TY  - THES
A1  - Neveling, Kornelia
T1  - Molecular causes and consequences of genetic instability with respect to the FA/BRCA Caretaker Pathway
T1  - Molekulargenetische Ursachen und Folgen genetischer Instabilität am Beispiel des FA/BRCA Caretaker Pathways
N2  - In the context of this thesis, I investigated the molecular causes and functional consequences of genetic instability using a human inherited disease, Fanconi anemia. FA patients display a highly variable clinical phenotype, including congenital abnormalities, progressive bone marrow failure and a high cancer risk. The FA cellular phenotype is characterized by spontaneous and inducible chromosomal instability, and a typical S/G2 phase arrest after exposure to DNA-damaging agents. So far, 13 genes have been identified, whose biallelic (or, in the case of X-linked FANCB, hemizygous) mutations cause this multisystem disorder. The FA proteins interact in a multiprotein network, instrumental and essential in the cellular response to DNA damage. A more comprehensive summary of Fanconi anemia and its myriad clinical, cellular and molecular manifestations is provided in the introduction section of this thesis. The results of my experimental work are presented as published papers and manuscripts ready to be submitted. In the first publication, I investigated the connection between FA genes and bladder tumors. The question I tried to answer was whether a disruption of the FA/BRCA pathway may be a frequent and possibly causal event in bladder cancer, explaining the hypersensitivity of these cells to DNA-crosslinking agents. On the basis of my experimental data I arrived at the conclusion that disruption of the FA/BRCA pathway might be detrimental rather than advantageous for the majority tumor types by rendering them vulnerable towards DNA damaging agents and oxidative stress. The second publication deals with the gene coding for the core complex protein FANCE and tries to answer the question why FANCE is so rarely affected among FA-patients. The conclusion from these studies is that like FANCF, FANCE functions as a probable adaptor protein with a high tolerance towards amino acid substitutions which would explain the relative rareness of FA-E patients. I have also investigated the FANCL gene whose product functions as the catalytic subunit of the E3 ligase. The third publication addresses this issue by providing the first comprehensive description of genetic alterations and phenotypic manifestations in a series of three FA-L patients. The results of my study show that genetic alterations of FANCL are compatible with survival, these alterations may include large deletions such as so far common only in the FANCA gene, FA-L phenotypes can be mild to severe, and FANCL belongs to the group of FA genes that may undergo somatic reversion. The central protein of the FA/BRCA network, FANCD2, is the subject of the fourth publication presented in this thesis. Most importantly, we were able to show that there are no biallelic null mutations in FANCD2. Correspondingly, residual protein of both FANCD2-isotypes (FANCD2-S and FANCD2-L) was present in all available patient cell lines. This suggests that complete abrogation of the FANCD2 protein cannot be tolerated and causes early embryonic lethality. There are at least three FA proteins that are not required for the posttranslational modification of FANCD2. One of these proteins is the 5’-3’ helicase BRIP1 (BRCA1-interacting protein 1), a protein that interacts directly with the breast cancer susceptibility protein BRCA1. I participated in the identification of BRIP1 as the FA protein FANCJ. This discovery is described in the fifth publication of this thesis. The newly discovered protein BRIP1/FANCJ seems to act as one of the mediators of genomic maintenance downstream of FANCD2. Another protein identified downstream of FANCD2 is PALB2. PALB2 was originally discovered as “partner and localizer of BRCA2”. In a candidate gene approach we tested patients with early childhood cancers but without mutations in BRCA2 for mutations in PALB2 (publication 6). PALB2 was identified as a novel FA gene and designated FANCN. FA-N patients are very severely affected. The last publication included in my thesis describes the identification of the FA gene FANCI as the second monoubiquitinated member of the FA/BRCA pathway (publication 7). We identified biallelic mutations in KIAA1794 in four FA patients, thus proving the genuine FA-nature of this candidate sequence. The general discussion provides a synopsis of the results and conclusions of my work with the state of art of FA research.
N2  - Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden molekulare Ursachen und funktionale Konsequenzen genetischer Instabilität am Beispiel der menschlichen Erbkrankheit Fanconi Anämie (FA) untersucht. FA Patienten zeigen einen sehr variablen klinischen Phänotyp, der in der Regel angeborene Fehlbildungen, progressives Knochenmarkversagen und ein hohes Risiko für Tumorerkrankungen beinhaltet. Der zelluläre Phänotyp der FA ist durch eine spontane und induzierbare chromosomale Instabilität und einen typischen S/G2-Phasen-Arrest nach Exposition mit DNA-schädigenden Agentien charakterisiert. Biallelische oder -im Fall des X-chromosomalen FANCB- hemizygote Mutationen, die zu dieser Erkrankung führen, wurden in bislang 13 Genen identifiziert. Die FA Proteine arbeiten in einem gemeinsamen Netzwerk und sind essentiell beteiligt an der zellulären Antwort auf DNA Schädigung. Eine umfassendere Übersicht über Fanconi Anämie und ihre vielfältigen klinischen, zellulären und molekularen Erscheinungsformen ist in der Einleitung dieser Dissertation gegeben. Die Ergebnisse meiner experimentellen Arbeiten sind in Form von publizierten Fachartikeln und fertigen Manuskripten dargestellt. In der ersten Publikation habe ich den Zusammenhang von FA Genen und Harnblasentumoren untersucht. Die Frage, die ich zu beantworten versucht habe, war, ob ein Defekt im FA/BRCA Weg eine mögliche Ursache für die Entstehung von Blasentumoren sein könnte. Aufgrund meiner experimentellen Daten bin ich zu dem Schluss gekommen, dass ein Defekt im FA/BRCA Weg für einen Tumor vermutlich eher schädlich als vorteilhaft ist, da so ein Defekt den Tumor gegenüber DNA-schädigenden Agentien und oxidativem Stress anfällig machen würde. Meine zweite Publikation befasst sich mit dem Kern-Komplex Protein FANCE und versucht die Frage zu beantworten, warum das FANCE Gen in so wenigen FA Patienten betroffen ist. Die Schlussfolgerung dieser Arbeit war, dass FANCE vermutlich genauso wie FANCF im Kern-Komplex die Rolle eines Adaptor-Proteins mit einer hohen Toleranz gegenüber Aminosäure-Austauschen innehat, was die relative Seltenheit von Patienten dieser Untergruppe erklären könnte. Ich habe weiterhin das FANCL Gen untersucht, dessen Produkt als katalytische Untereinheit der E3-Ligase fungiert. Die dritte Publikation in dieser Dissertation befasst sich mit diesem Thema und enthält eine umfassende Beschreibung von genetischen Veränderungen und phänotypischen Auswirkungen in einer Gruppe von 3 FA-L Patienten. Die Ergebnisse meiner Arbeit haben allerdings gezeigt, dass genetische Veränderungen in FANCL mit dem Leben vereinbar sind, dass diese Veränderungen sehr große Deletionen beinhalten können, was bisher nur für FANCA gezeigt werden konnte, dass FA-L Phänotypen von mild bis schwer betroffen reichen können und dass FANCL zu den Genen gehört, in denen somatische Reversionen stattfinden. Das Schlüsselprotein des FA/BRCA Netzwerks, FANCD2, ist das Thema der vierten Publikation in dieser Dissertation. Insbesondere konnten wir zeigen, dass es keine biallelischen Nullmutationen in FANCD2 zu geben scheint. Dementsprechend war Restprotein von beiden FANCD2-Isoformen, FANCD2-L und FANCD2-S, in allen verfügbaren Patienten-Zelllinien nachweisbar. Dies ließ vermuten, dass ein komplettes Fehlen des FANCD2 Proteins nicht tolerierbar ist und frühe embryonale Letalität verursacht. Es mindestens drei Proteine, die nicht für diese posttranslationale Modifikation benötigt werden. Eines dieser Proteine ist die 5’-3’ Helikase BRIP1 (BRCA1-interagierendes Protein 1), ein Protein, das direkt mit dem Brustkrebs-assoziierten Protein BRCA1 interagiert. Ich war an der Identifizierung von BRIP1 als FA Protein (FANCJ) beteiligt. Diese Entdeckung ist in der fünften Publikation meiner Dissertation beschrieben. Das neu entdeckte Protein BRIP1/FANCJ, das direkt mit BRCA1 interagiert, scheint als einer der Mediatoren zur Aufrechterhaltung genomischer Stabilität downstream von FANCD2 zu wirken. Ein weiteres Protein downstream von FANCD2 ist PALB2. PALB2 wurde ursprünglich als „Partner und Lokalisierer von BRCA2“ entdeckt. In einer Kandidatengen-Studie haben wir Patienten mit frühkindlichen Tumoren, aber ohne Mutationen in BRCA2, auf Mutationen in PALB2 untersucht (Publikation 6). Aufgrund unserer Ergebnisse haben wir PALB2 als ein neues FA Gen identifiziert und haben es FANCN genannt. Genauso wie FA-D1 Patienten sind FA-N Patienten sehr schwer betroffen. Die letzte Publikation meiner Dissertation beschreibt die Identifikation des FA Genes FANCI, dessen Produkt das zweite monoubiquitinierte Mitglied des FA/BRCA Weges darstellt (Publikation 7). Wir haben in vier Patienten biallelische Mutationen in KIAA1794 gefunden, und so zeigen können, dass KIAA1794 wirklich ein FA Gen ist. Die generelle Diskussion birgt eine Synopsis der Ergebnisse und Schlussfolgerungen meiner Forschung mit dem aktuellen Wissensstand über FA.
KW  - Fanconi-Anämie
KW  - DNS-Reparatur
KW  - Chromosomenbruch
KW  - Blasentumor
KW  - Brustkrebs
KW  - Methylierung
KW  - DNA-Instabilitätssyndrom
KW  - Mutationsanalyse
KW  - DNA-Quervernetzung
KW  - Genetik
KW  - Zellzyklus
KW  - Fanconi anemia
KW  - DNA repair
KW  - chromsomal instability
KW  - interstrand crosslink
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27383
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TY  - THES
A1  - Kochler, Yvonne
T1  - Der zeitliche Verlauf von Parametern des Zellzyklus bei Patienten mit Fanconi Anämie
T1  - Development of Cell Cycle Parameter in Patients with Fanconi Anemia
N2  - Es werden die Parameter Summe-G2/GF und G0/G1 der hochauflösenden, zweiparametrigen Zellzyklusanalyse von Lymphozyten bei Fanconi-Anämie-Patienten, bei denen mehrere Meßwerte vorliegen, im Hinblick auf Schwankungen untersucht. Nach Auswertung der Daten stellen die Werte keine konstanten Parameter für den einzelnen Patienten dar. Die Langzeitanalyse des Zellzyklusverhaltens peripherer Blutlymphozyten reflektiert jedoch weitgehend die klinische Situation der Patienten.
N2  - Two Parameter - Sum of G2/GF and G0/G1 - of twoparametric, high definition Cellcycle Analyses from Lymphocytes of Fanconi-Anemia-Patients were examined over the time. After Evaluation of Data it became clear, that Sum G2/GF and G0/G1-Parameter are not constant for each Patient over the time. But the longtime Analyses of peripheric Lymphocytes showed that they almost represent the clinical Situation of a Patient.
KW  - Fanconi-Anämie
KW  - Änderung
KW  - Zellzyklus
KW  - Parameter <Mathematik>
KW  - G0/G1
KW  - Summe G2/GF
KW  - Fanconi Anemia
KW  - Development
KW  - Parameter
KW  - Cellcycle
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-67204
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TY  - THES
A1  - Heinrich, Tilman
T1  - Validierung der Zellzyklusdiagnostik bei Ataxia telangiectasia
T1  - Exclusion/confirmation of Ataxia telangiectasia via cell cycle analysis
N2  - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der durchflusszytometrischen Zellzyklusanalyse von Lymphozyten bei Patienten mit der klinischen Verdachtsdiagnose Ataxia telangiectasia beschrieben. Hierzu wurden die Daten von 327 Patienten ausgewertet. In 82 Fällen ergab sich eine Bestätigung der Verdachtsdiagnose, in 225 Fällen konnte das Vorliegen dieser Erkrankung ausgeschlossen werden, bei den übrigen untersuchten Fällen ergab die Zellzyklusanalyse Auffälligkeiten hinsichtlich des Proliferationsverhaltens der untersuchten Zellen und/oder ihrer Strahlensensitivität, die eine eindeutige Zuordnung zu einer der beiden Gruppen (AT-postiv/AT-negativ) zunächst nicht gestatteten. Diese Auffälligkeiten lassen sich teils auf technische Probleme (geronnenes Blut, langer Zeitraum zwischen Blutentnahme und Analyse), teils auf biologische Besonderheiten (bestehende Begleiterkrankungen wie Leukämie, Lymphom) zurückführen. Die durchflusszytometrische Zellzyklusanalyse von Lymphozyten ergibt als diagnostisch relevante Parameter den Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1) sowie den Anteil der in der G2-Phase des 1. Zellzyklus verbleibenden Zellen bezogen auf die Wachstumsfraktion (G2/GF). Der Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1) ist ein Maß für die Stimulierbarkeit der Lymphozyten. Diese Stimulierbarkeit ist bei Zellen von AT-Patienten häufig vermindert, d.h. das Ausmaß der Mitogenantwort gibt ebenso einen Hinweis auf das Vorliegen der Erkrankung AT wie die Strahlensensitivität der Zellen. Letztere wird durch den zweiten der oben angeführten Parameter (G2/GF) repräsentiert. Der für die Erkrankung AT charakteristische Funktionsverlust des ATM-Proteins, welches im unbeeinträchtigten Zustand für die Kontrolle der Reparatur von strahleninduzierten DNA-Schädigungen verantwortlich ist, führt typischerweise zu einer Erhöhung des Anteils von Zellen in der G2-Phase, nachdem diese Zellen ionisierender Strahlung ausgesetzt waren. Die zweidimensionale Auftragung dieser Parameter (G0,G1 gegen G2/GF) erlaubt in der Regel bereits eine guten Abgrenzung der Gruppe der AT-positiven gegen die AT-negativen Fälle. Die Berücksichtigung eines weiteren Parameters, nämlich des AFP-Wertes, gestattet darüberhinaus in mehreren Fällen die Zuordnung der oben erwähnten, zunächst unklaren Fälle zu einer dieser Gruppen. Die durchflusszytometrische Zellzyklusanalyse von bestrahlten Lymphozyten kann daher als Screening-Methode bei der Untersuchung von Patienten mit der Verdachtsdiagnose Ataxia telangiectasia als ein dem CSA überlegenes Verfahren angesehen werden. Die Kombination dreier Parameter: 1) Anteil der nicht-proliferierenden Zellen (G0,G1), 2) Anteil der in der G2-Phase des 1. Zellzyklus verbleibenden Zellen bezogen auf die Wachstumsfraktion (G2/GF) und 3) AFP-Wert erlaubt hierbei im Rahmen der AT-Diagnostik in >93% der Fälle eine eindeutige Zuordnung zur Gruppe der AT-negativen bzw. AT-positiven Fälle.
N2  - Ataxia telangiectasia (AT) is an autosomal recessive multisystem disorder with increased radiosensitivity and cancer susceptibility. The responsible gene (ATM) consists of 66 exons and a coding region of 9171 bp which precludes direct sequencing as a screening assay for confirmation or exclusion of the clinical suspicion of AT. Peripheral blood mononuclear cells of 327 patients refered for the exclusion of AT were exposed to ionizing radiation (IR) and incubated for 72 h in the presence of PHA. Using bivariate BrdU-Hoechst/Ethidium bromide flowcytometry, the following cell cycle parameters were ascertained: (1) proportion of non-proliferating (G0,G1) cells as a measure of mitogen response, (2) proportion of first cycle G2-phase cells relative to the growth fraction (G2/GF) as a measure of radiosensitivity. >93% of the cases could be unequivocally assigned either to the AT-negative or the AT-positive group of patients. Combination of cell cycle data with serum AFP concentrations led to the exclusion of AT in nearly all of the uncertain cases. We conclude that cell cycle testing complemented by serum AFP measurements fulfills the criteria as a rapid and economical screening procedure in the differential diagnosis of juvenile ataxias.
KW  - Ataxia telangiectasia
KW  - Zellzyklus
KW  - ATM
KW  - Durchflusszytometrie
KW  - Radiosensitivität
KW  - childhood ataxia
KW  - ataxia telangiectasia
KW  - cell cycle
KW  - flowcytometry
KW  - radiosensivitity
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14654
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TY  - THES
A1  - Endres, Karlheinz
T1  - Zellzykluseffekte von Mitomycin C
T1  - cellcycle effects of mitomycin C
N2  - ZELLZYKLUSEFFEKTE VON MITOMYCIN C Im Rahmen dieser Arbeit sollten die durch Mitomycin C (MMC) exogen induzierten Zellzyklusstörungen mit den endogenen Störungen des Zellzyklus bei Fanconi-Anämie in unterschiedlichen Zellsystemen (periphere Blutlymphozyten, lymphoblastoide Zellen und Fibroblasten) verglichen werden. Die Zellzyklusanalysen wurden mit der zweidimensionalen Durchflusszytometrie nach dem BrdU/Hoechst 33258-Ethidiumbromid Verfahren durchgeführt. Mit diesem Verfahren ist es möglich zwischen proliferierenden und nichtproliferierenden Zellen (Ellwart, Stunkel et al. 1981) zu unterscheiden und Verteilungen der Zellen in bis zu vier Zellzyklusphasen mit quantitativer Analyse der Populationen während der G0-G1-, G1-, S- und G2-Phasen zu erfassen (Kubbies 1989). Das Ausscheiden von Zellen aus dem Zellzyklus kann dabei über die Akkumulation in den entsprechenden Phasenanteilen des Zellzyklus erfasst werden. Die Induktion von Zellzyklusstörungen erfolgte mit dem bifunktionellen Alkylanz Mitomycin C. Die Applikation von Mitomycin C (MMC) führte dabei vor allem zu einer dosisabhängigen Zunahme der G2-Phasenanteile der Zellzyklen, was als Akkumulation von Zellen innerhalb dieses Kompartiments zu verstehen ist. Diese Akkumulation konnte bei den durchflußzytometrischen Zellzyklusanalysen mit der abgeleiteten Größe Summe der G2-Phasen / Wachstumsfraktion (S G2/GF) proliferationsunabhängig erfasst werden. Die konzentrationsabhängige Zunahme der G2-Phasenakkumulation und die unterschiedliche Verteilung innerhalb der Zellzyklen wurden mit den beiden Parametern Increased S G2+G2`/GF und Increased S G2/GF festgehalten und ausgewertet. Die Untersuchungen mit peripheren Blutlymphozyten, lymphoblastoiden Zellen (B-LCL) und Fibroblasten von gesunden Kontrollpersonen zeigten, dass sich die durch Mitomycin C induzierten DNA-Schädigungen bei durchflußzytometrischen Zellzyklusanalysen vor allem als G2-Phasenakkumulation darstellen. Demgegenüber lagen die ermittelten Werte der S G2/GF von Fa-Individuen bereits bei Standardzellkulturen über denen der gesunden Versuchspersonen. Vor allem bei den Zellzyklusstudien mit peripheren Blutlymphozyten von Fanconi-Anämie Patienten zeigten sich bereits endogen eine massive Erhöhung der G2-Phasenanteile. Im Vergleich zu den untersuchten Kontrollen war die Mitomycin C induzierte Akkumulation von Zellen in den G2-Phasen nicht beliebig steigerbar. Die untersuchten Zellsysteme zeigten verschiedene Proliferationsmuster und reagierten mit einer unterschiedlich starken Arretierung von Zellen in den G2-Phasen bei Zugabe von Mitomycin C. Als sensitivste Zellart reagierten subkutane menschliche Fibroblasten bei Applikation von Mitomycin C. Bei den durchgeführten Zellzyklusanalysen zeigte sich aber auch, dass bei hohen Konzentration von Mitomycin C (MMC) die zytoxischen Effekte von Mitomycin C überwiegen und es zu einem starken Rückgang des Zellwachstums kommt. Da die exogen induzierten Zellzyklusstörungen durch Mitomycin C bei gesunden Kontrollpersonen mit den typischen endogenen Störungen des Zellzyklus bei Fa-Individuen vergleichbar waren, kann als mögliche Ursache für Fanconi-Anämie auf einen DNA-Reparaturdefekt geschlossen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden auch Zellen von obligat heterozygoten Fa-Individuen mit dem BrdU/Hoechst 33258-Ethidiumbromid Verfahren untersucht. War bei Fa-homozygoten Patienten bereits endogen die Akkumulation von Zellen in den G2-Phasen deutlich gegenüber den gesunden Kontrollpersonen erhöht, so konnte dies für Fa-heterozygote Individuen nicht gezeigt werden. Die ermittelten Werte der Summe der G2-Phasen / Wachstumsfraktion (S G2/GF) lagen zwar dabei vor allem bei den untersuchten peripheren Blutlymphozyten und subkutanen Fibroblasten etwas über den Kontrollen. Mit den hier vorgelegten Daten aus den Zellzyklusanalysen war aber keine Unterscheidung zwischen den obligat heterozygoten Fa-Individuen und den gesunden Probanden möglich. Die Ergebnisse stehen dennoch im Einklang mit den zytogenetischen Untersuchungen auf erhöhte Chromosomenbruchraten bei Verdacht auf Fanconi-Anämie.
N2  - CELL CYCLE EFFECT`S OF MITOMYCIN C With this work the exogen induced effects of mitomycin C were compared in different cell systems (human blood lymphocytes, lymphoblastoid cells and dermal fibroblasts) with the endogen existing cell cycle defects in Fanconi Anaemia. The cell cycle analysis were done via the BrdU/Hoechst flow cytometry. With this technique it is possible to detect and quantitate proliferating and non-proliferating fractions in the cell cycle (Ellwart, Stunkel et al. 1981). The method also allows to get information about the population of cells within the G0-G1-, G1-, S- and G2- phase (Kubbies 1989). The separation of cells during the cell cycle can be measured as an accumulation in the correspondent fraction. The induction of cell cycle arrest were done with the alkylating agent mitomycin C. After the application of mitomycin C cell cycle analysis showed an increase of the G2- phase, depending on the concentration of this agent. With the parameters sum of G2 / growth fraction (S G2/GF) and Increased S G2+G2`/GF and Increased S G2/GF the effects of mitomycin C were characterised. The cell cycle analysis with human blood lymphocytes, lymphoblastoid cells and dermal fibroblasts from healthy persons showed, that the damage induced by mitomycin C is like an accumulation of cells in the G2- phase. Already the studies with cells from Fanconi Anaemia patients without treatment of mitomycin C showed elevated values for the sum of G2 / growth fraction (S G2/GF). Over all the arrest of cells in the G2- phase were mainly seen with cell cultures from human blood lymphocytes. In relation to healthy persons the mitomycin C induced accumulation of cells in the G2- phase couldn’t intensify as will by a higher concentration of the alkylating agent. The cell cycle analysis with blood lymphocytes, lymphoblastoid cells and fibroblasts showed different cellular proliferation and arrest in the G2- phase under the treatment of mitomycin C. As the most sensitive react dermal fibroblasts under the treatment with mitomycin C. Also the result of the cell cycle analysis demonstrate that at high levels of mitomycin C the cytotoxic effects predominate and the cell proliferation decrease. In the respect that the exogen induced effects by mitomycin C can compared with the endogen cell cycle defects in Fanconi Anaemia it is possible that a deficient DNA repair caused Fanconi Anaemia. Furthermore with this work cells from FA- heterozygotes were analysed. The data of the cell cycle analysis showed that it is not possible to decide between a healthy persons and a FA- heterozygotes. But the results correspondent with the cytogenetic analysis of higher chromosomal breakage level in Fanconi Anaemia.
KW  - Zellzykluseffekte
KW  - Mitomycin C
KW  - Zellzyklus
KW  - G2 Phase
KW  - Fanconi Anämie
KW  - cellcycle effects
KW  - mitomycin c
KW  - cellcycle
KW  - g2 phase
KW  - Fanconi Anaemia
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12647
ER  -