells from Nfatc1/CΔSUMO mice produce significantly more IL-2 in vitro and in vivo, whereas cultured Th1 and Th17 cells express less IFNγ and IL-17A, respectively. Consistently, the MOG35-55-induced EAE in Nfatc1/CΔSUMO mice revealed an ameliorated clinical disease severity compared to wild type controls with a robust IL-2-driven increase in Tregs and a reduction in effector T helper cells producing lymphokines. In summary, we could show that individual NFAT factors and their modifications play a distinct role in the pathogenesis of MS. Therefore, targeting or modulating specific NFAT factors could be a therapeutic approach to inhibit undesired NFAT functions in the respective human disease context of MS.
KW  - Immunologie
KW  - Autoaggressionskrankheit
KW  - NFAT in EAE
KW  - Immunbiologie
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Autoimmunkrankheit
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-94569
ER  - 
TY  - THES
A1  - Scheuerlein, Gabriele Marianne
T1  - C/EBPβ und seine proapoptotische Wirkung in murinen T-Zellen
T1  - Proapoptotic effects of C/EBPβ in murine T cells
N2  - Der Transkriptionsfaktor C/EBPβ besitzt sehr vielgestaltige Funktionen und ist an Wachstums-und Differenzierungsvorgängen verschiedener Gewebe beteiligt. So fördert es in T-Lymphozyten über Transaktivierung des Il4-Promotors und Repression der TH1-Zytokine IL-2 und IFN-γ die Bildung eines TH2-Phänotyps [Berberich-Siebelt et al. 2000]. Durch Herabregulation von c-Myc bewirkt es einen Zellzyklusarrest in G1 und vermehrte Differenzierung der Zellen auch über eine reziproke Steigerung von Differenzierungsfaktoren wie Mad4 [Berberich-Siebelt et al. 2006]. In einer den G1-Arrest nachweisenden Zellzyklusanalyse von mit C/EBPβ transduzierten EL-4 Zellen zeigte sich daneben ein kleiner Sub-G1-Peak, der auf eine apoptotische Zellpopulation hinweist [Berberich-Siebelt et al. 2006]. Aufgabe dieser Arbeit war es, den möglichen Zusammenhang zwischen der Aktivierung von C/EBPβ und Auslösung von Apoptose in EL-4 Zellen hinsichtlich seiner Spezifität und dabei favorisierter Signalwege zu untersuchen. 
Gegenstand der Untersuchungen waren mit dem C/EBPβ-ERTM-Konstrukt alleine und in Kombination mit dominant-negativen Mutanten der Caspase-3 und der Caspase-9 transduzierte EL-4 Kulturzellen. Durch Einbringen der Caspasemutanten sollte eine kompetitive Hemmung der entsprechenden endogenen Caspasen bewirkt werden. Methodisch erfolgten Apoptosenachweise mittels durchflusszytometrischer Analysen von mit Annexin V-PE und 7-Amino-Actinomycin (7-AAD) gefärbten EL-4 Zellen sowie die Detektion von gespaltener PARP (Poly-ADP-Ribose-Polymerase), einem Substrat der Caspase-3 im Western Blot. Des Weiteren erfolgten mittels Ribonuklease-Protektionsanalysen Untersuchungen der RNA-Expression von Zytokinen, Caspasen und von Mitgliedern der Myc- und der Bcl-2-Proteinfamilien, um das Verhalten der Zellen unter Hemmung von Apoptosewegen bzw. Caspasen bei Aktivierung von C/EBPβ näher betrachten zu können. 
In Annexin V-PE- und 7-AAD-Färbungen sowie durch Nachweis der spezifischen Spaltung von PARP konnte gezeigt werden, dass C/EBPβ Zelluntergang und Apoptose fördert. Diese war durch den Pancaspaseinhibitor Z-VAD fmk hemmbar, was, wie auch die PARP-Spaltung, auf einen caspaseabhängigen Signalweg hinweist. Hemmung der Caspase-3 durch Transduktion der Zellen mit einer Caspase-3-Mutante besaß kaum Einfluss auf die durch C/EBPβ veränderte Zytokinexpression und die Repression von c-Myc, doch erschien eine vermehrte Hochregulation des Differenzierungsfaktors Mad4, der endogenen Caspase3- und der Caspase11-RNA. Die Steigerung von Caspase-3 unter Aktivierung von C/EBPβ fand sich auch auf Proteinebene. Allerdings konnte eine Hemmung der Caspase-3 bei den untersuchten EL-4 Zellen die durch C/EBPβ vermittelte Apoptose nicht verhindern, was auf andere Apoptosewege oder kompensatorischer Effekte verwies. Durch Beeinflussung des intrinsischen Signalweges mit Hemmung der Caspase-9 zeigten sich ebenfalls kaum Auswirkungen auf die Zytokinexpression der untersuchten Zellen. Hier fanden sich Hochregulationen sowohl der pro- als auch antiapoptotischen Mitglieder der Bcl-2-Familie. Funktionell konnte auch eine Hemmung von Caspase-9 die Zellen nicht vor der Apoptose durch Aktivierung von C/EBPβ bewahren.
So konnte hier gezeigt werden, dass Aktivierung von C/EBPβ in den untersuchten EL-4 Zellen Apoptose fördern kann, dies über eine Aktivierung der Caspasekaskade zu geschehen scheint und mit einer Steigerung endogener Caspase-3-Expression einhergeht. Aus den Untersuchungen dieser Arbeit konnte eine Favorisierung eines bestimmten Apoptosesignalweges nicht abgeleitet werden, da eine Hemmung des intrinsischen Weges die Zellen nicht vor dem Zelltod schützen konnte. Insgesamt lässt sich aber, obwohl nicht alle Details geklärt werden konnten, festhalten, dass C/EBPβLAP in T-Zellen neben Proliferationshemmung und Differenzierungsinduktion auch für Caspase vermittelten Zelltod verantwortlich ist.
N2  - The transcription factor C/EBPβ belongs to the family of the basic leucine zipper transcription factors C/EBP. It possesses a wide range of functions and is involved in cell growth and differentiation processes in a variety of tissues. Transactivating the Il4-Promotor and repressing the Th1 type cytokines Il-2 and IFN-γ it promotes a Th2 phenotype in T cells [Berberich-Siebelt et al. 2000]. Through downregulation of c-Myc it is able to arrest T cells in the G1 phase of the cell cycle and together with reciprocal upregulation of differentiation factors like Mad4 it is able to promote cell differentiation [Berberich-Siebelt et al. 2006]. Beside the G1 arrest the cell cycle analysis of C/EBPβ transduced EL-4 cells also showed a small sub-G1 peak, indicating that these cells had undergone apoptosis [Berberich-Siebelt et al. 2006]. The task of this dissertation was to investigate a possible connection between activation of C/EBPβ and initiation of apoptosis in EL-4 cells referring to its specifity and possibly involved signaling pathways. Subject of the investigations were EL-4 cells transduced with the C/EBPβ-ERTM construct alone or in combination with dominant negative mutations of caspase-3 and caspase-9. The mutants should have effected a competitive inhibition of the endogenous caspases. For apoptosis detection flow cytometric analysis of cells stained with annexin-V and 7-AAD (7-amino-actino-mycin) was used beside western blot analysis of PARP (poly-ADP-ribose- polymerase) cleavage fragments. Furthermore ribonuclease protection assays for the expression of cytokines, caspases, Myc and Bcl-2 family members were performed in order to examine the behavior of the cells with inhibition of apoptotic signaling pathways and activation of C/EBPβ. Both the annexin-V and 7-AAD stainings and the detection of PARP cleavage products showed that C/EBPβ was able to promote cell death and apoptosis. For this could be inhibited by the pancaspase inhibitor Z-VAD fmk together with the PARP cleavage indicated a caspase dependent apoptotic pathway. Inhibition of caspase-3 by the caspase-3 mutant had hardly no influence on the C/EBPβ mediated cytokine expression profile and the repression of Myc, but lead to an increase of the differentiation factor Mad4, the endogenous Caspase3- and Caspase11-RNA. The augmentation of endogenous Caspase-3 by activation of C/EBPβ was also found at protein level. However, inhibition of Caspase-3 could not protect the EL-4 cells from C/EBPβ mediated apoptosis, indicating an alternative apoptotic pathway or compensatory effects. Inhibition of caspase-9 in the intrinsic apoptotic pathway also showed hardly no influence on the cytokine expression of the cells. It resulted in an upregulation of both pro- and anti-apoptotic Bcl-2 family members. Functionally, inhibition of Caspase-9 could not protect the EL-4 cells from C/EBPβ mediated apoptosis. 
So activation of C/EBPβ is able to promote apoptosis in EL-4 cells. This seems to be performed by activation of caspases and is accompanied by an increase of Caspase-3 expression. The results of this work cannot conclude a preference of a specific apoptotic pathway following activation of C/EBPβ, for inhibition of the intrinsic pathway could not protect the cells from apoptosis. To sum up, although far away from clearing all the details this work can state that in T-cells C/EBPβLAP is responsible both for inhibition of proliferation, induction of differentiation processes and for caspase mediated cell death.
KW  - Transkriptionsfaktor info
KW  - Apoptosis
KW  - T-Lymphozyt info
KW  - C/EBPβ
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Apoptose
KW  - T Zellen
KW  - EL-4 Zellen
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-113429
ER  - 
TY  - THES
A1  - Haug, Daniela
T1  - Untersuchung von FOSL1 im humanen Melanom
T1  - Determination of FOSL1 in human melanoma
N2  - Bei Melanomen handelt es sich um die gefährlichste Form von Hautkrebs mit der höchsten Mortalitätsrate. Deshalb sind Untersuchungen dieser Hautkrebsart von immenser Bedeutung. Es ist bekannt, dass der AP-1-Transkriptionsfaktorkomplex eine große Rolle für Melanomentstehung und -progression spielt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion der AP-1 Komponente FOSL1 in Melanomen untersucht.
Hierbei konnte zunächst ermittelt werden, dass die FOSL1 Expression im humanen Melanom durch den MAPK-Signalweg vermittelt wird und von den Onkogenen BRAF und NRAS abhängig ist. Dies wird auch durch die Tatsache unterstützt, dass die Stabilität von FOSL1 durch MAPK reguliert wird.
Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass FOSL1 in vielen Melanomzellen die Proliferation verstärkt und auch an Migration beteiligt ist. Da diese Prozesse zur Krebsprogression beitragen, deutet dies darauf hin, dass FOSL1 bei der Melanomentwicklung eine wichtige Funktion besitzt. Weiterhin konnten SLUG, SNAI3, IL6 und MMP14 als FOSL1-Zielgene identifiziert werden, deren Regulierbarkeit durch FOSL1, jedoch abhängig von der jeweiligen Zelllinie war. Somit konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass FOSL1 nicht nur, wie zuvor für Brustkrebszellen beschrieben, an Migration beteiligt ist, sondern auch zur Proliferation humaner Melanome beiträgt. Zukünftige Arbeiten werden zeigen, ob die identifizierten Gene für die FOSL1-vermittelte Migration und Proliferation verantwortlich sind.
N2  - Melanoma is the most aggressive type of skin cancer with the highest mortality rate. Hence, the investigation of this type of cancer is of great importance. The AP-1 transcription factor complex is known to play a major role during initiation and progression of melanoma. This research was aimed at investigating the role of the AP-1 component FOSL1 in melanoma.
Initial determinations showed that in human melanoma the FOSL1 expression is mediated by the MAPK-signaling pathway and dependent on the oncogenes BRAF and NRAS. This finding is supported by the fact that the stability of FOSL1 is regulated by MAPK.
Furthermore, this research revealed that FOSL1 enhances proliferation in several cell lines and also contributed to migration. Since these processes contribute to cancer progression, FOSL1 even seems to play an important role in melanoma development. Moreover, SLUG, SNAI3, IL6 and MMP14 were identified to be target genes of FOSL1. However, the FOSL1-dependent regulation of these genes differed between the cell lines.
Thus, this investigation provides evidence that FOSL1 does not only promote migration, which was described previously in breast cancer, but it also contributes to proliferation of human melanoma. Experiments in the future will unravel if the identified genes are responsible for the FOSL1-mediated migration and proliferation.
KW  - Proliferation
KW  - Melanom
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - FOSL1
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-91064
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hartmann, Laura
T1  - Die funktionelle Rolle der Transkriptionsfaktoren bZIP1 und bZIP53 in der Arabidopsis thaliana- Wurzel nach Salstress
T1  - The functional role of bZIP1 and bZIP53 transcription factors in salt treated roots of Arabisopsis thaliana
N2  - Die zunehmende Versalzung des Bodens führt weltweit zu starken Ernteeinbußen. Ob- wohl die Wurzeln der Pflanzen als erstes mit dem Salzstress in Berührung kommen, ist noch nicht viel über Signaltransduktionswege in Wurzeln zur Anpassung der Pflanze an Salzstress bekannt. Die bZIP-Transkriptionsfaktoren der Gruppe S1, bZIP1 und bZIP53, werden gewebespezifisch in der Wurzel nach Salzstress aktiviert. In dieser Arbeit werden diese bZIPs in ein Netzwerk eingeordnet, von der Aktivierung der Tran- skriptionsfaktoren bis zur Funktion in der Regulation des Stoffwechsels in der salzgest- ressten Pflanze.
Die Aktivierung von bZIP1 kann über verschiedene sowohl ionische als auch osmotische Stimuli erfolgen und ist abhängig von Calcium, der HEXOKINASE 1 und SnRK1- Kinasen (Snf1 RELATED PROTEIN KINASE 1). Die dunkelinduzierte Expression von bZIP1 wird HXK1-abhängig durch Glucose inhibiert, bei Energiemangelbedingungen ist die Aktivierung von bZIP1 SnRK1-abhängig. Beide Enzyme spielen auch in der salzinduzierten Expression von bZIP1 eine Rolle. Über Transkriptom- und Me- tabolomanalysen kann gezeigt werden, dass bZIP1 und bZIP53 an der Umprogram- mierung des Kohlenhydrat- und Aminosäuremetabolismus teilhaben. Besonders Gene der Glukoneogenese (PYRUVAT ORTHOPHOSPHAT DIKINASE und FRUCTOSE- 1,6-BISPHOS- PHATASE) bzw. des Aminosäurekatabolismus (BRANCHED- CHAIN AMINO ACID TRANSAMINASE 2, METHYLCROTONYL- COA-CARBOXYLASE A und HOMOGENTISATE 1,2-DIOXYGENASE ) werden von den Transkriptionsfaktoren reguliert. Das spricht für eine Umprogrammierung des Metabolismus und der Mobilisierung von Energie aus Aminosäuren zur Anpassung an die Stressbedingungen. Die Transkriptionsfaktoren der Gruppe S1 bilden vorzugsweise Heterodimere mit der Gruppe C. Mit Mutantenanalysen, die zum einen die Transkriptionsfaktoren des C/S1-Netzwerks und zum anderen Komponenten der Abscisinsäure (ABA) abhängigen Signaltransduktion beinhalten, konnte ein Signaltransduktionsnetzwerk aufgestellt werden, das die Antwort auf abiotischen Stress mittels des Signalwegs über ABA, SnRK2 und AREB (ABA RESPONSIVE ELEMENTS-BINDING PROTEIN) mit der SnRK1-vermittelten Antwort auf Energiemangelbedingungen in der Pflanze verknüpft. Die gefundenen stress- bzw. energieresponsiven Gene konnten nach den Mutantenana- lysen auf Grund ihrer unterschiedlichen Regulation in vier Klassen eingeteilt werden, wovon nur eine, die Klasse 4, von dem C/S1 Netzwerk reguliert wird. Die Klassen 1- 3 sind unabhängig von den bZIP-Transkriptionsfaktoren der Gruppe C. Die Klasse 1 bilden typische ABA-responsive Gene, die von den Gruppe A-bZIPs reguliert werden. Faktoren der Gruppe A sind auch an der Expression der Gene der Klasse 2 beteiligt, diese werden aber auch durch bZIP1 und bZIP53 induziert. Dieser Klasse konnten Gene zugeordnet werden, die im Abbau verzweigtkettiger Aminosäuren eine Rolle spielen. Am Aminosäureabbau sind außerdem die Gene der Klasse 2 beteiligt. Für diese Gene konnte eine Expressionsregulation durch bZIP1 und bZIP53 gezeigt werden. Für die Bestimmung möglicher Heterodimerisierungspartner bedarf es noch weiterer Analysen. Dieses Model, das den abitoschen Stress abhängigen ABA-Signalweg mit dem ener- gieabhängigen SnRK1-Signaltransduktionsweg verknüpft, zeigt die präzise Regulation von mindestens 4 Gen-Klassen, deren Expression durch die Kombination verschiedener bZIP-Transkriptionsfaktoren aktiviert wird.
N2  - Increasing salinization of soil has led to significant crop loss worldwide. Notwith- standing the fact that plant roots are the first to be affected by salt stress, signal transduction pathways in roots for salt stress adaptation are still mostly unknown In this work the group S1 bZIP transcription factors bZIP1 and bZIP53 that are spe- cifically induced by salt stress in roots, were functionally characterized with respect to their role in salt stress response in plants. Transcriptional activation of bZIP1 can be mediated by both ionic and osmotic stimuli and is dependent on Ca2+, HEXO- KINASE 1 (HXK1) and the SnRK1 kinases (Snf1 RELATED PROTEIN KINASE 1). Dark induced expression of bZIP1 is inhibited by glucose depending on HXK1 acti- vity. In starvation conditions the transcription of bZIP1 is mediated by SnRK1. Here both signaling enzymes are shown to be involved in salt induced bZIP1 transcripti- on. Transcriptome and metabolome analyses reveal an important function of bZIP1 and bZIP53 concerning the reprogramming of primary carbohydrate and amino acid metabolism during salt stress in the Arabidopsis root. Particularly genes involved in gluconeogenesis (PYRUVAT ORTHOPHOSPHAT DIKINASE and FRUCTOSE-1,6- BISPHOSPHATASE )or amino acid catabolism (BRANCHED- CHAIN AMINO ACID TRANSAMINASE 2, METHYLCROTONYL- COA-CARBOXYLASE A and HOMO- GENTISATE 1,2-DIOXYGENASE) are regulated by these transcription factors. This points to reprogramming of metabolism and remobilization of energy by amino acid degradation under stress. Group S1 bZIPs preferably form heterodimers with group C bZIP transcription factors. Mutant analyses of C/S1 bZIPs and ABA signaling com- ponents, respectively, revealed a complex network connecting abiotic stress responses via ABA-SnRK2-AREB (ABA RESPONSIVE ELEMENTS-BINDING PROTEIN) to SnRK1 mediated starvation responses. The detected genes were grouped in four classes according to their different regulation, of which only class 4 is regulated by the C/S1 network. Classes 1-3 are controlled independently of group C transcription factors. Class 1 contains typical ABA responsive genes, regulated by group A bZIPs. These are also involved in gene expression of class 2 genes, which are as well induced by bZIP1 and bZIP53. Genes of branched chain amino acid catabolism belong to this class. Al- so involved in amino acid catabolism are genes of class 2, these genes were shown to be transcriptionally regulated by bZIP1 and bZIP53. Further analyses are required to reveal possible heterodimerization partners. This model, that links the abiotic stress responding ABA pathway to the energy dependent SnRK1 signaling pathway, reveals at least four gene classes that are very precisely regulated by combining different bZIP transcription factors.
KW  - Salzstress
KW  - salt
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Ackerschmalwand
KW  - transcription factors
KW  - root
KW  - Wurzel
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-99423
ER  - 
TY  - THES
A1  - Morgenroth [geb. Diehlmann], Désirée
T1  - Auswirkungen der Hypoxia Inducible Factor (HIF) - 1 - Hemmung durch Chetomin auf Hypoxie-abhängige Transkription und Strahlensensibilität in humanen Fibrosarkomzellen vom Typ HT 1080
T1  - Effects of hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) inhibition by chetomin on hypoxia-related transcription and radiosensitivity in HT 1080 human fibrosarcoma cells
N2  - Hintergrund: Die Überexpression von Hypoxia Inducible Factor 1 (HIF-1) wird mit Tumorprogression und schlechter Prognose in Zusammenhang gebracht. Wir untersuchten, ob die pharmakologische Hemmung des Transkriptionsfaktors HIF-1 mittels Chetomin, einem Inhibitor der Interaktion von HIF-1 mit dem Koaktivator Protein p300, die Hypoxie-induzierte Strahlenresistenz menschlicher Fibrosarkomzellen vom Typ HT 1080 beeinflusst.
Methoden: Die optimale Dosis von Chetomin wurde durch Versuchsreihen mit Hypoxie-sensiblem Promotor in mit destabilisiertem EGFP-Vektor transfizierten HT 1080 HRE-Zellen bestimmt. HT 1080 Zellen wurden mittels RT-PCR sowie Western Blot auf die Transkription der HIF-1-regulierten Gene Carboanhydrase IX (CA9) und Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) untersucht. Außerdem wurden sie zur Erstellung klonogener Assays unter normoxischen sowie hypoxischen (0,1% O2, 12 Stunden) Bedingungen in vitro mit 0, 2, 5 oder 10 Gy bestrahlt mit oder ohne Chetominbehandlung (150 nM, 12 Stunden, Vorbehandlung 4 Stunden).
Ergebnisse: In der RT-PCR zeigte sich eine signifikante Reduktion (Signifikanzniveau p<0,05) der mRNS-Expression von CA9 und VEGF unter Chetomin und Hypoxie auf 44,4 +/- 7,2% beziehungsweise 39,6 +/- 16,0%, im Western Blot supprimierte Chetomin auch die Downstream-Genprodukte von CA9 und VEGF. In den Überlebenskurven erhöhte Chetomin die Wirksamkeit der Bestrahlung wesentlich, der modifizierte Sauerstoffeffekt (modified Oxygen Enhancement Ratio, OER') war mit Ausnahme der 50% SF in Bezug auf die Kontrollen bei 50%, 37% und 10% Relativem Überleben (SF) von 1,57 auf 1,58, von 1,56 auf 1,42 und von 1,38 auf 1,22 reduziert.
Schlussfolgerung: Die HIF-1-Hemmung durch Chetomin reduziert effektiv die Hypoxie-abhängige Transkription und verstärkt die Strahlensensibilität von hypoxischen HT 1080 Fibrosarkomzellen in vitro.
N2  - Background: Hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) overexpression has been linked to tumor progression and poor prognosis. We investigated whether targeting of HIF-1 using chetomin, a disrupter of the interaction of HIF-1 with the transcriptional coactivator p300, influences the radiosensitivity of hypoxic HT 1080 human fibrosarcoma cells.
Methods: Optimal dose of chetomin was determined by EGFP-HRE gene reporter assay in stably transfected HT 1080 cells. Cells were assayed for expression of the hypoxia-inducible genes carbonic anhydrase IX (CA9) and vascular endothelial growth factor (VEGF) by RT-PCR and Western blot. For clonogenic survival they were irradiated with 0, 2, 5 or 10 Gy, under normoxic or hypoxic (0.1% O2, 12h) conditions in the presence or absence of chetomin (150 nM, 12h, pre-treatment of 4h).
Results: Chetomin treatment significantly reduced CA9 and VEGF mRNA expression in hypoxic cells to 44.4 +/- 7.2% and 39.6 +/- 16.0% respectively, of untreated hypoxic controls. Chetomin suppressed as well downstream gene products of CA9 and VEGF (Western blot). Chetomin clearly radiosensitized hypoxic cells and reduced the modified oxygen enhancement ratio (OER') compared to untreated cells except at 50% survival fraction, from 1.57 to 1.58, from 1.56 to 1.42 and from 1.38 to 1.22 at the 50%, 37% and 10% clonogenic survival levels, respectively.
Conclusions: HIF-1 inhibition by chetomin effectively reduces hypoxia-dependent transcription and radiosensitizes HT 1080 human fibrosarcoma cells in vitro.
KW  - Hypoxie
KW  - Strahlensensibilität
KW  - Strahlenresistenz
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Genprodukt
KW  - HIF-1
KW  - Chetomin
KW  - CA 9
KW  - VEGF
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-153922
ER  - 
TY  - THES
A1  - Böhm [geb. Hill], Rebekah
T1  - Frühe Immunoseneszenzparameter bei Kindern mit Autismus und Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitätssyndrom (ADHS)
T1  - Early immunosenescence parameters in children with autism and attention-deficit-hyperactivity-disorder (ADHD)
N2  - Es wurden mögliche frühzeitige Immunoseneszenzparameter bei Kindern mit Autismus und ADHS im Vergleich zu gesunden Kontrollen mittels real-time quantitativer PCR ermittelt. Zusätzlich wurden T-Zell-spezifische Transkriptionsfaktoren mittels real-time quantitativer PCR gemessen. Es zeigte sich bei Autismus, im Vergleich zu gesunden Kontrollen, eine signifikant erniedrigte Anzahl von TRECs und eine signifikant erhöhte Expression des Th2-Zell-Transkriptionsfaktors GATA3. Schlußendlich scheint es eine schnellere Alterung des Thymus bei Kindern mit Autismus zu geben. Weitere Untersuchungen zur genaueren Differenzierung sind notwendig.
N2  - Possible early immunosenescence parameters in children with autism and ADHD were measured in comparison to healthy controls via real-time quantitative PCR. Additionally the expression of t-cell-specific transcriptionfactors were measured via real-time quantitative PCR. A significant lower level of TRECs and a significant higher expression of the th2-cell transcriptionfactor GATA3 was found in children with autism compared to healthy controls. In conclusion, the thymus seems to grow older faster in children with autism. Further studies are necessarsy for more exact differentiation.
KW  - Autismus
KW  - Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - immunosenescence
KW  - T-Zell-Rezeptor-Excision-Circle (TRECs)
KW  - Relative Telomerlänge (RTLs)
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-208734
ER  - 
TY  - THES
A1  - Walper [geb. Schwarz], Elisabeth
T1  - Identifizierung und Charakterisierung von Transkriptionsfaktoren in der pflanzlichen Antwort auf das Oxylipin 9-Hydroxyoktadekatriensäure (9-HOT)
T1  - Identification and characterization of transcription factors in the plant signaling Response to the oxylipin 9-hydroxyoctadekatrienoic acid (9-HOT)
N2  - Oxylipine werden in der Pflanze unter Stressbedingungen gebildet. Die dafür notwendige Oxidation von Fettsäuren wird entweder nicht-enzymatisch über Radikale wie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) oder enzymatisch über Lipoxygenasen katalysiert. Abhängig von der Position der Oxidation in der Fettsäure entstehen dabei C13- oder C9-Oxylipine. Sehr gut erforscht sind C13-Oxylipine wie Jasmonsäure (JA), die bei biotischem Stress und Verwundung gebildet werden und bei exogener Gabe das Wurzelwachstum von Arabidopsis thaliana hemmen. Die C9-Oxylipine wie 9-Hydroxyoktadekatriensäure (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 führen, 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 Überexpressions-Linien verschiedener Transkriptionsfaktoren, wurde hinsichtlich Wurzelwachstums auf dem Oxylipin 9-HOT analysiert. Die Gesamtheit der untersuchten Pflanzen enthielt 263 unabhängige 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 Überexpression die Wurzelwachstums-hemmende Wirkung von 9-HOT kompensiert. Es zeigte sich eine Häufung von Transkriptionsfaktoren der ERF- (ethylene responsive factor) Familie. Die verstärkte Expression der nahe verwandten Transkriptionsfaktoren ERF106 und ERF107 ermöglichte sowohl auf 9-HOT als auch auf 9-KOT ein längeres Wurzelwachstum im Vergleich zum Wildtyp. Die Genexpression von ERF106 und ERF107 wird durch Überflutung aktiviert. Durch Überflutung 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 Überflutung im normalen Tag / Nacht-Rhythmus kein signifikanter Unterschied im Überleben zwischen Col-0 und den Mutanten erf106, erf107 und erf106xerf107 nachweisbar. Zur Identifikation möglicher Ziel-Gene von ERF106 und ERF107 wurden Transkriptom-Analysen durchgeführt. Die Funktionsverlust-Mutanten erf106, erf107 und erf106xerf107 zeigten weder im Grundzustand noch nach 4 Stunden Überflutung Veränderungen 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 für Entgiftung und Stressabwehr sind. Ebenso wurden wichtige Biosynthese-Gene aus der Camalexin- und Glukosinolat-Synthese in den Funktionsgewinn-Mutanten verstärkt exprimiert. Des Weiteren konnte eine verringerte Expression von Genen beobachtet werden, die wichtig für 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 können, um so die Antwort auf C9-Oxylipine zu beeinflussen.
N2  - Oxylipins are built under stress conditions. They are the results of fatty acids oxidation that occurs either non-enzymatically by the action of free radicals like reactive oxygen species (ROS) or enzymatically by lipoxygenases conversion. There are two kinds of oxylipins, C13- or C9-, according to the position of the oxidation on the fatty acid back bone. Whereas C13-oxlipins like jasmonic acid (JA) are well characterized, little is known about C9-oxylipins like 9-hydroxyoctadecatrienoic acid (9-HOT). Both of them are generated as consequence of biotic stress or wounding and a common phenotypical mark is their ability to inhibit root growth of Arabidopsis seedlings. Preliminary studies have demonstrated that overexpression of the transcription factor TGA5 or its target gene  CYTOCHROM P450 MONOOXYGENASE CYP81D11 make the plants more resistant than wildtype Col-0 to oxylipins-driven root inhibition. The aim of the work presented in this thesis was to identify and characterize transcription factors involved in 9-HOT induced signaling. At the beginning, a screening aiming at the identification of transcription factors involved in the 9-HOT signaling was set up. The root growth of 10 day old seedlings from the AtTORF-Ex-collection grown on 9-HOT containing medium was analyzed. All analyzed plants harbor 263 independent TF expression constructs. Of 6087 analyzed plants 201 plants showed no inhibition of root growth on 9-HOT. Plant overexpressing 80 different transcription factors showed a long root-phenotype on 9-HOT containing medium, indicating that in this plants the 9-HOT activated signaling was impaired. Among them, ERF-transcription factor family was overrepresented. Overexpression of the closely related ERF106 and ERF107 enabled longer root growth compared to wild-type on 9-HOT as well as on 9-KOT. Analysis of the stimuli inducing the alteration of the expression of ERF106 and ERF107, identified submergence as one of the main one. Under hypoxic conditions in wildtype, the expression of hypoxia-response-genes like HRE1, SUS4 or PDC1 is induced. Expression levels of these genes are not affected in erf106, erf107 and erf106xerf107 loss-of-function mutants. Examination of the survival rate after submergence did not reveal significant differences between Col-0 and the loss-of-function-mutants erf106, erf107 und erf106xerf107, at least under normal day-night-rhythm. To identify target genes of ERF106 and ERF107, transcriptome analysis were performed. The loss-of-function-mutants erf106, erf107 and of their double mutant did not show any differences in the known hypoxia responses, neither in control nor 4 hours after submergence. The gain-of-function-mutants of ERF106 and ERF107 exhibit a distinct gene activation of genes important for detoxification and stress regulation and defense. Moreover, genes for camalexin and glucosinolate biosynthesis pathway were up-regulated in these gain-of-function mutants. Genes crucial for regulation of iron uptake like bHLH transcription factors, iron transporter IRON REGULATED TRANSPORTER 1 (IRT1) and iron reductase FERRIC REDUCTION OXIDASE 2 (FRO2), whereas, show a reduced expression in these mutants. The analysis of the AtTORF-Ex-collection revealed some interesting TFs that can regulate genes important for stress response and detoxification, and thereby influence the response to C9-oxylipins.
KW  - Oxylipine
KW  - 9-HOT
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - 9-Hydroxyoktadekatriensäure
KW  - AtTORF-Ex-Kollektion
KW  - Stress
KW  - Signalling
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-128047
ER  - 
TY  - THES
A1  - Aydinli, Muharrem
T1  - Software unterstützte Analyse von regulatorischen Elementen in Promotoren mittels AIModules
T1  - Software backed Analysis of regulatory Elements of Promoters with AIModules
N2  - Die Regulation der Genexpression steht am Anfang vieler zellbiologischer Prozesse wie beispielsweise dem Zellwachstum oder der Differenzierung. Gene werden an Promotoren transkribiert, wobei ein Promotor selbst aus vielen logischen Einheiten aufgebaut ist, den Transkriptionsfaktorbindestellen (TFBSs). Diese können sehr nah beieinander liegen, aber auch weit entfernt voneinander sein. Sie werden spezifisch von Transkriptionsfaktoren (TFs) gebunden, die die Transkritptionsrate z.B. verstärken (Enhancer) oder schwächen (Silencer) können. Zwei oder mehr dieser TFBSs mit bestimmtem Abstand werden als "Module" zusammengefasst, die über Spezies hinweg konserviert sein können. Typischerweise findet man Module in Zellen mit einem Zellkern. Spezies mit gemeinsamen Modulen können ein Hinweis auf die gemeinsame phylogenetische Abstammung darstellen, aber auch gemeinsame Funktionsmechanismen von TFs über Gene hinweg aufdecken. Heutzutage sind verschiedene Anwendungen verfügbar, mit denen nach TFBSs in DNA gesucht werden kann. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieser Arbeit sind aber nur zwei kommerzielle Produkte bekannt, die nicht nur TFBSs, sondern auch Module erkennen. Deshalb stellen wir hier die freie und quelloffene Lösung "AIModules" vor, die diese Lücke füllt und einen Webservice zur Verfügung stellt, der es erlaubt nach TFBSs sowie nach Modulen auf DNA- und auf RNA-Abschnitten zu suchen. Für die Motivesuche werden entweder Matrizen aus der Jaspar Datenbank oder Matrizen vom Anwender verwendet. Darüberhinaus zeigen wir, dass unser Tool für die TF Suche nur Sekunden benötigt, wohingegen conTraV3 mindestens eine Stunde für dieselbe Analyse braucht. Zusätzlich kann der Anwender bei unserem Tool den Grad der Konserviertheit für TFs mit angeben und wir zeigen, dass wir mit unserer Lösung, die die Jaspar Datenbank heranzieht, mehr Module finden, als ein kommerziell verfügbares Produkt. Weiterhin kann mit unserer Lösung auch auf RNA-Sequenzen nach regulatorischen Motiven gesucht werden, wenn der Anwender die dafür nötigen Matrizen liefert. Wir zeigen dies am Beispiel von Polyadenylierungsstellen. Zusammenfassend stellen wir ein Werkzeug vor, das erstens frei und quelloffen ist und zweitens entweder auf Servern veröffentlicht werden kann oder On-Site auf einem Notebook läuft. Unser Tool erlaubt es Promotoren zu analysieren und nach konservierten Modulen sowie TFBSs in Genfamilien sowie nach regulatorischen Elementen in mRNA wie z.B. Polyadenylierungsstellen oder andere regulatorische Elemente wie beispielsweise Enhancern oder Silencern in genomischer DNA zu suchen.
N2  - Regulation of gene expression is at the root of many processes in cellular biology such as cell growth and differentiation. Promotors are the starting points for the transcription of a gene.
	The promotor itself consists of transcription factor binding sites (TFBSs) which can be closely located or vastly apart. They are recognized and bound by transcription factors (TFs) which themselves can e.g. enhance or silence the transcribing process by the RNA polymerases. Two or more of those transcription factor binding sites within a certain range are called a "module". Typically, those are found in cells with a nucleus and they may be conserved throughout species. The knowledge of modules may indicate a phylogenetic relationship among species but may also provide insight into the concerted actions of TFs on different genes. Currently there are a number of tools available that can enable a user to find TFBSs on DNA. But at the time of assembling this thesis, there are only two commercial software products available, that can not only detect TFs but also modules. Therefore, we present a free and open source solution that fills this gap by providing a web service that searches for TFBSs and modules on DNA as well as RNA stretches, called "AIModules". For that, matrices from the Jaspar database or user input matrices are used for motif discovery. Additionally, we show that our tool does TF analysis in seconds, whereas tools like conTraV3 took at least an hour. Furthermore, for the module search the user can specify  the degree of conservation of the TFs. We show that with our solution using the JASPAR database we find more modules than a commercially available tool. Moreover, with our application RNA stretches can also be searched for regulatory motifs if suitable matrices are provided. We illustrate this for polyadenylation sites. Thus, our solution is free and open source, and can be deployed on servers as well as provided on-site on a notebook. We provide a tool to analyze promotors and search for conserved modules as well as common TFBSs in gene families, search for regulatory elements in mRNA such as polyadenylation sites or other regulatory elements such as enhancers or silencers in genomic DNA.
KW  - Genregulation
KW  - Promotor <Genetik>
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Modulsuche
KW  - RNA Motivsuche
KW  - Modul
KW  - Module search
KW  - RNA motiv serach
KW  - module search
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248025
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lauber, Paloma
T1  - Die Rolle individueller NFAT-Faktoren in Lymphozyten und Keratinozyten
T1  - The role of individual NFAT factors in lymphocytes and keratinocytes
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Transkriptionsfaktoren NFATc1/αA bzw. NFATc1/ßC und NFATc2 in NK-Zellen und die Rolle der Faktoren NFATc1-4 und NFAT5 in Keratinozyten analysiert. Die Familie der Nuclear Factor of Activated T-cell (NFAT) Transkriptionsfaktoren besteht aus fünf Mitgliedern, welche entscheidend die Gentranskription bei Immunantworten beeinflussen. Nach Antigenaktivierung wird in Lymphozyten die Expression des Nfatc1-Gens stark induziert. Die Akkumulation der dabei gebildeten kurzen Isoform NFATc1/αA ist für die Zytokinproduktion als Effektorfunktion sowie für die Proliferation und das Überleben aktivierter Zellen verantwortlich. Das kurze NFATc1-Protein unterscheidet sich nicht nur strukturell, sondern auch funktionell von fast allen anderen NFAT-Proteinen. Um neue Erkenntnisse über die Funktion der Isoform NFATc1/αA in Lymphozyten zu gewinnen, wurden KT12 NK-Zellen mit NFATc1/αA bzw. NFATc1/ßC und NFATc2- exprimierenden Vektoren transfiziert, geklont, stimuliert und anschließend auf ihre jeweilige Apoptoserate und die Zytokinsynthese bzw. -expression hin untersucht. Die gewählten KT12-Hybridoma-Zellen erwiesen sich allerdings in ihrer intendierten Funktion als Testzellen für die Über-Expression von NFATc-Proteinen in NK-Zellen als ungeeignet. 
Fehlregulationen von NFAT-Signalwegen werden mit einer fehlerhaften Entwicklung des Immunsystems, mit der Entstehung von Autoimmunerkrankungen und mit Krebs in Verbindung gebracht. Um die Rolle von NFAT-Faktoren in Keratinozyten besser zu verstehen, wurden HaCaT-Zellen und primäre humane Keratinozyten mit Differenzierungssignalen bzw. UVB-Licht stimuliert. Änderungen der Transkription von NFAT-Faktoren, Keratinozyten-spezifischen Proteinen und Chemokinen wurden mittels qRT-PCR-Assays detektiert und analysiert. Insgesamt konnte die Beteiligung von NFAT-Faktoren am Differenzierungsprozess und an der UV-Antwort von Keratinozyten gezeigt werden. Es zeigte sich tendenziell eine stärkere Induktion der kurzen NFATc1-Isoform im Vergleich zu langen NFATc1-Isoformen, was die Frage nach einer besonderen Funktion der kurzen NFATc1-Isoform in Keratinozyten aufwirft. Generell ließen sich besonders hohe Expressionslevel des Transkriptionsfaktors NFAT5 - verglichen mit anderen NFAT-Faktoren - messen. Für die Entwicklung von Therapien, welche die Ursachen und Folgen einer dysregulierten Hautbarrierenbildung behandeln, könnten sich weitere Studien zu einzelnen NFAT-Faktoren bzw. NFATc1-Isoformen als zielführend erweisen.
N2  - In the present work the role of the transcription factors NFATc1/αA or NFATc1/ßC and NFATc2 in NK cells and the role of the factors NFATc1-4 and NFAT5 in keratinocytes were investigated. The nuclear factor of activated T-cell (NFAT) transcription factor family consists of five members that critically influence gene transcription in immune responses. Following antigen activation, expression of the Nfatc1 gene is strongly induced in lymphocytes. Accumulation of the short NFATc1/αA isoform - formed in this process - is responsible for cytokine production as an effector function and for proliferation along with the survival of activated cells. The short NFATc1 protein differs not only structurally but also functionally from almost all other NFAT proteins. To gain new insights into the function of the NFATc1/αA isoform in lymphocytes, KT12 NK cells were transfected with NFATc1/αA, NFATc1/ßC or NFATc2- expressing vectors. The KT12 cells were cloned, stimulated and subsequently analyzed for their respective apoptosis rates together with cytokine synthesis or expression. However, the selected KT12 hybridoma cells proved to be unsuitable in their function as test cells for the overexpression of NFATc proteins in NK cells. 
Misregulation of NFAT signaling pathways has been associated with defective development of the immune system and autoimmune diseases and cancer. To better understand the role of NFAT factors in keratinocytes, HaCaT cells and primary human keratinocytes were stimulated with differentiation signals and UVB light, respectively. Changes in transcription of NFAT factors, keratinocyte-specific proteins and chemokines were detected and analyzed by qRT-PCR assays. Overall, the involvement of NFAT factors in the differentiation process and UV response of keratinocytes was demonstrated. The short NFATc1 isoform tended to be more strongly induced compared with long NFATc1 isoforms, raising the question of a special function of the short NFATc1 isoform in keratinocytes. Particularly high expression levels of the transcription factor NFAT5 - compared to other NFAT factors - could be measured. For the development of therapies that treat the causes and consequences of dysregulated skin barrier formation further studies on individual NFAT factors or NFATc1 isoforms will prove useful.
KW  - Keratinozyt
KW  - Natürliche Killerzelle
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Chemokin CXCL10
KW  - Chemokine
KW  - NFAT
KW  - Differenzierung
KW  - UV-Strahlung
KW  - Keratine
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240119
ER  - 
TY  - THES
A1  - Henninger, Markus
T1  - Funktion der zentralen metabolischen Kinase SnRK1 und von ihr abhängiger Transkriptionsfaktoren bei der Mobilisierung von Speicherstoffen während der \(Arabidopsis\) Keimlingsentwicklung
T1  - Function of the central metabolic kinase SnRK1 and on it dependent transcription factors in the mobilization of storage compunds during \(Arabidopsis\) seedling development
N2  - Pflanzen müssen sich während der Samenkeimung und Keimlingsentwicklung über eingelagerte Speicherstoffe heterotroph versorgen, bis sie, nach Etablierung ihres Photosyntheseapparats, einen autotrophen Lebensstil führen können.
Diese Arbeit geht von der Hypothese aus, dass der evolutionär konservierten zentral-metabolischen Kinase Snf1-RELATED PROTEIN KINASE 1 (SnRK1) eine besondere Rolle bei der Mobilisierung von Speicherstoffen während der Keimlingsentwicklung zukommt. Während die Bedeutung von SnRK1 als zentraler Regulator katabolischer Prozesse unter Energiemangel- und Stresssituationen bereits gezeigt wurde, war die Funktion von SnRK1 im Zusammenhang mit der Samenkeimung weitgehend ungeklärt. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass SnRK1 in Arabidopsis die Mobilisierung und Degradation von Speicherstoffen, insbesondere von Triacylglyceride (TAGs), Samenspeicherproteinen und Aminosäuren, steuert. Sowohl Studien zur Lokalisation von SnRK1:GFP-Fusionsproteinen als auch Kinaseaktivitätsassays unterstützen eine mögliche Funktion von SnRK1 während der Keimlingsentwicklung. Eine induzierbare snrk1-knockdown Mutante zeigt neben einem eingeschränkten Wurzel- und Hypokotylwachstum auch keine Ausbildung eines Photosyntheseapparats, was die zentrale Rolle der SnRK1 in diesem frühen Entwicklungsstadium untermauert. Durch Fütterungsexperimente mit Glukose konnte der Phänotyp einer snrk1 -Mutante in Keimlingen gerettet werden. Dies zeigt, dass der metabolische Block durch externe Gabe von Kohlenhydraten umgangen werden kann. Die zentrale Funktion von SnRK1 ist folgich der Abbau von Speicherstoffen und keine allgemeine Deregulation des pflanzlichen Stoffwechsels. Durch massenspektrometrische Untersuchungen von Keimlingen des Wildtyps und der snrk1-Mutante konnte gezeigt werden, dass TAGs in der Mutante in der spä- ten Keimlingsentwicklung ab Tag 4 langsamer abgebaut werden als im Wildtyp. Ebenso werden Samenspeicherproteine in der Mutante langsamer degradiert, wodurch die Verfügbarkeit von freien Aminosäuren in geringer ist. Entgegen der allgemeinen Annahme konnte gezeigt werden, dass während der Keimlingsentwicklung zumindest in Arabidopsis, einer ölhaltigen Pflanze, zunächst Kohlenhydrate in Form von Saccharose abgebaut werden, bevor die Degradation von TAGs und Aminosäuren beginnt. Diese Abbauprodukte können dann der Glukoneogenese zugeführt werden um daraus Glukose herzustellen. Mittels Transkriptom-Analysen konnten zentrale SnRK1-abhängige Gene in der Speicherstoffmobilisierung von TAG, beispielsweise PEROXISOMAL NAD-MALATE DEHYDROGENASE 2 (PMDH2) und ACYL-CoA-OXIDASE 4 (ACX4), und Aminosäuren identifiziert werden. Somit wurde ein Mechanismus der SnRK1-abhängigen Genregulation während der Samenkeimung in Arabidopsis gefunden. Bei der Degradation von Aminosäuren wird die cytosolische PYRUVATE ORTHOPHOSPHATE DIKINASE (cyPPDK), ein Schlüsselenzym beim Abbau bestimmter Aminosäuren und bei der Glukoneogenese, SnRK1-abhängig transkriptionell reguliert. Durch Koregulation konnte der Transkriptionsfaktor bZIP63 (BASIC LEUCINE ZIPPER 63) gefunden werden, dessen Transkription ebenfalls SnRK1-abhängig reguliert wird. Außerdem konnte die Transkription von cyPPDK in bzip63-Mutanten nur noch sehr schwach induziert werden. In Protoplasten konnte der cyPPDK-Promotor durch Aktivierungsexperimente mit bZIP63 und SnRK1α1 induziert werden. Durch Mutationskartierung und Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP)PCR konnte mehrfach eine direkte Bindung von bZIP63 an den cyPPDK-Promotor nachgewiesen werden. Zusammenfassend ergibt sich ein mechanistisches Arbeitsmodell, in dem bZIP63 durch SnRK1 phosphoryliert wird und durch Bindung an regulatorische G-Box cis-Elemente im cyPPDK- Promotor dessen Transkription anschaltet. Infolgedessen werden Aminosäuren abgebaut und wird über die Glukoneogenese Glukose aufgebaut. Dieser Mechanismus ist essentiell für die Übergangsphase zwischen heterotropher und autotropher Lebensweise, und trägt dazu bei, die im Samen vorhandenen Ressourcen dem Keimling zum idealen Zeitpunkt zugänglich zu machen. Darüber hinaus werden Gene im Abbau von verzweigtkettigen Aminosäuren ebenfalls durch bZIP63 reguliert. Dabei wird dem Keimling Energie in Form von Adenosin-Triphosphat (ATP) zur Verfügung gestellt.
Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die Mobilisierung von Speicherstoffen auch während der Keimlingsentwicklung direkt von SnRK1 abhängig ist. Die umfangreichen Datensätze der RNA-Seq-Analysen bieten zudem die Möglichkeit, weitere SnRK1-abhängige Gene der Speichermobilisierung zu identifizieren und somit einem besseren Verständnis der Keimlingsentwicklung beizutragen. Aufgrund der zentralen Bedeutung der SnRK1-Kinase in diesem entscheidenden Entwicklungsschritt ist davon auszugehen, dass diese Erkenntnisse mittelfristig auch für bessere Keimungsraten und somit bessere Erträge in der Landwirtschaft genutzt werden können.
N2  - During seed germination and seedling establishment, seedlings must live heterotrophically on the resources stored in the seed. Only after establishing a fully functional photosynthetic apparatus, the young plant can change to an autotrophic lifestyle - one of the key features of plant life and metabolism.
This work is based on the hypothesis that the evolutionarily conserved central metabolic kinase Snf1-RELATED PROTEIN KINASE 1 (SnRK1) plays a crucial role in the mobilization of storage compounds during seedling establishment. Whereas the importance of SnRK1 as a central regulator of catabolic processes during energy deprication and stress situations has already been demonstrated, so far, the function of SnRK1 in connection with seed germination had remained largely unresolved. Here, we shown for the first time that SnRK1 in Arabidopsis controls the degradation of storage resources, especially triacylglycerides (TAG), seed storage proteins and amino acids. Studies on the localization of SnRK1:GFP fusion proteins and as well as kinase activity assays support a possible function of SnRK1 during seedling establishment. An inducible snrk1-knockdown mutant is strongly impaired in root and hypocotyl growth and the plant do not develop a photosynthetic apparatus. Feeding experiments with glucose rescued the snrk1-mutant phenotype, showing that the metabolic block can be bypassed by external administration of carbohydrates. Thus, the central function of SnRK1 is concluded to be the degradation of the storage resources and rather than a general deregulation of the plant metabolism. Mass spectrometric investigations have shown that TAG degradation and seed storage proteins breakdown are partially impaired in the mutant. Thus, the availability of free amino acids in snrk1 mutant seedlings is lower in comparison to wildtype. It could be shown that - despite the fact that Arabidopsis is an oil-seed plant - carbohydrates, especially sucrose, are the primary resource compound for the seedling before the degradation of TAGs and amino acids is initiated. These degradation products can then be used in gluconeogenesis to produce glucose. Transcriptome analyses have identified key SnRK1-dependent genes, that play a key role in the storage resource catabolism, for example ACYL-CoA-OXIDASE 4 (ACX4) and PMDH2 in TAG breakdown. As an example of an enzyme involved in amino acid catabolism, cyPPDK was further investigated in the course of this study. During the degradation of amino acids, cyPPDK, a key enzyme in the degradation of certain amino acids and gluconeogenesis, is transcriptionally regulated in a SnRK1-dependent manner. Furthermore, it was discoverd that the SnRK1-dependent transcription factor bZIP63 (BASIC LEUCINE ZIPPER 63) is involved in the regulation of amino acid breakdown: In qRT-PCR experiments, bzip63-mutants showed no induction of cyPPDK, and co-regulation studies showed that cyPPDK and bZIP63 are subject to the same SnRK1-dependet regulation pattern during early seedling development. Finally, by mutation mapping and chromatin immunoprecipitation (ChIP)PCR, a direct binding of bZIP63 to the promoter could be demonstrated.
Based on these results, a mechanistic working model was established, proposing bZIP63 to be phosphorylated by SnRK1 to then activate transcription of the cyPPDK promoter via binding to regulatory G-box cis elements. As a consequence, amino acids are degraded and the metabolites are used to produce glucose via gluconeogenesis. This additional source of energy enables the seedling to make the transition from heterotrophy to autotrophy. Additionally, the degradation of branched-chain amino acids is also regulated by bZIP63. Thereby, ATP is generated to fuel the seedlings energy demands.
In summary, this study shows that SnRK1 plays an essential role in the mobilization of storage compounds in seedlings during the transition from heterotrophic to autotrophic life by supplying the seedling with the much-needed additional energy gained from the breakdown of TAGs and amino acids. Mining the extensive RNA-Seq data sets provided by this study will allow the identification of further SnRK1-dependent genes to further unravel this crucial signaling network. Due to the crucial role that these proteins play in early seedling development, these findings will enable future research to increase seedling vigor and finally crop yield.
KW  - SnRK1
KW  - seedling establishment
KW  - transcription factor
KW  - Arabidopsis
KW  - Keimlingsentwicklung
KW  - bZIP
KW  - Transkriptionsfaktor
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-214305
ER  - 
TY  - THES
A1  - Willmann, Lukas
T1  - Altersabhängige Makuladegeneration - Regeneration des retinalen Pigmentepithels durch Anregung zur Proliferation durch den Transkriptionsfaktor E2F2
T1  - Age-related macular degeneration - regeneration of retinal pigment epithelium by stimulation of proliferation by transcription factor E2F2
N2  - Altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist weltweit die häufigste Ursache von irreversibler Erblindung des alternden Menschen. Mit der anti-VEGF-Behandlung steht für die deutlich seltenere feuchte AMD eine zugelassene Therapie bereit, die deutlich häufigere trockene AMD entzieht sich aktuell jedoch jeglicher Therapie. Ein zentraler Pathomechanismus der AMD ist der progrediente Untergang des retinalen Pigmentepithels (RPE). Die Rarifizierung und letztendlich Atrophie des RPEs führt zum Untergang der funktionellen Einheit aus RPE, Photorezeptoren und Bruch’scher Membran und somit zum irreversiblen Funktionsverlust. Ein möglicher therapeutischer Ansatz, der progredienten Atrophie des RPEs entgegenzuwirken, ist, das prinzipiell post- mitotischen RPE zur Proliferation anzuregen.
Grundlage unserer in vitro Untersuchungen ist das ARPE-19 Zellmodell. Um die Proliferation anzuregen wurden die RPE-Zellen mit E2F2, einem Zellzyklus- regulierendem Transkriptionsfaktor, transfiziert.
Zunächst wurde ein nicht-proliferatives RPE-Zellmodell mit spontanem Wachstumsarrest etabliert. Innerhalb von zwei Wochen konnte die Ausbildung von Zonulae occludentes als Zeichen der Integrität des adhärenten Zellmonolayers beobachtet werden. Die chemische Transfektion von E2F2 unter einem CMV-Promoter führte zur Überexpression von E2F2-Protein. Der proliferationssteigernde Effekt von E2F2 konnte durch die Proliferationsmarker Cyclin D1 sowie Ki67, dem Anstieg der BrdU-Aufnahme und der nach Transfektion mit E2F2 zunehmenden Gesamtzellzahl nachgewiesen werden.
Der Zellzahlerhöhung standen jedoch potentiell qualitative und funktionelle Einbußen entgegen. So zeigten sich nach Behandlung mit E2F2 die Zellviabilität reduziert und die Apoptoserate sowie die Permeabilität des Epithels erhöht. Diese Einschränkungen waren jedoch nur passager bis 7 Tage nach Transfektion sichtbar und reversibel. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass diese Defizite nicht durch E2F2 selbst, sondern durch das Transfektionsreagenz PEI bedingt waren. Weitere funktionelle Defizite könnten durch epithelial-mesenchymale Transition (EMT) verursacht werden. Hier zeigte sich durch E2F2 keine De-Differenzierung im Sinne einer typischen EMT-Marker- Expression.
Die vorliegende Arbeit zeigt in einem in vitro Zellmodell die Grundlagen eines vielversprechenden Ansatzes zur Therapie der trockenen AMD: Durch Überexpression eines den Zellzyklus regulierenden Gens (hier E2F2) wurde die RPE-Regeneration angeregt. Analog zur schon zugelassenen Gentherapie des RPEs bei RPE65-assoziierten Netzhautdystrophien durch den Transfer von funktionstüchtigem RPE65-Gen mittels Adeno-assoziierten Viren könnte mittels E2F2, übertragen mit einem lentiviralen Verktor, eine Stimulation des RPEs zur Proliferation möglich sein. Entscheidend ist der möglichst gute Struktur- und Funktionserhalt des Photorezeptor-Bruch-Membran-RPE Komplexes. Eine Therapie sollte daher in frühen Krankheitsstadien erfolgen, um die Progression zu fortgeschrittenen Erkrankungsstadien mit irreversiblem Funktionsverlust zu verzögern oder zu verhindern.
N2  - Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of irreversible blindness in the ageing population worldwide. While for wet AMD an approved therapy is available in form of anti-VEGF treatment, the by far more common dry AMD is currently outside the scope of any therapy. A central pathomechanism of AMD is the progressive degeneration of the retinal pigment epithelium (RPE). Rarefication and finally atrophy of the RPE leads to the collapse of the functional unit consisting of RPE, photoreceptors and Bruch’s membrane, resulting in irreversible loss of function. A possible therapeutic strategy to prevent RPE atrophy is to stimulate the post-mitotic RPE to proliferate.
The basis of our in vitro investigations is an ARPE-19 cell culture model. To stimulate proliferation, the RPE cells were transfected with E2F2, a cell cycle regulating transcription factor.
First, a non-proliferative RPE cell model with spontaneous growth arrest was established. Within two weeks, the formation of zonulae occludentes was observed as a sign of the integrity of the adherent cell monolayer. Chemical transfection of E2F2 under a CMV promoter led to overexpression of E2F2 protein. The proliferation enhancing effect of E2F2 was demonstrated by proliferation markers cyclin D1 and Ki67, the increase in BrdU uptake, and the increase in total cell number after transfection with E2F2.
However, the increase in cell proliferation was potentially offset by qualitative and functional losses. After treatment with E2F2, cell viability was reduced, and apoptosis rate and permeability of the epithelium were increased. These shortcomings were only temporarily detectable up to 7 days after transfection and were reversible. Our results suggest that these deficits were not caused by E2F2 itself, but by the transfection reagent PEI. Further functional deficits could be caused by epithelial-mesenchymal transition (EMT). Here, E2F2 did not show any de-differentiation in the form of typical EMT marker expression.
The present study shows the basics of a promising approach for the therapy of dry AMD in an in vitro cell model: RPE regeneration was stimulated by overexpression of a gene regulating the cell cycle (here E2F2). Analogous to approved gene therapy of the RPE for RPE65-associated retinal dystrophies through transfer of functional RPE gene by adeno-associated viruses, a lentiviral vector delivering E2F2 could stimulate the RPE to proliferate. It is essential to preserve the structure and function of the photoreceptor-Bruch's membrane-RPE complex. Therapy therefore needs to take place in early stages of the disease to prevent or slow down progression to advanced stages with irreversible loss of function.
KW  - Netzhaut
KW  - Senile Makuladegeneration
KW  - In vitro
KW  - Regeneration
KW  - Makuladegeneration
KW  - E2F2
KW  - transcription factor
KW  - RPE
KW  - retinal pigment epithelium
KW  - retina
KW  - Transkriptionsfaktor
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-291833
ER  -