TY  - JOUR
A1  - Wirth, Christine C.
A1  - Glushakova, Svetlana
A1  - Scheuermayer, Matthias
A1  - Repnik, Urska
A1  - Garg, Swatl
A1  - Schaack, Dominik
A1  - Kachman, Marika M.
A1  - Weißbach, Tim
A1  - Zimmerberg, Joshua
A1  - Dandekar, Thomas
A1  - Griffiths, Gareth
A1  - Chitnis, Chetan E.
A1  - Singh, Shallja
A1  - Fischer, Rainer
A1  - Pradel, Gabriele
T1  - Perforin-like protein PPLP2 permeabilizes the red blood cell membrane during egress of Plasmodium falciparum gametocytes
JF  - Cellular Microbiology
N2  - Egress of malaria parasites from the host cell requires the concerted rupture of its enveloping membranes. Hence, we investigated the role of the plasmodial perforin-like protein PPLP2 in the egress of Plasmodium falciparum from erythrocytes. PPLP2 is expressed in blood stage schizonts and mature gametocytes. The protein localizes in vesicular structures, which in activated gametocytes discharge PPLP2 in a calcium-dependent manner. PPLP2 comprises a MACPF domain and recombinant PPLP2 has haemolytic activities towards erythrocytes. PPLP2-deficient [PPLP2(−)] merozoites show normal egress dynamics during the erythrocytic replication cycle, but activated PPLP2(−) gametocytes were unable to leave erythrocytes and stayed trapped within these cells. While the parasitophorous vacuole membrane ruptured normally, the activated PPLP2(−) gametocytes were unable to permeabilize the erythrocyte membrane and to release the erythrocyte cytoplasm. In consequence, transmission of PPLP2(−) parasites to the Anopheles vector was reduced. Pore-forming equinatoxin II rescued both PPLP2(−) gametocyte exflagellation and parasite transmission. The pore sealant Tetronic 90R4, on the other hand, caused trapping of activated wild-type gametocytes within the enveloping erythrocytes, thus mimicking the PPLP2(−) loss-of-function phenotype. We propose that the haemolytic activity of PPLP2 is essential for gametocyte egress due to permeabilization of the erythrocyte membrane and depletion of the erythrocyte cytoplasm.
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-120895
VL  - 16
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Winkler, Christoph
A1  - Wittbrodt, Joachim
A1  - Lammers, Reiner
A1  - Ullrich, Axel
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Ligand-dependent tumor induction in medakafish embryos by a Xmrk receptor tyrosine kinase transgene
N2  - Xmrk encodes a subclass 1 receptor tyrosine kinase (RTK) which has been cloned from the melanomainducing locus Tu of the poeciliid fish Xiphophorus. To demonstrate a high oncogenic potential in vivo we transferred the gene into early embryos of the closely related medakafish. Ectopic expression of the Xmrk oncogene under the control of a strong, constitutive promoter (CMVTk) led to the induction of embryonic tumors with high incidence, after short latency periods, and with a specific pattern of affected tissues. We demonstrate ligand-dependent transformation in vivo using a chimeric receptor consisting of the extracellular and transmembrane domains of the human EGF receptor (HER) and the cytoplasmatic domain of Xmrk. Expression of the chimeric receptor alone does not lead to ldnase activation or induction of tumors. Coexpression of the chimera with its corresponding ligand, human transforming growth factor alpha (bTGF(X), however, results in the activation of the chimeric RTK. In injected fish embryos the induction of the neoplastic growth is observed with similar incidence and tissue distribution as in embryos carrying the native Xmrk oncogene suggesting that the ligand as well as factors downstream of tbe RTK are required for tumor formation. In this study we show single-step induction of tumors by ectopic expression of RTKs in vivo substantiating tbe significance of autocrine stimulation in RTK induced tumors in vertebrales.
KW  - Japankärpfling
KW  - Ligand <Biochemie>
KW  - Tumor
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87107
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Winkler, Christoph
A1  - Vielkind, Jürgen R.
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Transient expression of foreign DNA during embryonic and larval development of the medaka fish (Oryzias latipes)
N2  - Species of small fish are becoming useful tools for studies on vertebrate development. Wehave investigated the developing embryo of the Japanese medaka for its application as a transient expression system for the in vivo analysis of gene regulation and function. The temporaland spatial expression patterns ofbacterial chloramphenicol acetyltransferase and galactosidase reporter genes injected in supercoiled plasmid form into the cytoplasm of one cell of the two-cell stage embryo was promoter-specific. The transient expression was found to be mosaic within the tissue and organs reflecting the unequal distribution of extrachromosomal foreign DNA and the intensive cell mixing movements that occur in fish embryogenesis. The expression data are consistent with data on DNA fate. Foreign DNA persisted during embryogenesis and was still detectable in some 3- and 9-month-old adult fish; it was found in high molecular weight form as weil as in circular plasmid conformations. The DNA was replicated during early and late embryogenesis. Our data indicate that the developing medaka embryo is a powerful in vivo assay system for studies of gene regulation and function.
KW  - Physiologische Chemie
KW  - Medaka - Genetransfer - Transient expression - DNA fate - Fish developmental biology
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61743
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Winkler, Christoph
A1  - Hong, Yunhan
A1  - Wittbrodt, Joachim
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Analysis of heterologous and homologous promoters and enhancers in vitro and in vivo by gene transfer into Japanese medaka (Oryzias latipes) and Xiphophorus
N2  - Efficient expression systems are required for analysis of gene regulation and function in teleost fish. To develop such systems, a nurober of inducible or constitutive promoter and enhancer sequences of fish or higher vertebrate origin were tested for activity in a variety of fish celllines andin embryos of the Japanese medaka fish (Oryzias latipes) and Xiphophorus. The activity of the different promoterenhancer combinations were quantitated. Considerable differences were found for some constructs if tested in vitro or in vivo. From the data obtained, a set of expression vectors for basic research as weH as for aquaculture purposes were established.
KW  - Schwertkärpfling
KW  - Japankärpfling
KW  - Gentransfer
KW  - Enhancer
KW  - Promotor
KW  - In vitro
KW  - In vivo
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-86796
ER  - 
TY  - THES
A1  - Winkler, Ann-Cathrin Nicole
T1  - Identification of human host cell factors involved in \(Staphylococcus\) \(aureus\) 6850 infection
T1  - Identifizierung von humanen Wirtszellfaktoren die eine Rolle bei der \(Staphylococcus\) \(aureus\) Infektion spielen
N2  - Staphylococcus aureus is both a human commensal and a pathogen. 20%-30% of all individuals are permanently or occasionally carriers of S. aureus without any symptoms. In contrast to this, S. aureus can cause life-threatening diseases e.g. endocarditis, osteomyelitis or sepsis. Here, the increase in antibiotic resistances makes it more and more difficult to treat these infections and hence the number of fatalities rises constantly. Since the pharmaceutical industry has no fundamentally new antibiotics in their pipeline, it is essential to better understand the interplay between S. aureus and the human host cell in order to find new, innovative treatment options. 
In this study, a RNA interference based whole genome pool screen was performed to identify human proteins, which play a role during S. aureus infections. Since 1,600 invasion and 2,271 cell death linked factors were enriched at least 2 fold, the big challenge was to filter out the important ones. Here, a STRING pathway analysis proved to be the best option. Subsequently, the identified hits were validated with the help of inhibitors and a second, individualised small interfering RNA-based screen. 
In the course of this work two important steps were identified, that are critical for host cell death: the first is bacterial invasion, the second phagosomal escape. The second step is obligatory for intracellular bacterial replication and subsequent host cell death. Invasion in turn is determining for all following events. Accordingly, the effect of the identified factors towards these two crucial steps was determined. Under screening conditions, escape was indirectly measured via intracellular replication. Three inhibitors (JNKII, Methyl-beta-cyclodeytrin, 9-Phenantrol) could be identified for the invasion process. In addition, siRNAs targeted against 16 different genes (including CAPN2, CAPN4 and PIK3CG), could significantly reduce bacterial invasion. Seven siRNAs (FPR2, CAPN4, JUN, LYN, HRAS, AKT1, ITGAM) were able to inhibit intracellular replication significantly. Further studies showed that the IP3 receptor inhibitor 2-APB, the calpain inhibitor calpeptin and the proteasome inhibitor MG-132 are able to prevent phagosomal escape and as a consequence intracellular replication and host cell death. 
In this context the role of calpains, calcium, the proteasome and the mitochondrial membrane potential was further investigated in cell culture. Here, an antagonistic behaviour of calpain 1 and 2 during bacterial invasion was observed. Intracellular calcium signalling plays a major role, since its inhibition protects host cells from death. Beside this, the loss of mitochondrial membrane potential is characteristic for S. aureus infection but not responsible for host cell death. The reduction of membrane potential can be significantly diminished by the inhibition of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger.
All together, this work shows that human host cells massively contribute to different steps in S. aureus infection rather than being simply killed by bacterial pore-forming toxins. Various individual host cell factors were identified, which contribute either to invasion or to phagosomal escape and therefore to S. aureus induced cytotoxicity. Finally, several inhibitors of S. aureus infection were identified. One of them, 2-APB, was already tested in a sepsis mouse model and reduced bacterial load of kidneys. 
Thus, this study shows valuable evidence for novel treatment options against S. aureus infections, based on the manipulation of host cell signalling cascades.
N2  - Staphylococcus aureus kann sowohl ein Bestandteil der natürlichen Hautflora als auch ein Krankheitserreger sein. 20%-30% aller Menschen werden, permanent oder zeitweise, von S. aureus besiedelt, ohne Krankheitssymptome aufzuweisen. Im Gegensatz dazu kann S. aureus lebensbedrohliche Krankheiten wie Endokarditis, Osteomyelitis oder Sepsis verursachen. Diese Infektionen können immer schlechter behandelt werden, da immer mehr Stämme Resistenzen gegen die vorhandenen Antibiotika aufweisen. Dies führt zu einer steigenden Anzahl an Todesfällen, die auf Staphylokokkeninfektionen zurückzuführen sind. Da die Pharmaindustrie keine grundlegend neuen Antibiotika kurz vor der Marktreife hat, ist ein besseres Verständnis für das Wechselspiel zwischen Staphylokokken und ihren menschlichen Wirtszellen unbedingt notwendig, um neue, innovative Behandlungsmöglichkeiten finden zu können. 
Dafür wurde in dieser Arbeit ein genomweiter RNA-interferenz basierter Screen durchgeführt. Es sollten so die Proteine identifiziert werden, die eine Rolle bei der Staphylokokkeninfektion spielen. Da 1.600 invasionsrelevante und 2.271 zelltodrelevante Faktoren mindestens 2-fach angereichert waren, musste ein Weg gefunden werden die wichtigen Faktoren herauszufiltern. Eine STRING-Pathwayanalyse stellte sich als die beste Methode hierfür heraus. In einem zweiten Schritt wurden die so identifizierten Faktoren mit Inhibitoren oder einzelnen siRNAs ein weiteres Mal herunterreguliert, um ihre tatsächlichen Auswirkungen auf den Infektionsverlauf zu untersuchen. 
Im Verlauf dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass dem S. aureus induzierten Wirtszelltod mindestens zwei wichtige Schritte vorausgehen müssen. Erstens die Invasion der Wirtszelle und zweitens der Ausbruch aus dem Phagosom. Nur so können sich im dritten Schritt die Bakterien intrazellulär vermehren und die Zelle töten. 
Daher wurde der Einfluss der identifizierten Faktoren auf diese beiden entscheidenden Prozesse untersucht. Der Ausbruch wurde unter Screenkonditionen indirekt über die intrazelluläre Vermehrung bestimmt. Es konnten drei Inhibitoren (JNKII, Methyl-beta-cyclodeytrin, 9-Phenantrol) identifiziert werden, die die bakterielle Invasion vermindern. Darüber hinaus wurden 16 Proteine (unter anderem CAPN2, CAPN4 und PIK3CG) gefunden, deren Herunterregulation durch siRNAs, eine signifikant reduzierte Invasion zur Folge hatten. Sieben siRNAs (FPR2, CAPN4, JUN, LYN, HRAS, AKT1, ITGAM) waren in der Lage die intrazelluläre Vermehrung signifikant zu verringern. In nachfolgenden Versuchen konnte gezeigt werden, dass der IP3-Rezeptorinhibitor 2-APB, der Calpaininhibitor Calpeptin und der Proteasominhibitor MG-132 den Ausbruch aus dem Phagosom, sowie die darauffolgenden Ereignisse (intrazelluläre Vermehrung und Wirtszelltod) inhibieren können.
In diesem Zusammenhang wurden die Einflüsse von Calpainen, Calcium, dem Proteasom sowie dem mitochondrialen Membranpotentialverlust im Zellkulturmodell im Detail weiter untersucht. So konnte eine gegensätzliche Rolle von Calpain 1 und 2 bei der S. aureus Invasion festgestellt werden. Die intrazelluläre calciumabhängige Signalweiterleitung spielt eine bedeutende Rolle bei der S. aureus Infektion, da ihre Inhibition eine normale Infektion verhindert. Das mitochondriale Membranpotential (MMP) sinkt während einer S. aureus infektion, ist aber nicht für den Zelltod verantwortlich. Das Sinken des MMPs kann mit einem Inhibitor, der den mitochondrialen Na+/Ca2+ Austausch verhindert, signifikant reduziert werden. 
Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die menschliche Wirtszelle selbst relevant zu den verschiedenen Schritten der Staphylokokkeninfektion beiträgt, und nicht einfach, wie häufig angenommen, von porenbildenden bakteriellen Toxinen zerstört wird. Entsprechend konnten einzelne Wirtszellproteine identifiziert werden, die entweder zur bakteriellen Invasion oder zum phagosomalen Ausbruch und somit zum induzierten Wirtszelltod beitragen. Überdies konnte gezeigt werden, dass Inhibitoren, die diese Wirtszellproteine hemmen, die Wirtszellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten vor einer S. aureus Infektion schützen können. 
Folglich liefert diese Arbeit wertvolle Hinweise für neue Behandlungsmöglichkeiten von S. aureus Infektionen, die auf der Manipulation von Wirtszellsignalkaskaden beruhen.
KW  - Staphylococcus aureus
KW  - Wirtszelle
KW  - RNS-Interferenz
KW  - Host cell death
KW  - RNAi
KW  - 2-APB
KW  - intracellular replication
KW  - calpain
KW  - Human Host
KW  - Inhibitor
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-114300
ER  - 
TY  - THES
A1  - Winkel, Karoline
T1  - Synaptonemalkomplexprotein SYCP1: Bindungspartner, Polymerisationseigenschaften und evolutionäre Aspekte
T1  - Synaptonemal complex protein SYCP1: binding partners, polymerization properties and evolutionary aspects
N2  - Synaptonemal Komplexe (SC) sind evolutionär konservierte, meiosespezifische, proteinöse Strukturen, die maßgeblich an Synapsis, Rekombination und Segregation der homologen Chromosomen beteiligt sind. Sie zeigen eine dreigliedrige strickleiter-artige Organisation, die sich aus i) zwei Lateralelementen (LE), an die das Chromatin der Homologen angelagert ist, ii) zahlreichen Transversalfilamenten (TF), welche die LE in einer reißverschlussartigen Weise miteinander verknüpfen, und iii) einem zentralen Element (CE) zusammensetzt. Die Hauptproteinkomponenten der Säuger-SC sind das Transversalfilamentprotein SYCP1 und die Lateralelementproteine SYCP2 und SYCP3. Wie sich die SC-Struktur zusammenfügt war bisher nur wenig verstanden; es war nicht bekannt wie die TF innerhalb der LE-Strukturen verankert sind und dabei die homologen Chromosomen verknüpfen. Aufgrund dessen wurde die Interaktion zwischen den Proteinen SYCP1 und SYCP2 untersucht. Mit der Hilfe verschiedenster Interaktionssysteme konnte gezeigt werden, dass der C-Terminus von SYCP1 mit SYCP2 interagieren kann. Aufgrund der Bindungsfähigkeit zu beiden Proteinen, SYCP1 und SYCP3, kann angenommen werden, dass SYCP2 als Linker zwischen diesen Proteinen fungiert und somit möglicherweise das fehlende Bindungsglied zwischen den Lateralelementen und Transversalfilamenten darstellt. Obwohl die SC-Struktur in der Evolution hochkonserviert ist, schien dies nicht für seine Protein-Untereinheiten zuzutreffen. Um die Struktur und Funktion des SC besser verstehen zu können, wurde ein Vergleich zwischen den orthologen SYCP1 Proteinen der evolutionär entfernten Spezies Ratte und Medaka erstellt. Abgesehen von den erheblichen Sequenzunterschieden die sich in 450 Millionen Jahren der Evolution angehäuft haben, traten zwei bisher nicht identifizierte Sequenzmotive hervor, CM1 und CM2, die hochgradig konserviert sind. Anhand dieser Motive konnte in Datenbankanalysen erstmals ein Protein in Hydra vulgaris nachgewiesen werden, bei dem es sich um das orthologe Protein von SYCP1 handeln könnte. Im Vergleich mit dem SYCP1 der Ratte zeigten die Proteine aus Medaka und Hydra, neben den hoch konservierten CM1 und CM2, vergleichbare Domänenorganisationen und im heterologen System zudem sehr ähnliche Polymerisationseigenschaften. Diese Ergebnisse sprechen für eine evolutionäre Konservierung von SYCP1.
N2  - Synaptonemal complexes (SCs) are evolutionarily conserved, meiosis-specific proteinaceous structures critically involved in synapsis, recombination and segregation of homologous chromosomes. They show a tripartite ladder-like organization including i) two lateral elements (LEs), to which the chromatin of the homologs is attached, ii) numerous transverse filaments (TFs), that link the two lateral elements in a zipper-like way, and iii) a central element (CE). Major protein components of mammalian SCs are the transverse filaments protein SYCP1, and the lateral element proteins SYCP2 and SYCP3. How SCs become assembled was poorly understood; in particular it was not known how TFs assemble at the plane of LEs to interconnect the homologous chromosomes. Therefore, I have investigated possible interactions between SYCP1 and SYCP2. Using different interaction traps, I was able to show that the C-terminus of SYCP1 interacts with SYCP2. Because of its binding to both, SYCP1 and SYCP3, it can be proposed that SYCP2 acts as a linker between these proteins and therefore would be the missing connecting piece between LEs and TFs. Although the SC-structure is conserved in evolution this appears not to be the case for its protein components. For a better understanding of the conserved SC structure und function, I compared ortholog SYCP1 proteins of evolutionary distant species, namely rat and medaka fish. Despite of the sequence-differences that accumulated during 450 million years of evolution, sequence identity was highest at the level of two previously unidentified motifs (CM1 & CM2). Utilizing these motifs in a database analysis a protein of Hydra vulgaris could be found for the first time. It can be proposed that this protein is the orthologous of SYCP1. Besides the highly conserved motifs the proteins of medaka and hydra show quite similar domain organization and polymerization properties in comparison with rat SYCP1. These results suggest an evolutionary conservation of SYCP1.
KW  - Meiose
KW  - Chromosom
KW  - Evolution
KW  - Synaptonemalkomplex
KW  - Strukturproteine
KW  - Meiosis
KW  - Synaptonemal complex
KW  - Chromosomes
KW  - Structural proteins
KW  - Evolution
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-43955
ER  - 
TY  - THES
A1  - Willmes, Christoph
T1  - Therapie kutaner Tumoren : Identifizierung molekularer Biomarker der ex vivo Chemosensitivität des malignen Melanoms und Evaluierung der Wirkungsweise von Interferonen und Artemisininen auf das Merkelzellkarzinom
T1  - Treatment of cutaneous tumors
N2  - Für Patienten mit malignem Melanom im Stadium der Fernmetastasierung gibt es bis heute lediglich Therapieoptionen mit sehr eingeschränkten Erfolgsaussichten. Diese Tatsache bestätigt die Notwendigkeit von Biomarkern zur Vorhersage des Erfolgs verschiedener Therapien. Der ATP-basierende ex vivo Chemosensitivitätsassay hat sich als erfolgreiche Methode zur individuellen Vorhersage eines Chemotherapieerfolgs herausgestellt. Tatsächlich zeigte der Assay ein heterogenes Sensitivitätsprofil gegen verschiedene Chemotherapeutika und ließ in getesteten Patienten ein ex vivo wirksames Chemotherapieregime identifizieren, das anschließend auch klinische Therapieerfolge bei Verwendung der Therapie mit dem besten individuellen Chemosensitivitätsindex(BICSI) zeigte. Um diesen sehr aufwendigen Assay zukünftig zu umgehen, sollten in der vorliegenden Arbeit prädiktive molekulare Biomarker der Chemosensitivität identifiziert werden. Hierfür wurden im Voraus durch einen Microarray die Kandidaten Secernin 1 (SCRN1), Lysyl oxidaselike 1 (LOXL1), Thymosin beta 4 X-linked (TMSB4X), Vesicle-associated membrane protein 5 (VAMP5) und Serine protease inhibitor B1 (SERPINB1) als differentiell exprimierte Gene in chemosensitivem gegenüber chemoresistentem Gewebe identifiziert. Die relative Expression dieser Kandidatengene wurde daraufhin in bis zu 128 verschiedenen Melanomgeweben mit dem Chemosensitivitätsindex verschiedener Chemotherapeutika korreliert. Hierbei konnte eine signifikante Korrelation zwischen SerpinB1 mit der Chemosensitivität gegenüber der Therapiekombination mit Paclitaxel und Cisplatin auf Gen- aber nicht auf Proteinebene identifiziert werden. Weiterhin konnte eine differentielle Expression ebenfalls in chemosensitiven und -resistenten Melanomzelllinien nachgewiesen werden, die allerdings im Vergleich mit dem analysierten Gewebe in gegensätzlicher Richtung verlief. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass SerpinB1 ein vielversprechender Marker für die Chemosensitivität gegenüber Paclitaxel und Cisplatin ist, dessen funktionelle Bedeutung aber unklar bleibt. Das Merkelzellkarzinom (MCC) ist ein seltener und hoch aggressiver Tumor der mit dem Merkelzellpolyomavirus (MCV) in Zusammenhang steht. Da MCC Zelllinien zur Aufrechterhaltung ihrer Viabilität die MCV T-Antigene benötigen, könnte der Einsatz von Interferonen (IFN) ein möglicher therapeutischer Ansatz zur Behandlung dieser Krebserkrankung sein. In der vorliegenden Arbeit haben wir daher die Effekte von IFNs auf MCC Zelllinien, mit besonderer Berücksichtigung der MCV+ Linien, untersucht. IFNs vom Typ I (hier Multiferon, ein Mix verschiedener IFN α Subtypen, und IFN β) wirkten stark inhibierend auf die zelluläre Viabilität. Die Zellzyklusanalyse zeigte eine Erhöhung des sub-G Anteils der Zellen nach Behandlung mit IFN, was auf Apoptose als ausschlagebenden Grund schließen ließ. Diese Effekte waren für die Behandlung mit IFN β weniger stark ausgeprägt. Der inhibitorische Effekt von Typ I IFNs auf MCV+ MCC Zelllinien war assoziiert mit einer verringerten Expression des viralen großen T-Antigens (LTA) und einer Erhöhung in der Expression von promyelocytic leukemia protein (PML), das dafür bekannt ist, die Funktion des LTA störend zu beeinflussen. Zusätzlich führte die intratumorale Anwendung von Multiferon in vivo zu einer Regression im Wachstum von MCV+, aber nicht MCV- MCC Xenotransplantaten. Die Ergebnisse zeigen das Typ I IFNs einen starken antitumoralen Effekt haben, der zum Teil durch die Regulierung des LTA herbeigeführt wird. Neben diesen direkten Effekten der IFNs auf die Zellproliferation induzieren diese auch die Expression von MHC Klasse I Molekülen in MCC Zelllinien. Die Durchflusszytometrie zeigte eine Induktion der MHC Klasse I Expression in drei MHC I negativen MCC Zelllinien und eine Erhöhung der Expression, die vor der Behandlung eine geringe Menge an MHC I aufwiesen. Diese Effekte konnten auch in den in vivo Xenotransplantaten beobachtet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Behandlung mit IFN sowohl direkte als auch indirekte Effekte auf das MCC hat und eine breite Anwendung in Patienten mit MCV+ und MCV- Tumoren finden kann. Neben IFNs sind auch Artemisinin und seine Derivate bekannt für ihre antitumoralen und antiviralen Eigenschaften. Daher haben wir den Effekt des Artemisininderivats Artesunate auf MCV+ und MCV- MCC Zelllinien getestet. Tatsächlich konnten wir auch hier einen antiproliferativen Effekt des Stoffes nachweisen, der stärker auf MCV+ als auf MCV- Zelllinien wirkte und bei ersteren wiederum mit einer reduzierten LTA Expression einherging. Im Vergleich dazu blieben Fibroblasten von der Behandlung unbeeinflusst. Das verringerte Tumorwachstum konnte ebenfalls für in vivo Xenotransplantationsmodelle gezeigt werden. Auf Grundlage dieser Erkenntnis sollte eine genauere Untersuchung dieses alten Naturheilstoffes für die Behandlung von MCC Patienten in Betracht gezogen werden.
N2  - For melanoma patients with distant metastases all available therapeutic options demonstrate only very limited efficacy up to date. This fact substantiates the need of predictive markers for therapy response. For example, ex-vivo chemosensitivity testing by an ATP-based luminescence assay is a promising tool to predict the individual outcome of different chemotherapy regimens. Indeed, this assay demonstrates a heterogeneous chemosensitivity against different cytotoxic drugs which correlates with chemotherapy outcome in terms of therapy response and overall survival; for the treatment of the patient the drug with the best individual chemosensitivity index(BICSI) is used. To circumvent this elaborate assay in the future, we want to identify and characterize predictive molecular biomarkers of specific chemosensitivity. Initially, predictive biomarker aspirants were identified by a microarray comparing chemosensitive and chemoresistant melanoma cell lines. To this end, we found Secernin 1 (SCRN1), Lysyl oxidaselike 1 (LoxL1), Thymosin beta 4 X-linked (TMSB4X), Vesicleassociated membrane protein 5 (Vamp 5) and Serine protease inhibitor B1 (SerpinB1) as differential expressed in chemosensitive versus chemoresistant melanoma cells. Furthermore, we correlated the relative expression of our candidates with the chemosensitivity index of different chemotherapy regimes in up to 128 melanoma tissues so far. Importantly, we found a significant correlation between SerpinB1 gene but not protein expression and chemosensitivity towards Paclitaxel and Platin. Moreover, we also detected a differential expression of SerpinB1 in melanoma cell lines which however was running in reverse direction compared to the analyzed tissues. In conclusion, SerpinB1 seems to be a promising biomarker for prediction of Paclitaxel and Platin chemosensitivity. Merkel cell carcinoma (MCC) is a rare and highly aggressive skin cancer associated with the Merkel cell polyomavirus (MCV). As MCC cell lines demonstrate oncogene addiction to the MCV T-antigens, pharmacological interference of the large T-antigen(LTA) may represent an effective therapeutic approach for this deadly cancer. In this study, we investigated the effects of interferons (IFNs) on MCC cell lines, especially on MCV positive (MCV+) lines. Type I IFNs (i.e. Multiferon, a mix of different IFN α subtypes, and IFN β) strongly inhibited the cellular viability. Cell cycle analysis demonstrated increased sub-G fractions for these cells upon IFN treatment indicating apoptotic cell deathν these effects were less pronounced for IFN β. Notably, this inhibitory effect of type I IFNs on MCV+ MCC cell lines was associated with a reduced expression of the MCV LTA as well as an increased expression of promyelocytic leukemia protein (PML), which is known to interfere with the function of the LTA. In addition, the intra-tumoural application of multiferon resulted in a regression of MCV+ but not MCV- MCCs in vivo. Together, our findings demonstrate that type I IFNs have a strong antitumour effect, which is at least in part explained by modulation of the virally encoded LTA. Moreover, in addition to directly affecting MCC cell proliferation, IFNs strongly reinduce MHC class I expression in MCC cells. Flowcytometry demonstrated a re-induction of MHC class I expression upon IFN treatment in three MHC class I- MCV+ cell lines and an increase in MHC class I expression in cell lines that were characterized by a weak expression prior to treatment. Importantly, the increase or induction of MHC class I expression could also be demonstrated in vivo in xenotransplantation models. These results imply that IFN treatment has both a direct and an indirect effect in MCC and should be applicable in a general manner, i.e. irrespective of the MCV status of the patient. Beside IFN, Artemisinins are also known for their antitumoral and antiviral properties. In consequence, we tested the effect of Artesunate, i.e., an Artemisinin drivate, on MCV+ and MCV- MCC cell lines. In this regard, we could demonstrate an antiproliferative effect which was stronger on MCV+ cell lines, and which was associated with a reduced expression of the viral LTA. In contrast, fibroblasts were uneffected by Artenusate treatment. The reduced tumor growth could also be shown in vivo by intra-tumoral injection of Artesunate in MCV+ xenotransplantation models. According to these findings, a more detailed investigation of this ancient natural drug for the treatment of MCC patients should be considered.
KW  - Interferon
KW  - Melanom
KW  - Qinghaosu
KW  - Chemosensitivität
KW  - Merkelzellkarzinom
KW  - Chemosensitivity
KW  - Merkel cell carcinoma
KW  - Merkel-Zellkarzinom
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83470
ER  - 
TY  - THES
A1  - Williams, Tatjana
T1  - Untersuchungen zur Rolle des Phosphoproteins Stathmin in Listeria monocytogenes-infizierten Säugerzellen und Molekulare Charakterisierung der listeriellen Zweikomponetensysteme
T1  - The role of the phosphoprotein stathmin during an infection with Listeria monocytogenes and Molecular characterization of listerial two-componentsystems
N2  - Das fakultativ intrazelluläre Bakterium Listeria monocytogenes besitzt die Fähigkeit, eukaryotische Wirtszellen zu penetrieren, sich in diesen zu vermehren, fortzubewegen und zwischen den Zellen auszubreiten. Im Zuge des intrazellulären Lebenszyklus gehen Listerien Wechselwirkungen mit ver-schiedenen zellulären Proteinen ein. Als eines dieser Proteine konnte das zelluläre Phosphoprotein Stathmin identifiziert werden. Dieses Protein bindet an Untereinheiten des Tubulins und destabilisiert dadurch Mikrotubuli (MT). Es wird durch Phosphorylierung von vier spezifischen Serinresten in seiner MT-destabilisierenden Aktivität reguliert. Da Stathmin als Antwort auf externe Signale zelluläre Funktionen, z. B. Zell-Proliferation und Differenzierung reguliert, vermutet man seine Funktion in einer Art Relais welches verschiedene Signale aus dem Umfeld der Zelle integriert. In mit L. monocytogenes infizierten Wirtszellen wird Stathmin an die Oberfläche intrazellulärer Bakterien rekrutiert. Inwiefern diese Rekrutierung das Phosphorylierungsmuster von Stathmin und damit dessen Aktivität beeinflusst, konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht geklärt werden. Stathmin knock-out Mäuse sollten sich gut eignen, um die Rolle von Stathmin während einer Infektion mit L. monocytogenes EGD in vitro und in vivo zu untersuchen. Es stellte sich heraus, dass in Stathmin(-/-)-Makrophagen der intrazelluläre Lebenszyklus der Listerien nicht signifikant beeinflusst ist. Nach intravenöser Verabreichung von 5x103 L. monocytogenes waren drei Tage nach der Infektion in Leber und Milz der knock-out Mäuse allerdings signifikant mehr Listerien nachzuweisen, als in den Organen wildtypischer Mäuse. Mittels Immunfluoreszenzmikroskopie und einem anti-Stathmin-Antiersum konnte an mit verschiedenen L. monocytogenes-Mutanten infizierten Zellen gezeigt werden, dass Stathmin mit der Oberfläche intrazellulärer Listerien kolokalisiert. Allerdings konnten dabei die Angaben in der Literatur nicht bestätigt werden, wonach für diese Kolokalisation die Expression von ActA notwendig ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit sprechen im Gegensatz zu den publizierten Daten dafür, dass Stathmin über einen bisher noch unbekannten Mechanismus ActA-unabhängig an intrazelluläre Listerien rekrutiert wird. Zweikomponentensysteme ermöglichen Bakterien eine rasche Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen, da sie extra- und intrazelluläre Stimuli in zelluläre Signale umwandeln. Um die 16 in der Genomsequenz von L. mono-cytogenes EGDe identifizierten Zweikomponentensysteme charakterisieren zu können, wurden individuelle Mutanten konstruiert, in denen individuelle Response Regulatorgene deletiert sind. Die erhaltenen Mutanten wurden in vitro und in vivo auf ihr Wachstumsverhalten hin untersucht. Es zeigte sich, dass unter den angewandten Kultur- und Versuchsbedingungen keines der Zweikomponentensysteme eine signifikante Rolle bei der Anpassung an Temperatur, sowie an oxidativen oder osmotischen Stress spielt. Die Zugabe von 5 % Ethanol hatte einen stark hemmenden Effekt auf das Wachstum von 4 Mutanten, wohingegen zwei andere Mutanten in Gegenwart des Alkohols deutlich besser wuchsen. Unter anaeroben Bedingungen konnte kein Unterschied im Wachstum beobachtet werden. Die Expression wichtiger Virulenzgene war in keiner der untersuchten Mutanten im Vergleich zum Ausgangsstamm verändert. Die intrazelluläre Replikation sowie intrazelluläre Bewegung und Ausbreitung im Zellrasen waren durch die Deletion der Response Regulatorgene nicht beeinträchtigt. Abgesehen von geringen Unterschieden in der Invasivität einiger Deletionsmutanten für Cos-1 und Caco-2 Zellen zeigte sich keiner der Response Regulatoren für den intrazellulären Lebenszyklus von L. monocytogenes erforderlich. Es zeigte sich, dass der in der vorliegenden Arbeit verwendete L. monocyto-genes-Wildstamm auch bei der für die Flagellenexpression normalerweise nicht-permissiven Temperatur von 37° C noch beweglich ist. Die L. monocytogenes &#916;degU-Mutante war dagegen auf Weichagar temperaturunabhängig unbeweglich. Die elektronenmikroskopische Analyse ergab, dass dieser Stamm im Gegensatz zum Wildtyp auch bei 24° C keine Flagellen ausbildet. Durch vergleichende Proteomanalysen konnte gezeigt werden, dass L. monocytogenes &#916;degU bei 24° C wesentliche Proteine des Flagellenapparates nicht synthetisiert. Mittels Transkriptomanalysen konnten die Ergebnisse der Proteomanalysen bestätigt werden. Es wurden neben Genen, die für Proteine der Flagellenbiosynthese und Chemotaxis codieren, noch weitere Gene identifiziert, die offensichtlich unter der transkriptionellen Kontrolle des Response Regulators DegU stehen. Die Ergebnisse der in vivo Studien zeigten, dass L. monocytogenes &#916;degU deutlich virulenzattenuiert ist. Für die restlichen L. monocytogenes &#916;TCS-Mutanten waren im Vergleich zum Wildtyp die Unterschiede in Leber und Milz nur leicht verändert und statistisch nicht signifikant.
N2  - The facultative intracellular pathogen Listeria monocytogenes is able to penetrate eukaryotic host cells, to multiply and move intracellularly and to spread between the cells. In the course of the intracellular lifecycle the listeriae interact with different cellular proteins. The cellular phosphoprotein stathmin was identified as one of these proteins. This protein binds to the tubulin subunits thereby destabilizing microtubules. It is regulated in its microtubule-destabilizing activity via phosphorylation of four specific serine residues. Since stathmin regulates cellular functions, i. e. cell proliferation and differentiation, its function is presumed in acting as a type of relay integrating different signals of the cell´s environment. In L. monocytogenes infected host cells stathmin is recruited to the bacterial cell surface. Whether and to which extent this recruitment influences the phosphorylation pattern of stathmin and thereby its activity, could not be identified during this work. Stathmin knock-out mice should be valuable for experimentally testing the influence of stathmin in an infection with L. monocytogenes in vitro and in vivo. It appeared that the listerial intracellular lifecycle is not significantly influenced in stathmin(-/-) macrophages. However, three days after intravenous application of 5x103 L. monocytogenes EGD the bacterial load in liver and spleen of stathmin knock-out mice was significantly higher than in organs of wildtype mice. By means of immunfluorescence microscopy with an anti-stathmin antiserum it could be revealed that within infected cells stathmin colocalizes with the listerial cell surface. Data from the literature, however, suggesting that this recruitment of stathmin is dependent upon the expression of ActA, could not be confirmed implicating stathmin to be recruited in an up to now unknown ActA-independent manner. Two-component systems enable bacteria to efficiently adapt to changes in the environment by converting extra- and intracellular signals into cellular responses. In order to characterize the 16 identified two-component systems of L. monocytogenes EGDe in detail individual mutants with deletions in each one of the response regulator genes were constructed. The growth characteristics of the mutants were examined in in vitro and in vivo experiments. It appeared that under the culture and test conditions applied, neither one of the TCS plays a role for adapting to temperature, as well as oxidative or osmotic stress. The addition of 5 % ethanol severely impaired growth of 4 of the mutants, whereas growth of two other mutatns was enhanced. No difference in growth between wildtype listeriae and the individual mutants was observed when the cells were grown anaerobically. Expression of important virulencefactor genes was not altered in the mutants tested compared to the wildtype strain. Intracellular replication as well as intracellular movement and spreading was not affected by either one of the response regulator gene deletions. Despite a slightly reduced invasiveness of a few deletion mutants for Cos-1 and Caco-2 cells none of the response regulators appeared to be necessary for the intracellular lifecycle of L. monocytogenes. The wildtype strain used throughout this work proved to be motile even at 37° C, a temperature usually non-permissive for flagellin expression. In contrast, the L. monocytogenes &#916;degU mutant displayed a non-motile phenotype on semisolid agar irrespective of the temperature applied. Electron microscopical analysis demonstrated that, unlike the wildtype strain EGD, this deletion mutant did not produce flagella, not even at 24° C. Comparative proteomics revealed that at 24° C L. monocytogenes &#916;degU did not produce the major components of the flagella apparatus. The results of transcriptome analysis were in line with the results of the proteome analysis and, aside of genes for flagella biosynthesis and chemotaxis, identified other genes obviously under transcriptional regulation by DegU. In vivo studies revealed that only L. monocytogenes &#916;degU showed a conspicuous virulence attenuation. There were significantly less bacteria in liver and spleen compared to an infection with the wildtype strain L. monocytogenes EGD. For the other L. monocytogenes &#916;TCS-mutants the difference of bacterial counts in liver and spleen compared to the wildtype was slightly altered but not statistically significant.
KW  - Phosphoproteine
KW  - Säugetiere
KW  - Listeria monocytogenes
KW  - Infektion
KW  - Listeria monocytogenes
KW  - Stathmin
KW  - Zweikomponentensystem
KW  - Listeria monocytogenes
KW  - stathmin
KW  - two-componentsystems
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-15388
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Williams, Richard D.
A1  - Chagtai, Tasnim
A1  - Alcaide-German, Marisa
A1  - Apps, John
A1  - Wegert, Jenny
A1  - Popov, Sergey
A1  - Vujanic, Gordan
A1  - Van Tinteren, Harm
A1  - Van den Heuvel-Eibrink, Marry M
A1  - Kool, Marcel
A1  - De Kraker, Jan
A1  - Gisselsson, David
A1  - Graf, Norbert
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Pritchard-Jones, Kathy
T1  - Multiple mechanisms of MYCN dysregulation in Wilms tumour
JF  - Oncotarget
N2  - Genomic gain of the proto-oncogene transcription factor gene MYCN is associated with poor prognosis in several childhood cancers. Here we present a comprehensive copy number analysis of MYCN in Wilms tumour (WT), demonstrating that gain of this gene is associated with anaplasia and with poorer relapse-free and overall survival, independent of histology. Using whole exome and gene-specific sequencing, together with methylation and expression profiling, we show that MYCN is targeted by other mechanisms, including a recurrent somatic mutation, P44L, and specific DNA hypomethylation events associated with MYCN overexpression in tumours with high risk histologies. We describe parallel evolution of genomic copy number gain and point mutation of MYCN in the contralateral tumours of a remarkable bilateral case in which independent contralateral mutations of TP53 also evolve over time. We report a second bilateral case in which MYCN gain is a germline aberration. Our results suggest a significant role for MYCN dysregulation in the molecular biology of Wilms tumour. We conclude that MYCN gain is prognostically significant, and suggest that the novel P44L somatic variant is likely to be an activating mutation.
KW  - integrative genomics viewer
KW  - oncogene amplification
KW  - sequencing data
KW  - gene
KW  - gain
KW  - copy number
KW  - somatic mutations
KW  - beta-catenin
KW  - histology
KW  - reveals
KW  - Wilms tumour
KW  - MYCN
KW  - DNA methylation
KW  - prognostic marker
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-143471
VL  - 6
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wilken, Norbert
A1  - Kossner, Ursula
A1  - Senécal, Jean-Luc
A1  - Scheer, Ulrich
A1  - Dabauvalle, Marie-Christine
T1  - Nup180, a novel nuclear pore complex protein localizing to the cytoplasmic ring and associated fibrils
N2  - No abstract available
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-32049
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wilde, Sabrina
T1  - Einsatz von mechanistischen Biomarkern zur Charakterisierung und Bewertung von \(in\) \(vitro\) Genotoxinen
T1  - Use of mechanistic biomarkers for the characterization and evaluation of \(in\) \(vitro\) genotoxins
N2  - Die verfügbaren in vitro Genotoxizitätstests weisen hinsichtlich ihrer Spezifität und ihres Informationsgehalts zum vorliegenden Wirkmechanismus (Mode of Action, MoA) Einschränkungen auf. Um diese Mängel zu überwinden, wurden in dieser Arbeit zwei Ziele verfolgt, die zu der Entwicklung und Etablierung neuer in vitro Methoden zur Prüfung auf Genotoxizität in der Arzneimittelentwicklung beitragen.
1.	Etablierung und Bewertung einer neuen in vitro Genotoxizitätsmethode (MultiFlow Methode)
Die MultiFlow Methode basiert auf DNA-schadensassoziierten Proteinantworten von γH2AX (DNA-Doppelstrangbrüche), phosphorylierten H3 (S10) (mitotische Zellen), nukleären Protein p53 (Genotoxizität) und cleaved PARP1 (Apoptose) in TK6-Zellen. Insgesamt wurden 31 Modellsubstanzen mit dem MultiFlow Assay und ergänzend mit dem etablierten Mikrokerntest (MicroFlow MNT), auf ihre Fähigkeit verschiedene MoA-Gruppen (Aneugene/Klastogene/Nicht-Genotoxine) zu differenzieren, untersucht. Die Performance der „neuen“ gegenüber der „alten“ Methode führte zu einer verbesserten Sensitivität von 95% gegenüber 90%, Spezifität von 90% gegenüber 72% und einer MoA-Klassifizierungsrate von 85% gegenüber 45% (Aneugen vs. Klastogen).
2.	Identifizierung mechanistischer Biomarker zur Klassifizierung genotoxischer Substanzen
Die Analyse 67 ausgewählter  DNA-schadensassoziierter Gene in der QuantiGene Plex Methode zeigte, dass mehrere Gene gleichzeitig zur MoA-Klassifizierung beitragen können. Die Kombination der höchstrangierten Marker BIK, KIF20A, TP53I3, DDB2 und OGG1 ermöglichte die beste Identifizierungsrate der Modellsubstanzen. Das synergetische Modell kategorisierte 16 von 16 Substanzen korrekt in Aneugene, Klastogene und Nicht-Genotoxine. Unter Verwendung der Leave-One-Out-Kreuzvalidierung wurde das Modell evaluiert und erreichte eine Sensitivität, Spezifität und Prädiktivität von 86%, 83% und 85%. Ergebnisse der traditionellen qPCR Methode zeigten, dass Genotoxizität mit TP53I3, Klastogenität mit ATR und RAD17 und oxidativer Stress mit NFE2L2 detektiert werden kann.
Durch die Untersuchungen von posttranslationalen Modifikationen unter Verwendung der High-Content-Imaging-Technologie wurden mechanistische Assoziationen für BubR1 (S670) und pH3 (S28) mit Aneugenität, 53BP1 (S1778) und FANCD2 (S1404) mit Klastogenität, p53 (K373) mit Genotoxizität und Nrf2 (S40) mit oxidativem Stress identifiziert.
Diese Arbeit zeigt, dass (Geno)toxine unterschiedliche Gen- und Proteinveränderungen in TK6-Zellen induzieren, die zur Erfassung mechanistischer Aktivitäten und Einteilung (geno)toxischer MoA-Gruppen (Aneugen/Klastogen/ Reaktive Sauerstoffspezies) eingesetzt werden können und daher eine bessere Risikobewertung von Wirkstoffkandidaten ermöglichen.
N2  - Available in vitro genotoxicity tests have limitations regarding their specificity and mode of action (MoA) information. To overcome these shortages, two objectives were pursued in this work to develop and establish new in vitro tools for genotoxicity testing.
1.	Establishment and evaluation of a novel in vitro genotoxicity method (MultiFlow  method)
The MultiFlow method is based on DNA damage-related protein responses of γH2AX (DNA double-strand breaks), phosphorylated H3 (S10) (mitotic cells), nuclear protein p53 (genotoxicity) and cleaved PARP1 (apoptosis) in TK6 cells. In total, 31 model substances were studied flow cytometrically in the MultiFlow assay - and also with the well-established micronucleus test (MicroFlow MNT) - for their ability to classify across MoA groups: aneugens, clastogens and non-genotoxicants. The performance of the new method resulted in an improved sensitivity of 95% to 90%, specificity of 90% to 72% and a MoA classification rate of 85% to 45% (aneugen vs. clastogen). 
2. Identification of mechanistic biomarkers for the characterization of genotoxicants
The analysis of 67 selected DNA-damage associated genes using the QuantiGene Plex method showed that a combinaten of genes can contribute to MoA classification. The combination of the highest-ranked markers (BIK, KIF20A, TP53I3, DDB2 and OGG1) highlighted the best identification rate of model substances. The synergistic statistic tool correctly categorized 16 of 16 substances into aneugens, clastogens and non-genotoxicants. By using leave-one out cross validation, the model was evaluated and achieved a sensitivity, specificity and predictivity of 86%, 83%, 85% respectively. 
Follow-up with qPCR was conducted and revealed associations with TP53I3 for genotoxicity, ATR and RAD17 for clastogenicity and NFE2L2 for oxidative stress. 
By investigating posttranslational modifications using high-content imaging, associations for BubR1 (S670) and pH3 (S28) with aneugenicity, 53BP1 (S1778) and FANCD2 (S1404) with clastogenicity, p53 (K373) with genotoxicity and Nrf2 (S40) with oxidative stress were found to be further useful for MoA identification.
This work demonstrates that genotoxicants and non-genotoxicants induce different gene- and protein expression changes in the TK6 cells that can be used to classify the MoA groups (aneugen/clastogen/non-genotoxicant/reactive oxygen species), thus enabling better risk assessment of potential drug candidates.
KW  - Genotoxizität
KW  - Genotoxicitiy
KW  - Klastogene
KW  - Aneugene
KW  - Biomarker
KW  - Klassifizierung
KW  - clastogens
KW  - aneugens
KW  - biomarker
KW  - classification
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-182782
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wietek, Irina
T1  - Human Interleukin-4 binding protein epitope involved in high-affinity binding of interleukin-4
N2  - No abstract available
KW  - Mensch
KW  - Interleukin 4
KW  - Bindeproteine
KW  - Molekularbiologie
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3190
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wiese, Katrin Evelyn
T1  - Sensing supraphysiological levels of MYC : mechanisms of MIZ1-dependent MYC-induced Apoptosis in Mammary Epithelial Cells
T1  - Mechanismen der MIZ1-abhängigen MYC-induzierten Apoptose in Brustepithelzellen
N2  - Deregulated MYC expression contributes to cellular transformation as well as progression and
maintenance of human tumours. Interestingly, in the absence of additional genetic alterations,
potentially oncogenic levels of MYC sensitise cells to a variety of apoptotic stimuli. Hence, MYC-induced
apoptosis has long been recognised as a major barrier against cancer development.
However, it is largely unknown how cells discriminate physiological from supraphysiological levels
of MYC in order to execute an appropriate biological response.
The experiments described in this thesis demonstrate that induction of apoptosis in mammary
epithelial cells depends on the repressive actions of MYC/MIZ1 complexes. Analysis of gene
expression profiles and ChIP-sequencing experiments reveals that high levels of MYC are required
to invade low-affinity binding sites and repress target genes of the serum response factor SRF.
These genes are involved in cytoskeletal dynamics as well as cell adhesion processes and are likely
needed to transmit survival signals to the AKT kinase. Restoration of SRF activity rescues MIZ1-
dependent gene repression and increases AKT phosphorylation and downstream function.
Collectively, these results indicate that association with MIZ1 leads to an expansion of MYC’s
transcriptional response that allows sensing of oncogenic levels, which points towards a tumour-suppressive
role for the MYC/MIZ1 complex in epithelial cells.
N2  - Eine Deregulation der MYC Expression trägt entscheidend zur malignen Transformation und
Progression humaner Tumoren bei. In Abwesenheit von zusätzlichen genetischen Läsionen
machen potentiell onkogene MYC Proteinmengen Zellen jedoch anfällig für eine Reihe Apoptoseauslösender
Reize. Daher kann MYC-induzierte Apoptose als bedeutende tumorsuppressive Maßnahme
und wichtige Barriere gegen die Entstehung von Krebs betrachtet werden.
Mechanistisch unklar ist allerdings wie genau Zellen physiologische von supraphysiologischen
MYC-Mengen unterscheiden um adäquat darauf reagieren zu können.
Die Experimente in dieser Dissertation zeigen, dass die repressive Eigenschaft von MYC/MIZ1
Komplexen für die Induktion von Apoptose in Brustepithelzellen essentiell ist. Die Analyse
von Genexpressions- und ChIP-Sequenzier-Experimenten verdeutlicht, dass hohe Level an MYC
benötigt werden um niedrig-affine Bindestellen im Genom zu besetzen und Zielgene des SRF
(serum response factor ) Transkriptionsfaktors zu reprimieren. Diese Gene haben eine wichtige
Funktion in Prozessen wie Zytoskelettdynamik und Zelladhäsion und sind vermutlich daran
beteiligt notwendige Überlebenssignale an die Kinase AKT weiterzuleiten. Eine Wiederherstellung
der SRF Aktivität revertiert die MIZ1-abhängige Repression der Zielgene und führt zu
einer vermehrten AKT Phosphorylierung und Funktion.
Insgesamt deuten diese Resultate auf eine tumorsuppressive Rolle des MYC/MIZ1 Komplexes
in epithelialen Zellen hin, da eine Veränderung der genregulatorischen Aktivität als Folge der
Assoziation mit MIZ1 dazu beiträgen könnte onkogene Mengen an MYC zu erkennen.
KW  - Myc
KW  - Apoptosis
KW  - Myc
KW  - Miz1
KW  - Apoptose
KW  - Repression
KW  - ChIP-sequencing
KW  - Repression
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-132532
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wiegering, Armin
A1  - Pfann, Christina
A1  - Uthe, Friedrich Wilhelm
A1  - Otto, Christoph
A1  - Rycak, Lukas
A1  - Mäder, Uwe
A1  - Gasser, Martin
A1  - Waaga-Gasser, Anna-Maria
A1  - Eilers, Martin
A1  - Germer, Christoph-Thomas
T1  - CIP2A Influences Survival in Colon Cancer and Is Critical for Maintaining Myc Expression
JF  - PLoS ONE
N2  - The cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A (CIP2A) is an oncogenic factor that stabilises the c-Myc protein. CIP2A is overexpressed in several tumours, and expression levels are an independent marker for long-term outcome. To determine whether CIP2A expression is elevated in colon cancer and whether it might serve as a prognostic marker for survival, we analysed CIP2A mRNA expression by real-time PCR in 104 colon cancer samples. CIP2A mRNA was overexpressed in colon cancer samples and CIP2A expression levels correlated significantly with tumour stage. We found that CIP2A serves as an independent prognostic marker for disease-free and overall survival. Further, we investigated CIP2A-dependent effects on levels of c-Myc, Akt and on cell proliferation in three colon cancer cell lines by silencing CIP2A using small interfering (si) and short hairpin (sh) RNAs. Depletion of CIP2A substantially inhibited growth of colon cell lines and reduced c-Myc levels without affecting expression or function of the upstream regulatory kinase, Akt. Expression of CIP2A was found to be dependent on MAPK activity, linking elevated c-Myc expression to deregulated signal transduction in colon cancer.
KW  - caco-2 cells
KW  - carcinomas
KW  - colon
KW  - colorectal cancer
KW  - MAPK signaling cascades
KW  - metastasis
KW  - protein expression
KW  - small interferring RNA
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97252
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wiegering, Armin
A1  - Matthes, Niels
A1  - Mühling, Bettina
A1  - Koospal, Monika
A1  - Quenzer, Anne
A1  - Peter, Stephanie
A1  - Germer, Christoph-Thomas
A1  - Linnebacher, Michael
A1  - Otto, Christoph
T1  - Reactivating p53 and Inducing Tumor Apoptosis (RITA) Enhances the Response of RITA-Sensitive Colorectal Cancer Cells to Chemotherapeutic Agents 5-Fluorouracil and Oxaliplatin
JF  - Neoplasia
N2  - Colorectal carcinoma (CRC) is the most common cancer of the gastrointestinal tract with frequently dysregulated intracellular signaling pathways, including p53 signaling. The mainstay of chemotherapy treatment of CRC is 5-fluorouracil (5FU) and oxaliplatin. The two anticancer drugs mediate their therapeutic effect via DNA damage-triggered signaling. The small molecule reactivating p53 and inducing tumor apoptosis (RITA) is described as an activator of wild-type and reactivator of mutant p53 function, resulting in elevated levels of p53 protein, cell growth arrest, and cell death. Additionally, it has been shown that RITA can induce DNA damage signaling. It is expected that the therapeutic benefits of 5FU and oxaliplatin can be increased by enhancing DNA damage signaling pathways. Therefore, we highlighted the antiproliferative response of RITA alone and in combination with 5FU or oxaliplatin in human CRC cells. A panel of long-term established CRC cell lines (n = 9) including p53 wild-type, p53 mutant, and p53 null and primary patient-derived, low-passage cell lines (n = 5) with different p53 protein status were used for this study. A substantial number of CRC cells with pronounced sensitivity to RITA (IC\(_{50}\)< 3.0 μmol/l) were identified within established (4/9) and primary patient-derived (2/5) CRC cell lines harboring wild-type or mutant p53 protein. Sensitivity to RITA appeared independent of p53 status and was associated with an increase in antiproliferative response to 5FU and oxaliplatin, a transcriptional increase of p53 targets p21 and NOXA, and a decrease in MYC mRNA. The effect of RITA as an inducer of DNA damage was shown by a strong elevation of phosphorylated histone variant H2A.X, which was restricted to RITA-sensitive cells. Our data underline the primary effect of RITA, inducing DNA damage, and demonstrate the differential antiproliferative effect of RITA to CRC cells independent of p53 protein status. We found a substantial number of RITA-sensitive CRC cells within both panels of established CRC cell lines and primary patient-derived CRC cell lines (6/14) that provide a rationale for combining RITA with 5FU or oxaliplatin to enhance the antiproliferative response to both chemotherapeutic agents.
KW  - colorectal carcinoma
KW  - reactivating p53 and inducing tumor apoptosis (RITA)
KW  - chemotherapy
KW  - 5-fluorouracil
KW  - oxaliplatin
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-171067
VL  - 19
IS  - 4
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wiegering, Armin
A1  - Korb, Doreen
A1  - Thalheimer, Andreas
A1  - Kämmerer, Ulrike
A1  - Allmanritter, Jan
A1  - Matthes, Niels
A1  - Linnebacher, Michael
A1  - Schlegel, Nicolas
A1  - Klein, Ingo
A1  - Ergün, Süleyman
A1  - Germer, Christoph-Thomas
A1  - Otto, Christoph
T1  - E7080 (Lenvatinib), a Multi-Targeted Tyrosine Kinase Inhibitor, Demonstrates Antitumor Activities Against Colorectal Cancer Xenografts
N2  - Clinical prognosis of metastasized colorectal carcinoma (CRC) is still not at desired levels and novel drugs are needed. Here, we focused on the multi-tyrosine kinase inhibitor E7080 (Lenvatinib) and assessed its therapeutic efficacy against human CRC cell lines in vitro and human CRC xenografts in vivo. The effect of E7080 on cell viability was examined on 10 humanCRCcell lines and humanendothelial cells (HUVEC). The inhibitory effect of E7080 on VEGF-induced angiogenesis was studied in an ex vivo mouse aortic ring angiogenesis assay. In addition, the efficacy of E7080 against xenografts derived fromCRC cell lines and CRC patient resection specimenswithmutated KRASwas investigated in vivo. Arelatively low cytotoxic effect of E7080 on CRC cell viabilitywas observed in vitro. Endothelial cells (HUVEC)weremore susceptible to the incubation with E7080. This is in line with the observation that E7080 demonstrated an anti-angiogenic effect in a three-dimensional ex vivo mouse aortic ring angiogenesis assay. E7080 effectively disrupted CRC cell-mediated VEGF-stimulated growth of HUVEC in vitro. Daily in vivo treatment with E7080 (5 mg/kg) significantly delayed the growth of KRAS mutated CRC xenografts with decreased density of tumor-associated vessel formations and without tumor regression. This observation is in line with results that E7080 did not significantly reduce the number of Ki67-positive cells in CRC xenografts. The results suggest antiangiogenic activity of E7080 at a dosage thatwas well tolerated by nudemice. E7080 may provide therapeutic benefits in the treatment of CRC with mutated KRAS.
KW  - Chirurgie
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-111165
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wiegering, Armin
A1  - Isbert, Christoph
A1  - Dietz, Ulrich A.
A1  - Kunzmann, Volker
A1  - Ackermann, Sabine
A1  - Kerscher, Alexander
A1  - Maeder, Uwe
A1  - Flentje, Michael
A1  - Schlegel, Nicolas
A1  - Reibetanz, Joachim
A1  - Germer, Christoph-Thomas
A1  - Klein, Ingo
T1  - Multimodal therapy in treatment of rectal cancer is associated with improved survival and reduced local recurrence - a retrospective analysis over two decades
N2  - Background

The management of rectal cancer (RC) has substantially changed over the last decades with the implementation of neoadjuvant chemoradiotherapy, adjuvant therapy and improved surgery such as total mesorectal excision (TME). It remains unclear in which way these approaches overall influenced the rate of local recurrence and overall survival.

Methods

Clinical, histological and survival data of 658 out of 662 consecutive patients with RC were analyzed for treatment and prognostic factors from a prospectively expanded single-institutional database. Findings were then stratified according to time of diagnosis in patient groups treated between 1993 and 2001 and 2002 and 2010.

Results

The study population included 658 consecutive patients with rectal cancer between 1993 and 2010. Follow up data was available for 99.6% of all 662 treated patients. During the time period between 2002 and 2010 significantly more patients underwent neoadjuvant chemoradiotherapy (17.6% vs. 60%) and adjuvant chemotherapy (37.9% vs. 58.4%). Also, the rate of reported TME during surgery increased. The rate of local or distant metastasis decreased over time, and tumor related 5-year survival increased significantly with from 60% to 79%.

Conclusion

In our study population, the implementation of treatment changes over the last decade improved the patient’s outcome significantly. Improvements were most evident for UICC stage III rectal cancer.
KW  - Rectal cancer
KW  - Improved survival
KW  - TME
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-110606
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Widmann, Annekathrin
A1  - Artinger, Marc
A1  - Biesinger, Lukas
A1  - Boepple, Kathrin
A1  - Peters, Christina
A1  - Schlechter, Jana
A1  - Selcho, Mareike
A1  - Thum, Andreas S.
T1  - Genetic Dissection of Aversive Associative Olfactory Learning and Memory in Drosophila Larvae
JF  - PLoS Genetics
N2  - Memory formation is a highly complex and dynamic process. It consists of different phases, which depend on various neuronal and molecular mechanisms. In adult Drosophila it was shown that memory formation after aversive Pavlovian conditioning includes—besides other forms—a labile short-term component that consolidates within hours to a longer-lasting memory. Accordingly, memory formation requires the timely controlled action of different neuronal circuits, neurotransmitters, neuromodulators and molecules that were initially identified by classical forward genetic approaches. Compared to adult Drosophila, memory formation was only sporadically analyzed at its larval stage. Here we deconstruct the larval mnemonic organization after aversive olfactory conditioning. We show that after odor-high salt conditioning larvae form two parallel memory phases; a short lasting component that depends on cyclic adenosine 3’5’-monophosphate (cAMP) signaling and synapsin gene function. In addition, we show for the first time for Drosophila larvae an anesthesia resistant component, which relies on radish and bruchpilot gene function, protein kinase C activity, requires presynaptic output of mushroom body Kenyon cells and dopamine function. Given the numerical simplicity of the larval nervous system this work offers a unique prospect for studying memory formation of defined specifications, at full-brain scope with single-cell, and single-synapse resolution.
KW  - genetic dissection
KW  - Drosophila
KW  - memory formation
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-166672
VL  - 12
IS  - 10
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Widder, Anna
A1  - Kelm, Matthias
A1  - Reibetanz, Joachim
A1  - Wiegering, Armin
A1  - Matthes, Niels
A1  - Germer, Christoph-Thomas
A1  - Seyfried, Florian
A1  - Flemming, Sven
T1  - Robotic-assisted versus laparoscopic left hemicolectomy — postoperative inflammation status, short-term outcome and cost effectiveness
JF  - International Journal of Environmental Research and Public Health
N2  - Robotic-assisted colon surgery may contain advantages over the laparoscopic approach, but clear evidence is sparse. This study aimed to analyze postoperative inflammation status, short-term outcome and cost-effectiveness of robotic-assisted versus laparoscopic left hemicolectomy. All consecutive patients who received minimal-invasive left hemicolectomy at the Department of Surgery I at the University Hospital of Wuerzburg in 2021 were prospectively included. Importantly, no patient selection for either procedure was carried out. The robotic-assisted versus laparoscopic approaches were compared head to head for postoperative short-term outcomes as well as cost-effectiveness. A total of 61 patients were included, with 26 patients having received a robotic-assisted approach. Baseline characteristics did not differ among the groups. Patients receiving a robotic-assisted approach had a significantly decreased length of hospital stay as well as lower rates of complications in comparison to patients who received laparoscopic surgery (n = 35). In addition, C-reactive protein as a marker of systemic stress response was significantly reduced postoperatively in patients who were operated on in a robotic-assisted manner. Consequently, robotic-assisted surgery could be performed in a cost-effective manner. Thus, robotic-assisted left hemicolectomy represents a safe and cost-effective procedure and might improve patient outcomes in comparison to laparoscopic surgery.
KW  - robotic surgery
KW  - colon resection
KW  - postoperative inflammation
KW  - cost-effectiveness
KW  - left hemicolectomy
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-286203
SN  - 1660-4601
VL  - 19
IS  - 17
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wicovsky, Andreas
T1  - Die Rolle von TRAF1 und JNK bei der TNF-vermittelten Apoptose
T1  - The role of TRAF1 and JNK in TNF-induced apoptosis
N2  - TNF (Tumor Nekrose Faktor) vermittelt seine biologischen Funktionen durch Interaktionen mit TNFR1 (TNFRezeptor 1) und TNFR2 (TNFRezeptor 2). In früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass der TNFR2 sowohl durch die Induktion von membrangebundenem TNF als auch durch die proteasomale Degradation von TRAF2 (TNFRezeptor-assozierter Faktor 2) die TNFR1-vermittelte Apoptose verstärken kann. Des Weiteren war bekannt, dass TRAF1 (TNFRezeptor-assozierter Faktor 1), ein anderes Mitglied der TRAF-Familie, mit TRAF2 Heterotrimere bilden kann und zudem nach TNF-induzierter NFkappaB- (nuclear factor kappaB) Aktivierung verstärkt exprimiert wird. In der vorliegenden Arbeit konnte nun erstmals gezeigt werden, dass TRAF1 in beide TNFR-Signalkomplexe rekrutiert wird und darin in einem TRAF2/TRAF1-Heterotrimer TRAF2 funktionell ersetzen kann. Darüber hinaus verhindert TRAF1 die Rekrutierung von TRAF2 in lipid rafts sowie dessen anschließende proteasomale Degradation. Auf diese Weise kann TRAF1 die TNFR2-abhängige Verstärkung der TNFR1-induzierten Apoptose verhindern. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die TNF-vermittelte Aktivierung der JNK (c-Jun N-terminale Kinase), dessen Regulation durch ROS (reactive oxygen species), Caspasen (Cysteinyl-Aspartat-spezifische Proteasen) sowie NFkappaB-induzierte Faktoren untersucht. TNF induziert in den meisten Zellen zunächst nach zehn bis 30 Minuten eine transiente JNK-Aktivierung, woraufhin bei NFkB-inhibierten Zellen eine zweite andauernde JNK-Aktivierung folgt. Die meisten in der Literatur beschriebenen Studien gehen dabei von einem ROS-abhängigen, Caspase-unabhängigen Mechanismus der persistierenden JNK-Aktivierung aus. Des Weiteren wurde in den vor allem bei embryonale Mausfibroblasten durchgeführten Untersuchungen davon ausgegangen, dass bestimmte NFkappaB-induzierte Radikalfänger die andauernde Aktivierung der JNK verhindern. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in den humanen Zelllinien KB, Jurkat und HaCaT die andauernde Aktivierung der JNK, im Gegensatz zur transienten JNK-Aktivierung, Caspase-abhängig verläuft. Es ergab sich überdies, dass die inhibierende Wirkung des NFkB-Signalweges auf die persistierende JNK-Aktivierung in diesen Zelllinien in erster Linie auf die indirekte Verhinderung der Apoptose durch die Induktion von antiapoptotischen Proteinen wie Flip-L (FLICE-inhibitory protein long) und IAPs (inhibitor of apoptosis) zurückzuführen ist, als auf die direkte Expression von Radikalfängern. Zudem wurde in den untersuchten Zelllinien die Caspase-vermittelte Spaltung von MEKK-1 (MAP/ERK kinase kinase-1) und p21WAF/Cip 1 nachgewiesen, von denen bekannt ist, dass die Spaltprodukte eine JNK-stimulierende Wirkung haben. Dennoch müssen künftige Studien zeigen, ob die Spaltung von p21WAF/Cip 1 und MEKK-1 in Fragmente mit JNK–stimulierender Aktivität oder andere Caspasesubstrate für die Caspase-vermittelte andauernde Aktivierung der JNK verantwortlich sind.
N2  - TNF (tumor necrosis factor) induces its biological functions by interactions with TNFR1 (TNF receptor 1) and TNFR2 (TNF receptor 2). In recent studies it has been shown that stimulation of TNFR2 results in an enhancement of the TNFR1-induced apoptosis. The reason of this finding is the transcriptional induction of membrane-bound TNF as well as the proteasomal degradation of TRAF2 (TNF receptor associated factor 2). Furthermore it was known that TRAF1 (TNF receptor associated factor 1), those expression is induced by TNF mediated NFkB (nuclear factor kappaB) activation, can interact with TRAF2. In the first part of this thesis it could be demonstrated that TRAF1 co-recruits with TRAF2 to TNFR1 and TNFR2 without affecting the downstream signalling pathways. Moreover, TRAF1 expression inhibits TNFR2 induced recruitment of TRAF2 into lipid rafts and its subsequent depletion. In this manner, TRAF1 abrogates the TNFR2-mediated enhancement of TNFR1-induced apoptosis. In the second part of this thesis the TNF-induced activation of JNK (c-Jun N-terminal kinase) as well as its regulation by ROS (reactive oxygen species), caspases (cysteinyl-aspartat-specific proteases) and NFkB-induced proteins were examined. In most cell types TNF induces a transient activation of the JNK pathway, whereas in NFkB-inhibited cells a second sustained activation of JNK is observed. Based on previous studies, it has been suggested that TNF-induced prolonged JNK activation is predominantly mediated by ROS. Moreover, in some studies based on mouse embryonal fibroblasts it has been suggested that expression of NFkB-induced antioxidants prevents prolonged JNK activation upon TNF stimulation. In this thesis it could be shown in various human cellular systems, including KB, Jurkat and HaCaT, that TNF-induced prolonged activation of JNK is in contrast to the transient activation mediated by caspases. Furthermore, it was demonstrated that NFkB induction inhibits the TNF-induced prolonged JNK activation indirectly by inhibiting apoptosis rather than directly by expression of antioxidants. In addition, caspase-dependent cleavage of MEKK-1 (MAP/ERK kinase kinase-1) and p21WAF/Cip 1 was found in these cellular systems. As it is known from previous studies, cleavage of these proteins results in fragments with high JNK-stimulating activity, these caspase substrates could therefore play an important role in TNF-induced prolonged JNK-activation. However, further studies have to evaluate if the cleavage of MEKK-1 and p21WAF/Cip 1 or other caspase substrates mediates the TNF-induced caspase-dependent prolonged JNK-activation.
KW  - JNK
KW  - TRAF1
KW  - TNF
KW  - Apoptose
KW  - JNK
KW  - TRAF1
KW  - TNF
KW  - apoptosis
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23689
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Whisnant, Adam W.
A1  - Jürges, Christopher S.
A1  - Hennig, Thomas
A1  - Wyler, Emanuel
A1  - Prusty, Bhupesh
A1  - Rutkowski, Andrzej J.
A1  - L'hernault, Anne
A1  - Djakovic, Lara
A1  - Göbel, Margarete
A1  - Döring, Kristina
A1  - Menegatti, Jennifer
A1  - Antrobus, Robin
A1  - Matheson, Nicholas J.
A1  - Künzig, Florian W. H.
A1  - Mastrobuoni, Guido
A1  - Bielow, Chris
A1  - Kempa, Stefan
A1  - Liang, Chunguang
A1  - Dandekar, Thomas
A1  - Zimmer, Ralf
A1  - Landthaler, Markus
A1  - Grässer, Friedrich
A1  - Lehner, Paul J.
A1  - Friedel, Caroline C.
A1  - Erhard, Florian
A1  - Dölken, Lars
T1  - Integrative functional genomics decodes herpes simplex virus 1
JF  - Nature Communications
N2  - The predicted 80 open reading frames (ORFs) of herpes simplex virus 1 (HSV-1) have been intensively studied for decades. Here, we unravel the complete viral transcriptome and translatome during lytic infection with base-pair resolution by computational integration of multi-omics data. We identify a total of 201 transcripts and 284 ORFs including all known and 46 novel large ORFs. This includes a so far unknown ORF in the locus deleted in the FDA-approved oncolytic virus Imlygic. Multiple transcript isoforms expressed from individual gene loci explain translation of the vast majority of ORFs as well as N-terminal extensions (NTEs) and truncations. We show that NTEs with non-canonical start codons govern the subcellular protein localization and packaging of key viral regulators and structural proteins. We extend the current nomenclature to include all viral gene products and provide a genome browser that visualizes all the obtained data from whole genome to single-nucleotide resolution. Here, using computational integration of multi-omics data, the authors provide a detailed transcriptome and translatome of herpes simplex virus 1 (HSV-1), including previously unidentified ORFs and N-terminal extensions. The study also provides a HSV-1 genome browser and should be a valuable resource for further research.
KW  - infected-cell protein
KW  - messenger RNA
KW  - binding protein
KW  - type 1
KW  - identification
KW  - ICP27
KW  - translation
KW  - expression
KW  - sequence
KW  - domain
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229884
VL  - 11
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wersebeckmann, Vera
A1  - Biegerl, Carolin
A1  - Leyer, Ilona
A1  - Mody, Karsten
T1  - Orthopteran diversity in steep slope vineyards: the role of vineyard type and vegetation management
JF  - Insects
N2  - The abandonment of traditional agricultural practices and subsequent succession are major threats to many open-adapted species and species-rich ecosystems. Viticulture on steep slopes has recently suffered from strong declines due to insufficient profitability, thus increasing the area of fallow land considerably. Changing cultivation systems from vertically oriented to modern vineyard terraces offers an opportunity to maintain management economically viable and thus reduces further abandonment. Hillside parallel terraces favor mechanization, and their embankments offer large undisturbed areas that could provide valuable habitats. We investigated the effects of vineyard abandonment, different vineyard management types (vertically oriented vs. terraced), and local parameters on Orthoptera diversity in 45 study sites along the Upper Middle Rhine Valley in Germany. Our results show that woody structures and vineyard abandonment reduced Orthoptera diversity at the local and landscape scale due to decreased habitat quality, especially for open-adapted species. In contrast, open inter-rows of actively managed vineyard types supported heat-adapted Caelifera species. On terrace embankments, extensive management and taller vegetation benefited Ensifera species, while short and mulched vegetation in vertically oriented vineyards favored the dominance of one single Caelifera species. Our results highlight the significance of maintaining viticultural management on steep slopes for the preservation of both open-adapted Orthoptera species and the cultural landscape.
KW  - abandonment
KW  - alternating management
KW  - biodiversity conservation
KW  - grasshopper
KW  - insect conservation
KW  - succession
KW  - traditional land use
KW  - vineyard terrace
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-304891
SN  - 2075-4450
VL  - 14
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Werner, S.
A1  - Sebald, Werner
T1  - Immunological techniques for studies on the biogenesis of mitochondrial membrane proteins
N2  - no abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1981
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-82044
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wenzel, Jens
T1  - Regulation of TLR-induced macrophage responses by cytoskeleton-associated phosphoproteins
T1  - Regulation der Antwort von Makrophagen auf TLR-Stimulation durch Zytoskelett-assoziierte Phosphoproteine
N2  - Toll-like receptors (TLR) are pattern recognition receptors (PRR) by which macrophages (MØ) sense pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). The recognition of lipopolysaccharide (LPS), the PAMP of gram negative bacteria, by TLR4 triggers signaling cascades and leads to the pro-inflammatory activation of the cells. A recent quantitative and kinetic analysis of the phosphoproteome of LPS-activated primary macrophages highlighted the cytoskeleton as a cell compartment with an enriched protein phosphorylation. In total 44 cytoskeleton-associated proteins were regulated by this post-translational modification and thus might be involved in the control and regulation of key macrophage functions like spreading, motility and phagocytosis. 
To investigate the control of cytoskeleton-associated cell functions by TLR4 activation, we first developed a method to quantitatively measure the spreading response of bone marrow MØ after stimulation with LPS. Fluorescence microscopy was used for cell imaging and visualisation of the MØ contact area. In collaboration with the Fraunhofer Institute Erlangen, we developed and validated a software tool for the semi-automated segmentation and quantitation of MØ fluorescence microscopy data, which allowed fast, robust and objective image analysis. Using this method, we observed that LPS caused time-dependent spreading, which was detectable after 1-2 h and maximal after 24 h. Next, the impact of genetic or pharmacological inhibition of known TLR signaling components was investigated. Deficiency in the adapter protein MYD88 strongly reduced spreading activity at the late time points, but had no impact early after LPS-stimulation. A similar effect was observed upon pharmacological inhibition of ERK1/2 signaling, indicating that ERK1/2 mediates MYD88-dependent MØ spreading. In contrast, MØ lacking the MAPK p38 were impaired in the initial spreading response but responded normally 8-24 h after stimulation. The genetic deletion of the MAPK phosphatases DUSP1 and DUSP16 resulted in impaired late spreading, corroborating the essential role for functional MAPK signaling in TLR4-driven MØ spreading. 
To identify the contribution of other cytoskeletal phosphoproteins to MØ spreading, siRNA knockdown of selected candidate genes in primary murine MØ was employed and combined with automated quantitative image analysis. These experiments revealed a functional role for the Myosins MYO1e and MYO1f in MØ spreading. These motor proteins are strongly phosphorylated in LPS-activated MØ. Because of their ability to simultaneously bind to actin filaments and cell membrane or other proteins, we investigated their role in phagocytosis, cytokine production and antigen presentation. Phagocytosis and killing of bacteria were not affected in Myo1e-/- macrophages. However, MYO1e plays a role in chemokine secretion and antigen presentation processes. MCP1 (CCL2) release was selectively increased in Myo1e-deficient MØ and dendritic cells (DC), while cytokine secretion was unaffected. Furthermore, macrophages and DCs lacking MYO1e showed lower levels of MHC-II on the cell surface. However, mRNA levels of CCL2 and of MHC-II were unaltered. These data suggest a role for MYO1e in the transport of selected chemokines and of MHC-II molecules to the cell surface. MHC-II-restricted antigen presentation assays revealed an impaired capacity of macrophages and DC lacking MYO1e to stimulate antigen-specific T cells, suggesting that the reduced MHC-II expression is functionally relevant.
Taken together, in this study first a quantitative image analysis method was developed which allows the unbiased, robust and efficient investigation of the macrophage spreading response. Combination of this method with siRNA knockdown of selected cytoskeleton-associated phosphoproteins led to the identification of MYO1e and MYO1f as regulators of macrophage spreading. Furthermore, we identified MYO1e in MØ and DC to be essential for the intracellular transport of CCL2 and MHC-II to the cell surface and for optimal stimulation of antigen-specific CD4 T cells.
N2  - Toll-like Rezeptoren (TLR) sind Mustererkennungsrezeptoren (PRR) durch die Makrophagen (MØ) pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) erkennen. Die Erkennung von Lipopolysacchariden (LPS), dem PAMP gramnegativer Bakterien, durch TLR4 löst Signalkaskaden aus, die zu einer pro-inflammatorischen Aktivierung der Zellen führen. Eine quantitative und kinetische Analyse des Phosphoproteoms LPS-aktivierter primärer Makrophagen identifizierte das Zytoskelett als ein Zellkompartiment mit gesteigerter Proteinphosphorylierung. Insgesamt wurden 44 Zytoskelett-assoziierte Proteine identifiziert, die durch diese post-translationale Modifikation reguliert wurden und demzufolge an der Regulation wichtiger Zellfunktionen von Makrophagen wie Spreading, Motilität und Phagozytose beteiligt sein könnten. 
Um die Kontrolle Zytoskelett-vermittelter Zellfunktionen nach TLR4 Aktivierung zu untersuchen, entwickelten wir zunächst eine Methode zur quantitativen Messung der Spreadingantwort von Knochenmarksmakrophagen nach LPS Stimulation. Die Visualisierung der Zellen sowie ihrer Kontaktfläche erfolgte hierbei mittels Fluoreszenzmikroskopie. Für eine schnelle, robuste und objektive Analyse der Fluoreszenzaufnahmen entwickelten und validierten wir in Kollaboration mit dem Fraunhofer Institut in Erlangen eine Software zur halbautomatischen Segmentierung und Quantifizierung der Kontaktfläche. Unter Verwendung dieser Methode konnte eine zeitabhängige LPS-induzierte Zunahme der Zellkontaktfläche beobachtet werden, die nach 1-2 Stunden detektierbar war und ein Maximum nach 
24 Stunden erreichte. Durch den Einsatz pharmakologischer Inhibitoren sowie genetisch veränderter Zellen wurde anschließend der Einfluss bekannter TLR4-Signalwegkomponenten untersucht. Die genetische Defizienz des Adapterproteins MYD88 führte hierbei zu einer stark reduzierten Spreadingaktivität der Zellen während der späten LPS Stimulationsphase, wohingegen das initiale Spreading nicht beeinflusst wurde. Ein vergleichbarer Effekt konnte unter Verwendung eines pharmakologischen Inhibitors zur Hemmung des ERK1/2 Signalweges identifiziert werden. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass ERK1/2 für die Weiterleitung des MYD88 vermittelten Spreading notwendig ist. Im Gegensatz dazu wurde in p38-defizienten Makrophagen ein beeinträchtigtes initiales Spreading beobachtet, wohingegen das späte Spreading nach 8 – 24 Stunden nicht beeinflusst war. Die genetische Deletion der MAPK Phosphatasen DUSP1 und DUSP16 resultierte ebenfalls in einer Minderung des späten Spreadings, ebenfalls ein Hinweis auf die essentielle Rolle funktioneller MAPK Signalwege. 
Um die Beteiligung weiter Zytoskelett-Phosphoproteine am Zellspreading zu identifizieren, wurde die Expression ausgewählter Kandidatengene in primären Makrophagen mittels spezifischer siRNA unterdrückt und das Zellspreading mit Hilfe der entwickelten Software quantifiziert. Diese Versuche zeigten eine funktionelle Rolle der Myosine MYO1e und MYO1f. Diese Motorproteine weisen ebenfalls eine starke Phosphorylierung nach LPS Stimulation auf. Aufgrund ihrer Eigenschaft simultan mit Aktinfilamenten und Zellmembranen sowie anderen Proteinen zu interagieren, untersuchten wir ihre Rolle während der Phagozytose, Zytokinfreisetzung und Antigenpräsentation. Obwohl Myo1e defiziente Makrophagen keine Beeinträchtigung der Phagozytose oder Abtötung von Bakterien aufwiesen, spielte das Motorprotein eine wichtige Rolle in der Chemokinfreisetzung und Antigenpräsentation. Interessanterweise war die Sekretion des Chemokins MCP1 (CCL2) in Myo1e-defizienten Makrophagen und dendritischen Zellen (DC) selektiv erhöht, während die Zytokinfreisetzung unbeeinträchtigt war. Des Weiteren wiesen Myo1e KO Makrophagen und DC eine reduzierte MHC-II Oberflächen-Expression auf, obwohl die MHC-II als auch die CCL2 Transkription auf mRNA Ebene nicht beeinflusst war. Diese Daten legen nahe, dass MYO1e während des Transports bestimmter Chemokine, sowie von MHC-II zur Zelloberfläche eine wichtige Rolle spielt. Zudem zeigten Myo1e KO Makrophagen und DC in einem MHC-II-abhängigen Antigenpräsentationsassay eine abgeschwächte Fähigkeit zur Antigen-spezifischen T-Zell Aktivierung, was die funktionelle Relevanz der reduzierten Expression von MHC-II nahelegt.
Zusammenfassend wurde in dieser Studie zunächst eine Methode zur quantitativen Bildanalyse entwickelt, welche eine unvoreingenommene, robuste und effiziente Untersuchung des Spreadings von Makrophagen erlaubte. Die Kombination dieser Methode mit dem spezifischen siRNA Knockdown ausgewählter Zytoskelett-assoziierter Phosphoproteine führte zur Identifizierung von MYO1e und MYO1f als wichtige Regulatoren dieser Zellfunktion. Darüber hinaus konnte in Makrophagen und DC eine essentielle Rolle für MYO1e im intrazellulären Transport von CCL2 und MHC-II an die Zelloberfläche identifiziert werden, sowie dessen Notwendigkeit für eine vollständige Aktivierung antigen-spezifischer CD4 T Zellen.
KW  - Toll-like-Rezeptoren
KW  - Makrophage
KW  - Phosphoproteine
KW  - Zellskelett
KW  - macrophage
KW  - cytoskeleton
KW  - phosphorylation
KW  - TLR4
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-98843
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wenzel, Frank
T1  - Smell and repel: Resin based defense mechanisms and interactions between Australian ants and stingless bees
N2  - Bees are subject to permanent threat from predators such as ants. Their nests with large quantities of brood, pollen and honey represent lucrative targets for attacks whereas foragers have to face rivalry at food sources. This thesis focused on the role of stingless bees as third party interactor on ant-aphid-associations as well as on the predatory potential represented by ants and defense mechanisms against this threat. Regular observations of an aphid infested Podocarpus for approaching stingless bees yielded no results. Another aim of this thesis was the observation of foraging habits of four native and one introduced ant species for assessment of their predatory potential to stingless bees. All species turned out to be dietary balanced generalists with one mostly carnivorous species and four species predominantly collecting nectar roughly according to optimal foraging theory. Two of the species monitored, Rhytidoponera metallica and Iridomyrmex rufoniger were considered potential nest robbers. As the name implies, stingless bees lack the powerful weapon of their distant relatives; hence they specialized on other defense strategies. Resin is an important, multipurpose resource for stingless bees that is used as material for nest construction, antibiotic and for defensive means. For the latter purpose highly viscous resin is either directly used to stick down aggressors or its terpenic compounds are included in the bees cuticular surface. In a feeding choice experiment, three ant species were confronted with the choice between two native bee species - Tetragonula carbonaria and Austroplebeia australis - with different cuticular profiles and resin collection habits. Two of the ant species, especially the introduced Tetramorium bicarinatum did not show any preferences. The carnivorous R. metallica predominantly took the less resinous A. australis as prey. The reluctance towards T. carbonaria disappeared when the resinous compounds on its cuticle had been washed off with hexane. To test whether the repulsive reactions were related to the stickiness of the resinous surface or to chemical substances, hexane extracts of bees’ cuticles, propolis and three natural tree resins were prepared. In the following assay responses of ants towards extract treated surfaces were observed. Except for one of the resin extracts, all tested substances had repellent effects to the ants. Efficacy varied with the type of extract and species. Especially to the introduced T. bicarinatum the cuticular extract had no effect. GCMS-analyses showed that some of the resinous compounds were also found in the cuticular profile of T. carbonaria which featured reasonable analogies to the resin of Corymbia torelliana that is highly attractive for stingless bees. The results showed that repellent effects were only partially related to the sticky quality of resin but were rather caused by chemical substances, presumably sesqui- and diterpenes. Despite its efficacy this defense strategy only provides short time repellent effects sufficient for escape and warning of nest mates to initiate further preventive measures.
N2  - Bienen sind permanent Gefahren ausgesetzt, ihre Nester voll Brut, Pollen und Honig bieten ein ertragreiches Ziel für Räuber und auch bei der Nahrungssuche droht Konkurrenz an den Futterquellen, beispielsweise durch Ameisen. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, welche Rolle stachellose Bienen in Australien als dritter Interaktionspartner an Ameisen-Blattlaus-Assoziationen einnehmen, welcher Bedrohung sie durch räuberische Ameisen ausgesetzt sind und wie sie sich gegen diese verteidigen. Regelmäßige Beobachtungen einer von Blattläusen befallenen Steineibe auf Besuche von stachellosen Bienen blieben erfolglos, es wurden keine Anflüge erfasst. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit lag auf der Untersuchung des Nahrungseintrags von vier heimischen, sowie einer eingeschleppten Ameisenart zur Erfassung des räuberischen Potenzials gegenüber stachellosen Bienen. Alle Ameisenarten stellten sich als Generalisten mit ausgewogenem Nahrungseintrag heraus. Eine der Arten ernährte sich hauptsächlich räuberisch, während der Eintrag von Nektar für vier Arten die Hauptressource darstellte und annäherungsweise gemäß der „optimal foraging theory“ erfolgte. Zwei der untersuchten Arten, Rhytidoponera metallica und Iridomyrmex rufoniger, wurden als potenzielle Nesträuber eingestuft. Stachellose Bienen können sich nicht durch Stiche verteidigen, sie nutzen daher andere Strategien. Pflanzenharz stellt für Bienen eine vielseitige Ressource dar, welche als Baumaterial, Desinfiziens und auch zur Verteidigung eingesetzt wird. Das Harz wird entweder in zähflüssiger Form dazu verwendet, um Angreifer zu verkleben oder die darin enthaltenen Terpene gelangen in Bestandteilen auf die Oberfläche der Bienen. In einem Futterwahl-Experiment wurden Tetragonula carbonaria und Austroplebeia australis, zwei heimische Bienenarten mit unterschiedlichen Harzsammel-Gewohnheiten und Oberflächenprofilen, drei Ameisenarten als Beute vorgelegt. Während zwei der Ameisenarten, insbesondere die eingeführte Tetramorium bicarinatum, keinerlei Präferenzen zeigte, entschieden sich die karnivoren R. metallica vorrangig für A. australis, deren Oberflächenprofil weniger Harzkomponenten aufwies. Wurden die Oberflächenbestandteile von T. carbonaria durch Waschen mit Hexan entfernt, verschwand auch die Zurückhaltung der Räuber. Um zu untersuchen ob diese Abwehrreaktion durch die Klebrigkeit der Oberfläche oder durch chemische Substanzen verursacht wurde, wurden Hexan-Extrakte der Bienenoberflächen sowie von drei Baumharzen und Nestmaterial angefertigt. Die nachfolgenden Untersuchungen richteten sich daraufhin auf die Beobachtung der Reaktion von Ameisen bei Kontakt mit Extrakt-behandelten Oberflächen. Bis auf einen der Harzextrakte zeigten alle untersuchten Substanzen unterschiedlich stark abstoßende Effekte auf Ameisen. Die eingeführte T. bicarinatum wurde jedoch nicht durch Bienenextrakt in ihrem Verhalten beeinflusst. Eine GCMS-Analyse ergab, dass einige der Harzsubstanzen auch im Oberflächenprofil von T. carbonaria zu finden waren, welches vor allem Übereinstimmungen mit dem Harz von Corymbia torelliana aufwies, einer Pflanze deren Harz für Bienen besonders attraktiv ist. Es zeigte sich, dass nicht nur die Klebrigkeit, sondern auch chemische Substanzen, vermutlich Sesqui- und Diterpene, für abstoßende Effekte verantwortlich sind. Trotz der Effektivität dieses Mechanismus sorgt er nur für eine kurzzeitige Abwehrreaktion, ermöglicht jedoch die Gelegenheit zur Flucht und Warnung von Nestgenossen, sowie zur Einleitung weiterer Gegenwehr.
KW  - Stachellose Biene
KW  - Biene
KW  - Tierökologie
KW  - Verhaltensforschung
KW  - Ameisen
KW  - Interaktion
KW  - Abwehr
KW  - Verteidigung
KW  - Trophobiose
KW  - Nahrungserwerb
KW  - stingless bees
KW  - ants
KW  - interaction
KW  - resin
KW  - defense
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65960
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weniger, Markus
T1  - Genome Expression Pathway Analysis Tool - Analyse und Visualisierung von Microarray Genexpressionsdaten unter genomischen, proteomischen und metabolischen Gesichtspunkten
T1  - Genom Expression Pathway Analysis Tool - Analysis and visualization of microarray gene expression data under genomic, proteomic and metabolic context
N2  - Die Messung der Genexpression ist für viele Bereiche der Biologie und Medizin wichtig geworden und unterstützt Studien über Behandlung, Krankheiten und Entwicklungsstadien. Microarrays können verwendet werden, um die Expression von tausenden mRNA-Molekülen gleichzeitig zu messen und ermöglichen so einen Einblick und einen Vergleich der verschiedenen zellulären Bedingungen. Die Daten, die durch Microarray-Experimente gewonnen werden, sind hochdimensional und verrauscht, eine Interpretation der Daten ist deswegen nicht einfach. Obwohl Programme für die statistische Auswertung von Microarraydaten existieren, fehlt vielen eine Integration der Analyseergebnisse mit einer automatischen Interpretationsmöglichkeit. In dieser Arbeit wurde GEPAT, Genome Expression Pathway Analysis Tool, entwickelt, das eine Analyse der Genexpression unter dem Gesichtspunkten der Genomik, Proteomik und Metabolik ermöglicht. GEPAT integriert statistische Methoden zum Datenimport und -analyse mit biologischer Interpretation für Genmengen oder einzelne Gene, die auf dem Microarray gemessen werden. Verschiedene Typen von Oligonukleotid- und cDNAMicroarrays können importiert werden, unterschiedliche Normalisierungsmethoden können auf diese Daten angewandt werden, anschließend wird eine Datenannotation durchgeführt. Nach dem Import können mit GEPAT verschiedene statische Datenanalysemethoden wie hierarchisches, k-means und PCA-Clustern, ein auf einem linearen Modell basierender t-Test, oder ein Vergleich chromosomaler Profile durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Analysen können auf Häufungen biologischer Begriffe und Vorkommen in Stoffwechselwegen oder Interaktionsnetzwerken untersucht werden. Verschiedene biologische Datenbanken wurden integriert, um zu jeder Gensonde auf dem Array Informationen zur Verfügung stellen zu können. GEPAT bietet keinen linearen Arbeitsablauf, sondern erlaubt die Benutzung von beliebigen Teilmengen von Genen oder biologischen Proben als Startpunkt einer neuen Analyse oder Interpretation. Dabei verlässt es sich auf bewährte Datenanalyse-Pakete, bietet einen modularen Ansatz zur einfachen Erweiterung und kann auf einem verteilten Computernetzwerk installiert werden, um eine große Zahl an Benutzern zu unterstützen. Es ist unter der LGPL Open-Source Lizenz frei verfügbar und kann unter http://gepat.sourceforge.net heruntergeladen werden.
N2  - The measurement of gene expression data is relevant to many areas of biology and medicine, in the study of treatments, diseases, and developmental stages. Microarrays can be used to measure the expression level of thousands of mRNAs at the same time, allowing insight into or comparison of different cellular conditions. The data derived out of microarray experiments is highly dimensional and noisy, and interpretation of the results can get tricky. Although programs for the statistical analysis of microarray data exist, most of them lack an integration of analysis results and biological interpretation. In this work GEPAT, Genome Expression Pathway Analysis Tool, was developed, offering an analysis of gene expression data under genomic, proteomic and metabolic context. GEPAT integrates statistical methods for data import and data analysis together with an biological interpretation for subset of genes or single genes measured on the chip. GEPAT imports various types of oligonucleotide and cDNA array data formats. Different normalization methods can be applied to the data, afterwards data annotation is performed. After import, GEPAT offers various statistical data analysis methods, as hierarchical, k-means and PCA clustering, a linear model based t-Test or chromosomal profile comparison. The results of the analysis can be interpreted by enrichment of biological terms, pathway analysis or interaction networks. Different biological databases are included, to give various informations for each probe on the chip. GEPAT offers no linear work flow, but allows the usage of any subset of probes and samples as start for a new data analysis or interpretation. GEPAT relies on established data analysis packages, offers a modular approach for an easy extension, and can be run on a computer grid to allow a large number of users. It is freely available under the LGPL open source license for academic and commercial users at http://gepat.sourceforge.net.
KW  - Microarray
KW  - Genexpression
KW  - Datenanalyse
KW  - Explorative Datenanalyse
KW  - microarray
KW  - gene expression
KW  - data analysis
KW  - explorative data analysis
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25392
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wende, Elisabeth Sophie
T1  - Untersuchungen zur Rolle der melanominduzierenden Rezeptortyrosinkinase Xmrk bei der Migration melanozytärer Zellen
T1  - A role for the melanoma-inducing receptor tyrosine kinase Xmrk in the migration of melanocytic cells
N2  - Das maligne Melanom ist ein Hauttumor mit steigender Inzidenz und hohen Mortalitätsraten. Da die molekularbiologischen Ereignisse, die der Melanomentwicklung zugrundeliegen, nur unzureichend bekannt sind, gibt es kaum spezifische Therapieansätze. Zur Untersuchung der Melanomentwicklung eignet sich das Xiphophorus-Modell. In diesem System ist die Anwesenheit der RTK Xmrk ausreichend, um durch Aktivierung proliferativer und entdifferenzierender Signalwege und Apoptoseinhibition Melanome zu verursachen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass Xmrk auch die Migration der Melanozytenzellinie Melan a-Hm induzieren kann. Die Migration der durch Xmrk transformierten Zellen ist amöboid und unabhängig von MAPK- und PI3K-Signalwegen. Eine Funktion bei der Migration haben jedoch die Kinasen FAK und Fyn. Sie bilden möglicherweise einen Proteinkomplex, der für FAK und Src aus zahlreichen anderen Systemen bekannt ist und als Signalplattform für die Zellmigration fungiert. Diese Erkenntnisse können dazu beitragen, das Xiphophorus-Modell weiterzuentwickeln und die Grundlagen der Melanomgenese besser zu verstehen.
N2  - Malignant melanoma is a tumor of the skin with increasing incidence and high mortality rates. As the biomolecular events underlying melanoma development are poorly understood, specific therapeutics for this disease are few. The Xiphophorus system is suitable for studying melanoma development. In this model, presence of the RTK Xmrk is sufficient to initiate melanoma formation by activating proliferative and anti-apoptotic pathways and interfering with differentiation. This work demonstrates that Xmrk is also able to induce migration of the melanocytic cell line Melan a-Hm. Cells transformed by Xmrk migrate in amoeboid fashion, independently of MAPK or PI3K pathways. However, kinases FAK and Fyn are involved in Melan a-Hm migration, possibly as a signal-integrating protein complex similar to the role that has been described for FAK and Src in various systems. The results from this work serve to extend the Xiphophorus model to other aspects of melanoma development and may help to better understand the molecular basis of melanoma.
KW  - Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor
KW  - Melanom
KW  - Zellmigration
KW  - Src-Proteine
KW  - Xiphophorus
KW  - fokale Adhäsionskinase (FAK)
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70945
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wende, Beate
T1  - Diversity of saproxylic beetles and host tree specialisation in differently managed forests across Germany
T1  - Artenvielfalt und Wirtsbaumartenspezialiserung totholzbewohnender Käfer in verschiedenen Wäldern Deutschlands
N2  - Chapter I 
The gradual turnover of dead organic material into mineral nutrients is a key ecological function, linking decomposition and primary production, the essential parts of the nutrient-energy cycle. However, disturbances in terms of species or resource losses might impair the equilibrium between production and decomposition. Humanity has converted large proportions of natural landscapes and intensified land-use activity for food production. Globally, only very few areas are totally unaffected by human activity today.    
To ensure the maintenance of both essential ecosystem services, knowledge about the interplay of biodiversity and ecosystem functioning as well as effects of intensified management on both is crucial. The vast majority of terrestrial biomass production as well as decomposition take place in forest ecosystems. Though forestry has a long sustainable history in Europe, its intensification during the last century has caused severe impacts on forest features and, consequently, on the associated biota, especially deadwood dependent organisms. Among these, saproxylic beetles are the most diverse group in terms of species numbers and functional diversity, but also most endangered due to habitat loss. These features classify them as ideal research organisms to study effects of intensified forestry on ecosystem services. The BELONGDEAD project located in Germany aimed to investigate deadwood decay and functional consequences of diversity changes in the associated fauna on the decomposition process from the initialisation of deadwood decay to complete degradation. 
As part of the BeLongDead project, this dissertation focussed on saproxylic beetle species, thereby evaluating (1) regionally effects of tree species identity of fresh deadwood and (2) forest management of varying intensities on the diversity, abundance and community composition of saproxylic beetles (chapter II); (3) the specialisation degree of different trophic guilds of saproxylic beetles, and thus the stability and robustness of their interaction networks against disturbances (chapter III); (4) the impact of environmental features of local to regional spatial scales on species richness of saproxylic beetles differing in their habitat niche in terms of deadwood decay stages (chapter IV).      

Chapter II 
The vast majority of European forest ecosystems have been anthropogenically affected, leaving less than 1% of the about 1 milliard hectare as natural forests. A long history of forestry and especially the technological progress during the last century have caused massive habitat fragmentation as well as substantial loss of essential resources in European forest ecosystems. Due to this, the substrate-dependent group of saproxylic beetles has experienced severe species losses. Thus, investigations concerning saproxylic diversity and deadwood volume were badly needed. However, the importance of different deadwood in terms of tree species identity for the colonization by saproxylic beetles under different local and regional management regimes is poorly understood. Therefore, we studied possible regional differences in colonization patterns of saproxylic beetle species in a total of 688 fresh deadwood logs of 13 tree species in 9 sites of managed conifer and beech forests, and unmanaged beech forests, respectively. We found that tree species identity was an important driver in determining saproxylic species composition and abundance within fresh deadwood. However, saproxylic species showed different colonization patterns of deadwood items of the same tree species among the study regions. Regionally consistent, conifer forests were most diverse. We attribute the latter result to the historically adaption of saproxylic beetle species to semi-open forests, which conditions are actually best reflected by conifer forests. To preserve a diverse local species pool of early successional saproxylic beetles, we suggest an equal high degree of deadwood diversity in a tree species context in due consideration of regional differences. 

Chapter III
The extinction risk of a particular species corresponds with its species-specific requirements on resources and habitat conditions, in other words with the width of the species` ecological niche. Species with a narrow ecological niche are defined as specialists. Members of this group experience higher extinction risk by resource limitation than generalists, which are able to utilize a variety of resources. For the classification of species as specialists or generalists, thus evaluating possible extinction risks, ecologists use the concept of interaction networks. This method has often been applied for mutualistic or antagonistic plant-animal interactions, but information for networks of detritivores is scarce. Therefore, saproxylic beetle species sampled as described in chapter II were categorised according to their larval diet; additionally their interaction networks (N=108) with 13 dead host tree species were analysed. Specialisation degree was highest for wood-digesting beetles and decreased with increasing trophic level. Also the network indices evaluating robustness and generality indicated a higher susceptibility to species extinctions for xylophagous than for mycetophagous and predatory beetles. The specialisation of xylophagous species on specific tree species might be an adaption to tree species specific ingredients stored for defence against pathogens and pests. However, we conclude that the high specialisation degree of xylophages and thus their higher extinction risk by resource loss harbours certain dangers for ecosystem function and stability as species diversity is positively linked to both. 

Chapter IV
Populations depend on individual emigration and immigration events to ensure genetic exchange. For successful migration it is of utmost importance that spatially separated populations are obtainable by specimen. Migratory success depends on the one hand on the species dispersal abilities and on the other on the availability of suitable habitats in the surrounding landscape in which the distinct host populations exist. However, consequences of intensive forest management correspond not only to severe reduction of local deadwood amount, but, among others, also a change in tree species composition and high levels of fragmentation in the surrounding forest area. Saproxylic beetle species differ in their dispersal behaviour according to the temporal availability of their preferred habitat. Generally, early successional saproxylic beetles are able to disperse over large distances, whereas beetles inhabiting advanced decayed wood often remain close to their larval habitat. Due to this, environmental factors might affect saproxylic beetle guilds differently. We classified the saproxylic beetles sampled as described in chapter II according to their calculated habitat niche as early, intermediate or late successional saproxylic beetles. For the different guilds the effects of 14 environmental factors on different spatial scales (stand factors at 0.1 km radius, landscape composition at 2 km radius, and regionally differing abiotic factors in 400 km to 700 km distance) were investigated. Consistently for all guilds, species richness decreased with fragmentation at local and landscape scale, and increased in warmer climate. However, we found contradictory results between the guilds to some extent. We relate this to guild specific habitat requirements of the saproxylic beetles. Therefore, for the development of appropriate conservation practices guild-specific requirements saproxylic beetles have to be considered not only locally but on larger spatial scales.  

Chapter V
In conclusion, this dissertation identified main drivers of early successional saproxylic beetle species richness on various spatial scales. Our results emphasize the importance to develop management schemes meeting species-specific and guild-specific habitat requirements of the saproxylic beetle fauna at relevant spatial and temporal scales. Therefore, short-term actions suggested for sustainable forest management should be the focus on a diverse tree species composition consisting of indigenous tree species with respect to regional differences. Moreover, senescent trees, fallen and standing deadwood should remain in the forests, and some tree individuals should be allowed to grow old. Long-term actions should involve the reduction of forest fragmentation and the connection of spatial widely separated forest fragments. Furthermore, to fully understand the effects of forest management long-term research should be conducted to compare habitat requirements of intermediate and late successional beetles with the results presented in this dissertation.
N2  - Kapitel I
Die Mineralisierung von toter organischer Materie nimmt eine Schlüsselfunktion innerhalb eines Ökosystems ein, da sie die beiden essentiellen Komponenten des Energie-Nährstoff-Zyklus - Zersetzung und Primärproduktion - miteinander verbindet. Anthropogen bedingte Störungen wie z.B. Arten-, oder Ressourcenverluste können jedoch das Gleichgewicht zwischen den beiden wichtigen Ökosystemdienstleistungen Produktion und Abbau aus der Balance bringen. 
Um die Nahrungsversorgung der Menschheit zu gewährleisten, wurde bereits ein großer Teil der Natur in Agrarflächen umgewandelt und die Produktion durch intensive Bewirtschaftungsformen gesteigert. Weltweit gibt es nur noch wenige Gebiete ohne menschliche Beeinflussung. Um dauerhaft essentielle Ökosystemdienstleistungen zu gewährleisten, sind Kenntnisse über die Auswirkungen von intensiver Bewirtschaftung auf das Zusammenspiel zwischen Artenvielfalt und Ökosystemfunktionen unabdingbar. 
Der größte Teil der terrestrischen Biomasseproduktion wird von Wäldern geleistet. Obwohl die Waldbewirtschaftung in Europa lange Zeit nachhaltig war, wirkte sich deren Intensivierung während des letzten Jahrhunderts massiv auf die Waldstruktur und die damit assoziierte Fauna aus. Besonders betroffen sind die obligatorisch an Totholz gebundenen Organismen. Innerhalb der Totholzfauna sind xylobionte Käfer eine artenreiche und funktional hoch diverse Gruppe, doch aufgrund von Lebensraumverlusten sind viele Arten stark bedroht. All diese Eigenschaften klassifizieren Totholzkäfer zu idealen Forschungsobjekten, um die Auswirkungen von intensiver Waldbewirtschaftung auf Ökosystemfunktionen zu untersuchen.    
Das BELONGDEAD-Projekt hat als Ziel, die funktionalen Auswirkungen von Veränderungen in der Artengemeinschaft auf die Abbauraten von Totholz zu analysieren. Der Untersuchungszeitraum des in Deutschland beheimateten Projekts umfasst die Initialisierung des Zersetzungsprozesses bis zum vollständigen Abbau von experimentell ausgelegten Totholzstämmen unterschiedlicher Baumarten.  Als Teil des BELONGDEAD-Projekts lag der Fokus der vorliegenden Dissertation auf der Totholzkäferfauna. Wir untersuchten (1) regionale Effekte der Baumartenzugehörigkeit von frischem Totholz und (2) die Auswirkungen von Waldbewirtschaftung unterschiedlicher Intensität auf die Artenvielfalt, Abundanz und Struktur der Artengemeinschaften von totholzbewohnenden Käfern (Kapitel II); (3) den Spezialisierungsgrad verschiedener trophischer Gilden von Totholzkäfern, sowie die Stabilität und Robustheit ihrer jeweiligen Netzwerke gegen Störungen (Kapitel III); (4) den Einfluss von Umweltfaktoren auf die Artenvielfalt xylobionter Käfergilden auf mehreren räumlichen Skalen.      

Kapitel II
Der Großteil der europäischen Wälder ist anthropogen beeinflusst. In Europa bilden Naturwälder weniger als 1% der gesamten Waldfläche von ca. 1 Mrd. Hektar. Traditionelle Waldbewirtschaftung und vor allem der technologische Fortschritt des letzten Jahrhunderts fragmentierten die Waldfläche in hohem Maß, und verursachten beträchtliche Verluste an lebensnotwendigen Ressourcen. Besonders innerhalb der obligatorisch an Totholz gebundenen Gruppe der xylobionten Käfer verzeichnete man einen rasanten Artenrückgang. Daher gab es einen großen Bedarf an Studien, die Untersuchungen zur Mindestmenge an lokal vorhandenem Totholz zur Sicherung der xylobionten Artenvielfalt durchführten. Wenig beachtet wurde bisher jedoch die Bedeutung der Baumartenzugehörigkeit von Totholz für die Besiedlung durch xylobionter Käfer in verschiedenen Waldbewirtschaftungssystemen auf lokaler und regionaler Ebene. Wir untersuchten daher mögliche Unterschiede zwischen 3 Regionen im Besiedlungsmuster xylobionter Käfer bei insgesamt 651 experimentell ausgelegten Baumstämmen in einem frühen Sukzessionsstadium von 13 Baumarten auf jeweils 9 Untersuchungsflächen in bewirtschafteten Buchen- und Nadelwäldern, sowie in unbewirtschafteten Buchenwäldern. Bei den ausgelegten Totholzstämmen war die Baumartenzugehörigkeit ausschlaggebend für die Struktur der Artengemeinschaften und Abundanzen xylobionter Käfer. Aufgrund der unterschiedlichen regionalen Artenpools divergierten die Besiedlungsmuster xylobionter Käferarten von Totholz der gleichen Baumart in den verschiedenen Regionen stark voneinander. In allen Regionen zeigten die Totholzkäfer in Nadelwäldern  die höchste Artenvielfalt. Dieses Ergebnis lässt sich auf die - historisch bedingte - Anpassung der Totholzkäferfauna an eine halboffene Waldstruktur zurückführen, die derzeit am besten durch Nadelwälder widergespiegelt wird. Um eine diverse lokale Artengemeinschaft xylobionter Käfer zu gewährleisten ist eine große 
Variabilität vom baumartspezifischen Totholz unabdingbar, wobei regionale Unterschiede in Betracht gezogen werden müssen.

Kapitel III
Das Aussterberisiko einer Art ist abhängig von den artspezifischen Ansprüchen an ihre Umwelt und den dort vorkommenden Ressourcen –auch definiert als die ökologische Nische der betrachteten Art. Arten mit geringer Nischenbreite sind per definitionem Spezialisten. Mitglieder dieser Gruppe stehen durch Verarmung ihres Ressourcenangebots unter einem höheren Aussterberisiko als Generalisten, die eine größere Variabilität in ihrem Ressourcenspektrum aufweisen. Interaktionsnetzwerke dienen in der Ökologie als wichtiges Werkzeug um das Aussterberisiko spezifischer Arten zu bewerten und eine Einteilung hinsichtlich Spezialist oder Generalist vorzunehmen. Bei mutualistischen oder antagonistischen Tier-Pflanzen-Interaktionen ist diese Methode etabliert, doch für die Gruppe der Zersetzer ist das Netzwerk-Konzept bisher nur sporadisch angewandt worden. Daher teilten wir die xylobionten Käferarten, die im Rahmen des in Kapitel II beschriebenen Experiments gesammelt wurden, anhand ihres larvalen Ernährungstyps in drei trophische Gilden (Xylophage, Mycetophage und Räuber) ein; anschließend wurden ihre Interaktionsnetzwerke (N= 108) mit den 13 Wirtsbaumarten analysiert. Rein xylophage Arten wiesen den höchsten Spezialisierungsgrad auf, der mit zunehmendem trophischem Grad geringer wurde. Die Netzwerkparameter Robustheit und Generalität ließen ebenfalls auf eine höhere Anfälligkeit für Artenverluste bei xylophagen als bei mycetophagen oder räuberischen Arten schließen. Die Spezialisierung xylophager Arten auf spezifische Baumarten ist möglicherweise eine Adaption an artenspezifische sekundäre Inhaltsstoffe, die als Schutz vor Schädlingen und Krankheitserregern in Holz und Rinde gespeichert werden. Der hohe Spezialisierungsgrad xylophager Käfer bedingt ein höheres Aussterberisiko bei Ressourcenverlust. Dies würde die Stabilität des Ökosystems und dessen Ökosystemfunktionen nachhaltig schwächen da eine hohe Artenvielfalt Garant für ein funktionierendes Ökosystem ist.

Kapitel IV 
Individuelle Immigrations- und Emigrationsereignisse sind für die Sicherstellung des genetischen Austauschs zwischen Populationen essentiell. Daher ist von größter Wichtigkeit, dass die räumliche Distanz zwischen Populationen von den zu- oder abwandernden Individuen überwunden werden kann. Der Migrationserfolg ist dabei zum einen von der artspezifischen Ausbreitungsfähigkeit, und zum anderen von der Verfügbarkeit an geeigneten Habitaten in der Umgebung der Populationen abhängig. Die Folgen intensiver Waldbewirtschaftung sind jedoch nicht nur ein drastische Verminderung des lokalen Totholzvolumens, sondern unter anderem auch die Veränderung der Baumartengesellschaften, sowie hochgradige Fragmentierung der Waldflächen und der umgebenden Landschaft. Xylobionte Käferarten unterscheiden sich in ihrem Ausbreitungsverhalten hinsichtlich der zeitlichen Verfügbarkeit ihres bevorzugten Habitats. Im Allgemeinen können Besiedler früher Sukzessionsstadien weite Strecken überwinden, wohingegen Bewohner von Alttotholzstrukturen meist nahe ihrem Ursprungshabitat verbleiben. Dies legt die Vermutung nahe, dass Umweltparameter verschieden auf unterschiedliche Habitatgilden einwirken. Um diese Vermutung zu überprüfen, wurde für die gesammelten xylobionten Käferarten ihre jeweilige Habitatnische berechnet. Wir klassifizierten  die Arten als Besiedler von entweder frühen, mittleren oder alten Totholzstrukturen. Für jede Gilde wurde der Einfluss von 14 Umweltparametern auf verschiedenen räumlichen Skalen - Standortfaktoren der Untersuchungsfläche (Radius: 100 m), Landschaftsparameter im Umkreis von 2 km der Untersuchungsfläche, sowie regionenspezifische abiotische Faktoren (Distanz zwischen den Regionen: 400 – 700 km) - untersucht. Bei starker lokaler und landschaftlicher Fragmentierung nahmen die Artenzahlen in den xylobionten Gilden ab, während sich höhere Jahresdurchschnittstemperatur positiv auf die Artenvielfalt auswirkte. Jedoch gab es hatten nicht alle Umweltfaktoren den gleichen Effekt auf die Gilden. Wir führen dies auf die unterschiedlichen Habitatansprüche der xylobionten Gilden zurück. Um adäquate Schutzmaßnahmen für Totholzkäfer zu entwickeln, müssen die spezifischen Habitatansprüche der verschiedenen xylobionten Gilden, nicht nur auf lokaler, sondern auch auf  größeren räumlichen Ebenen in die Planungen miteinbezogen werden.

Kapitel V       
In der vorliegenden Dissertation konnte ich wichtige Triebfedern der Artenvielfalt xylobionter Käfer identifizieren. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit der Entwicklung von nachhaltigen Waldbewirtschaftungskonzepten, die den art- und gildenspezifischen Anforderungen xylobionter Käfer an den Lebensraum auf den relevanten räumlichen und zeitlichen Skalen gerecht werden. 
Kurzfristige Maßnahmepläne für eine nachhaltige Forstwirtschaft sollte die Förderung von Mischwäldern mit einer vielfältigen Baumartengemeinschaft mit standortgemäßen einheimischen Hölzern unter Berücksichtigung regionaler Besonderheiten  beinhalten. Alte Bäume, sowie liegendes und stehendes Totholz sollten im Wald verbleiben und einzelne Bäume aus der Nutzung genommen werden um die Strukturen altgewachsener Bäume langfristig zu gewährleisten. Langfristige Ziele sind die Verringerung der Waldfragmentierung und das Anlegen von Biotopverbundsystemen, um weit auseinanderliegende Waldflächen wieder miteinander zu verbinden. Um die Auswirkungen kommerzieller Forstwirtschaft im vollen Umfang zu erfassen, sind Langzeitstudien notwendig die die Habitatansprüche xylobionter Käfer aus mittleren und alten Totholzsukzessionsstadien mit den Ergebnissen der vorliegenden Dissertation vergleichen.
KW  - Saproxylophage
KW  - Käfer
KW  - Ökosystem
KW  - Saproxylic beetles
KW  - temperate forests
KW  - Deutschland
KW  - Wald
KW  - saproxylic Coleoptera
KW  - Forest management
KW  - Diversity
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-107049
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Welter, Nils
A1  - Wagner, Angelo
A1  - Furtwängler, Rhoikos
A1  - Melchior, Patrick
A1  - Kager, Leo
A1  - Vokuhl, Christian
A1  - Schenk, Jens-Peter
A1  - Meier, Clemens Magnus
A1  - Siemer, Stefan
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Graf, Norbert
T1  - Correction: Welter et al. Characteristics of nephroblastoma/nephroblastomatosis in children with a clinically reported underlying malformation or cancer predisposition syndrome. Cancers 2021, 13, 5016
JF  - Cancers
N2  - In the original article [1] there was a mistake in Table 2 as published. Table 2 contains wrong percentages in lines Bilateral disease and Patients with CPS or GU. For this reason the table should be replaced with the correct one as shown below.
KW  - nephroblastomatosis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-250135
SN  - 2072-6694
VL  - 13
IS  - 22
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Welter, Nils
A1  - Wagner, Angelo
A1  - Furtwängler, Rhoikos
A1  - Melchior, Patrick
A1  - Kager, Leo
A1  - Vokuhl, Christian
A1  - Schenk, Jens-Peter
A1  - Meier, Clemens Magnus
A1  - Siemer, Stefan
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Graf, Norbert
T1  - Characteristics of nephroblastoma/nephroblastomatosis in children with a clinically reported underlying malformation or cancer predisposition syndrome
JF  - Cancers
N2  - (1) Background: about 10% of Wilms Tumor (WT) patients have a malformation or cancer predisposition syndrome (CPS) with causative germline genetic or epigenetic variants. Knowledge on CPS is essential for genetic counselling. (2) Methods: this retrospective analysis focused on 2927 consecutive patients with WTs registered between 1989 and 2017 in the SIOP/GPOH studies. (3) Results: Genitourinary malformations (GU, N = 66, 2.3%), Beckwith-Wiedemann spectrum (BWS, N = 32, 1.1%), isolated hemihypertrophy (IHH, N = 29, 1.0%), Denys-Drash syndrome (DDS, N = 24, 0.8%) and WAGR syndrome (N = 20, 0.7%) were reported most frequently. Compared to others, these patients were younger at WT diagnosis (median age 24.5 months vs. 39.0 months), had smaller tumors (349.4 mL vs. 487.5 mL), less often metastasis (8.2% vs. 18%), but more often nephroblastomatosis (12.9% vs. 1.9%). WT with IHH was associated with blastemal WT and DDS with stromal subtype. Bilateral WTs were common in WAGR (30%), DDS (29%) and BWS (31%). Chemotherapy induced reduction in tumor volume was poor in DDS (0.4% increase) and favorable in BWS (86.9% reduction). The event-free survival (EFS) of patients with BWS was significantly (p = 0.002) worse than in others. (4) Conclusions: CPS should be considered in WTs with specific clinical features resulting in referral to a geneticist. Their outcome was not always favorable.
KW  - nephroblastoma
KW  - clinical malformations
KW  - cancer predisposition syndromes
KW  - tumor surveillance
KW  - outcome
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248434
SN  - 2072-6694
VL  - 13
IS  - 19
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiße, Sebastian
A1  - Heddergott, Niko
A1  - Heydt, Matthias
A1  - Pflästerer, Daniel
A1  - Maier, Timo
A1  - Haraszti, Tamas
A1  - Grunze, Michael
A1  - Engstler, Markus
A1  - Rosenhahn, Axel
T1  - A Quantitative 3D Motility Analysis of Trypanosoma brucei by Use of Digital In-line Holographic Microscopy
JF  - PLoS One
N2  - We present a quantitative 3D analysis of the motility of the blood parasite Trypanosoma brucei. Digital in-line holographic microscopy has been used to track single cells with high temporal and spatial accuracy to obtain quantitative data on their behavior. Comparing bloodstream form and insect form trypanosomes as well as mutant and wildtype cells under varying external conditions we were able to derive a general two-state-run-and-tumble-model for trypanosome motility. Differences in the motility of distinct strains indicate that adaption of the trypanosomes to their natural environments involves a change in their mode of swimming.
KW  - african trypanosomes
KW  - actin cortex
KW  - flagellum
KW  - tracking
KW  - surface
KW  - models
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130666
VL  - 7
IS  - 5
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weiß, Sabine
T1  - Function of the Spir actin nucleators in intracellular vesicle transport processes
T1  - Funktion der Spir Aktin Nukleatoren in intrazellulären Vesikeltransportprozessen
N2  - Spir proteins are the founding members of the novel class of WH2-actin nucleators. A C-terminal modified FYVE zinc finger motif is necessary to target Spir proteins towards intracellular membranes. The function and regulation of the Spir actin organizers at vesicular membranes is almost unknown. Live cell imaging analyses performed in this study show that Spir-2 is localized at tubular vesicles. Cytoplasmic Spir-2-associated vesicles branch and form protrusions, which can make contacts to the microtubule network, where the Spir-2 vesicles stretch and slide along the microtubule filaments. The analysis of living HeLa cells expressing eGFP-tagged Spir-2, Spir-2-ΔKIND and Spir-2-ΔKW (lacking the 4 WH2 domains and the KIND domain) showed Spir-2-associated tubular structures which differ in their length and motility. Throughout the course of that study it could be shown that the tail domain of the actin motor protein myosin Vb, as a force-generating molecule, is colocalizing and co-immunoprecipitating with Spir-2-ΔKW. By using the tail domain of myosin Vb as a dominant negative mutant for myosin Vb-dependent vesicle transport processes it could be shown that Spir-2-ΔKW/MyoVb-cc-tail- associated vesicles exhibit an increased elongation. Moreover, using the microtubule depolymerizing drug nocodazole it could be shown that the elongation and the motility of Spir-2-ΔKW-associated vesicles depends on an intact microtubule cytoskeleton. Motility and morphological dynamics of Spir-2-associated vesicles is therefore dependent on actin, actin motorproteins and microtubule filaments. These results propose a model in which myosin/F-actin forces mediate vesicle branching, allowing the vesicles to move to and in between the microtubule filaments and thereby providing a new degree of freedom in vesicular motility. To determine the exact subcellular localization of Spir-2, colocalization studies were performed. It could be shown that Spir-2 shows a partial colocalization to Rab11a-positive compartments. Furthermore, Spir-2 exhibits an almost identical localization to Arf1 and the Arf1 small G protein but not Rab11a could be immunoprecipitated with Spir-2-ΔKW. This suggests, that Arf1 recruits Spir-2 to Arf1/Rab11a-positive membranes. Another important function of the Spir-2 C-terminus is the membrane targeting by the FYVE domain. By performing a protein-lipid overlay assay, it has been shown that purified GST- and 6xHis-tagged Spir-2-ΔKW bind phosphatidic acid suggesting a mechanism in which Spir-2 is recruited to phosphatidic acid-enriched membranes. To further elucidate the mechanism in which Spir-2 membrane-targeting could be regulated, interaction studies of C-terminal parts of Spir-2 revealed that the Spir-2 proteins interact directly.
N2  - Spir Proteine sind die ersten beschriebenen Mitglieder der neuen Klasse der WH2-Aktin Nukleatoren. Ein C-terminaler modifizierter FYVE Zinkfinger ist notwendig um Spir Proteine an intrazelluläre Membranen zu bringen. Die Funktion und die Regulation dieser Aktin Nukleatoren an vesikulären Membranen ist bis jetzt noch nahezu unbekannt. In dieser Studie durchgeführte “Live-cell-Imaging” Experimente zeigten, dass Spir-2 an tubulären Vesikeln lokalisiert ist. Zytoplasmatische Spir-2-assoziierte Vesikel formen Ausläufer, die Kontakte zum Mikrotubuli Netzwerk bilden. Spir-2 Vesikel haben die Fähigkeit sich entlang des Mikrotubuli Zytoskeletts auszudehnen und daran entlang zu gleiten. Die Analyse von lebenden HeLa Zellen, welche eGFP-Spir-2, eGFP-Spir-2-ΔKIND und eGFP-Spir-2-ΔKW (Deletion der 4 WH2 Domänen sowie der KIND Domäne) Fusionsproteine exprimieren, zeigen Spir-2-assoziierte tubuläre Vesikel, die sich in Länge und Beweglichkeit unterscheiden. Während dieser Studie konnte außerdem gezeigt werden, dass die “tail” Domäne des Aktinmotors myosin Vb mit Spir-2-ΔKW kolokalisiert und koimmunopräzipitiert. Die Verwendung der “tail” Domäne als dominant negative Mutante für myosin Vb-abhängigen Vesikeltransport zeigte, dass Spir-2-ΔKW/MyoVb-cc-tail-assoziierte Vesikel eine stark erhöhte Elongation aufweisen. Desweiteren konnte duch die Verwendung von Nocodazol, welches spezifisch Mikrotubulifilamente depolymerisiert, gezeigt werden, dass die Elongation und die Motilität der Spir-2-ΔKW-assoziierten Vesikel von einem intakten Mikrotubuli Zytoskelett abhängig ist. Motilität und morphologische Dynamik der Spir-2-ΔKW-assoziierten Vesikel ist daher abhängig von Aktinfilamenten, Aktin Motorproteinen und Mikrotubulifilamenten. Anhand dieser Ergebnisse lässt sich ein Modell erstellen, in welchem eine Myosin/F-actin induzierte Bewegung eine Verzweigung der Vesikel bewirkt. Dadurch ist eine Bewegung der Vesikel zu Mikrotubulifilamenten aber auch zwischen verschiedenen Mikrotubulifilamenten möglich, welches einen ganz neuen Freiheitsgrad in der vesikulären Bewegung eröffnet. Um die genaue zelluläre Lokalisation von Spir-2 zu analysieren wurden Kolokalisationsstudien durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass Spir-2 eine partielle Kolokalisation mit Rab11a-positiven Kompartimenten zeigt. Außerdem weist Spir-2 eine nahezu identische Lokalisation zu Arf1 auf. Arf1, aber nicht Rab11a, konnte mit Spir-2-ΔKW koimmunpräzipitiert werden. Arf1 könnte daher für die Rekrutierung von Spir-2 an Arf1/Rab11a-positive Membranen ausschlaggebend sein. Eine weitere wichtige Funktion des Spir-2 C-Terminus ist die Membranlokalisation, welche durch die FYVE Domäne vermittelt wird. Mittels Protein-Lipid Bindungsstudien konnte gezeigt werden, dass aufgereinigte GST- bzw. 6xHis-Spir-2-ΔKW-Fusionsproteine an Phosphatidylsäure binden. Dies deutet darauf hin, dass Spir-2 spezifisch zu Phosphatidylsäure-positiven Membranen rekrutiert wird. Um die weitere Regulation der Spir-2 Membranlokalisation aufzuklären, wurden Protein-Protein-Interaktionsstudien durchgeführt, welche eine direkte Interaktion von Spir-2 Proteinen anhand ihrer C-Termini ergaben.
KW  - Aktin
KW  - Vesikeltransport
KW  - Intrazellulärer Transport
KW  - Actin
KW  - vesicle transport
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-64589
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiß, Clemens Leonard
A1  - Schultz, Jörg
T1  - Identification of divergent WH2 motifs by HMM-HMM alignments
JF  - BMC Research Notes
N2  - Background
The actin cytoskeleton is a hallmark of eukaryotic cells. Its regulation as well as its interaction with other proteins is carefully orchestrated by actin interaction domains. One of the key players is the WH2 motif, which enables binding to actin monomers and filaments and is involved in the regulation of actin nucleation. Contrasting conserved domains, the identification of this motif in protein sequences is challenging, as it is short and poorly conserved.

Findings
To identify divergent members, we combined Hidden-Markov-Model (HMM) to HMM alignments with orthology predictions. Thereby, we identified nearly 500 proteins containing so far not annotated WH2 motifs. This included shootin-1, an actin binding protein involved in neuron polarization. Among others, WH2 motifs of ‘proximal to raf’ (ptr)-orthologs, which are described in the literature, but not annotated in genome databases, were identified.

Conclusion
In summary, we increased the number of WH2 motif containing proteins substantially. This identification of candidate regions for actin interaction could steer their experimental characterization. Furthermore, the approach outlined here can easily be adapted to the identification of divergent members of further domain families.
KW  - WH2 domain
KW  - spire
KW  - shootin-1
KW  - actin nucleation
KW  - HHblits
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-126413
VL  - 8
IS  - 18
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weisschuh, Nicole
A1  - Mayer, Anja K.
A1  - Strom, Tim M.
A1  - Kohl, Susanne
A1  - Glöckle, Nicola
A1  - Schubach, Max
A1  - Andreasson, Sten
A1  - Bernd, Antje
A1  - Birch, David G.
A1  - Hamel, Christian P.
A1  - Heckenlively, John R.
A1  - Jacobson, Samuel G.
A1  - Kamme, Christina
A1  - Kellner, Ulrich
A1  - Kunstmann, Erdmute
A1  - Maffei, Pietro
A1  - Reiff, Charlotte M.
A1  - Rohrschneider, Klaus
A1  - Rosenberg, Thomas
A1  - Rudolph, Günther
A1  - Vámos, Rita
A1  - Varsányi, Balázs
A1  - Weleber, Richard G.
A1  - Wissinger, Bernd
T1  - Mutation Detection in Patients with Retinal Dystrophies Using Targeted Next Generation Sequencing
JF  - PLoS ONE
N2  - Retinal dystrophies (RD) constitute a group of blinding diseases that are characterized by clinical variability and pronounced genetic heterogeneity. The different nonsyndromic and syndromic forms of RD can be attributed to mutations in more than 200 genes. Consequently, next generation sequencing (NGS) technologies are among the most promising approaches to identify mutations in RD. We screened a large cohort of patients comprising 89 independent cases and families with various subforms of RD applying different NGS platforms. While mutation screening in 50 cases was performed using a RD gene capture panel, 47 cases were analyzed using whole exome sequencing. One family was analyzed using whole genome sequencing. A detection rate of 61% was achieved including mutations in 34 known and two novel RD genes. A total of 69 distinct mutations were identified, including 39 novel mutations. Notably, genetic findings in several families were not consistent with the initial clinical diagnosis. Clinical reassessment resulted in refinement of the clinical diagnosis in some of these families and confirmed the broad clinical spectrum associated with mutations in RD genes.
KW  - mutation detection
KW  - retinal dystrophies
KW  - next generation sequencing
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-167398
VL  - 11
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiss, H.
A1  - Sebald, Walter
A1  - Schwab, A. J.
A1  - Kleinow, W.
A1  - Lorenz, B.
T1  - Contribution of mitochondrial and cytoplasmic protein synthesis to the formation of cytochrome b and cytochrome aa\(_3\)
N2  - A cytochrome b preparation from Neurospora crassa mitochondria is found to consist of three polypeptides (apparent molecular weight 10 000, 11 000 and 32 000), a cytochrome aa3 preparation of six to seven polypeptides (apparent molecular weight 8 000, 11 000, 13 000, 18 000, 28 000 and 36 000). Selective incorporation of radioactive amino acids by eilher mitochondrial protein synthesis when the cytoplasmic one is blocked or by the cytoplasmic protein synthesis, when the mitochondrial one is blocked, indicates that one cytochrome b polypeptide (mw 32 000) and one to three cytochrome aa3 polypeptides (mw 36 000, 28 000 and 18 000) are mitochondrial translation products, the other cytochrome b and cytochrome aa3 polypeptides cytoplasmic translation products. The delayed appearance of labeling in the cytochrome b and cytochrome aa3 polypeptides compared to the average cell protein after a pulse of <~H leueine revealed that these polypeptides are derived from separate pools of precursor polypeptides. The pool sizes range from 2 p. cent to 25 p. cent of the amount of the corresponding polypeptide present in the cytochromes. The 32 000 molecular weight polypeptide of cytochrome band at least the 18 000 molecular weight polypeptide of cytochrome aa\(_3\) are mitochondrial translation products as well in the fungus Neurospora crassa as in the insect Locusta migratoria. So, despite the fact that the size of mitochondrial DNA and mitochondrial ribosomes is reduced in insects, the products have maintained their characteristics.
KW  - Biochemie
Y1  - 1973
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-62835
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiss, H.
A1  - Sebald, Walter
A1  - Bücher, T.
T1  - Cycloheximide resistant incorporation of amino acids into a polypeptide of the cytochrome oxidase of Neurospora crassa
N2  - Radioaetive leueine was ineorporated by N eurospora crassa mitoehondria in vivo in the presence of cyeloheximide. When the membrane protein of these mitochondria was ehromatographieally separated on oleyl polymethaerylie aeid resin, & nurober of fraetions were obtained whieh differ with respeet to their eontents of radioaetivity and eytoehromes. The highest speeifie radioaetivity was found in the fraction eontaining eytoehrome aa3• This fraetion proved to be a pure and enzymatically aetive cytoehrome oxidase. Its ratio of absorbanee at 280 nm (ox)/ 443 nm (red.) was 2.1. By means of sodium dodeeylsulfate gel-electrophoresis, this enzymewas separated into five polypeptides with molecular weights of 30000, 20000, 13000, 10000, and 8000. Only the polypeptide with the molecular weight 20000 displayed a high specific radioaetivity.
KW  - Biochemie
Y1  - 1971
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-62866
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiss, H.
A1  - Sebald, Walter
T1  - Purification of cytochrome oxidase from Neurospora crassa and other sources
N2  - A chromatographic procedure 1 is described by means of which cytochrome oxidase has been purified from a variety of organisms including the fungus N eurospora crassa,2,3 the unicellular alga Po/ytoma mirum, 4 the insect Locusta migratoria ,5 the frog Xenopus muel/eri,4 and the mammal Rattus norwegicus. 4 This procedure can be used to equal effect for large-scale preparations, starting from grams of mitochondrial protein, or for small-scale preparations starting from milligrams. The cytochrome oxidase preparations from the different organisms are enzymically active. They show similar subunit compositions.
KW  - Biochemie
Y1  - 1978
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-82082
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weiss, Esther
A1  - Schlegel, Jan
A1  - Terpitz, Ulrich
A1  - Weber, Michael
A1  - Linde, Jörg
A1  - Schmitt, Anna-Lena
A1  - Hünniger, Kerstin
A1  - Marischen, Lothar
A1  - Gamon, Florian
A1  - Bauer, Joachim
A1  - Löffler, Claudia
A1  - Kurzai, Oliver
A1  - Morton, Charles Oliver
A1  - Sauer, Markus
A1  - Einsele, Hermann
A1  - Loeffler, Juergen
T1  - Reconstituting NK Cells After Allogeneic Stem Cell Transplantation Show Impaired Response to the Fungal Pathogen Aspergillus fumigatus
JF  - Frontiers in Immunology
N2  - Delayed natural killer (NK) cell reconstitution after allogeneic stem cell transplantation (alloSCT) is associated with a higher risk of developing invasive aspergillosis. The interaction of NK cells with the human pathogen Aspergillus (A.) fumigatus is mediated by the fungal recognition receptor CD56, which is relocated to the fungal interface after contact. Blocking of CD56 signaling inhibits the fungal mediated chemokine secretion of MIP-1α, MIP-1β, and RANTES and reduces cell activation, indicating a functional role of CD56 in fungal recognition. We collected peripheral blood from recipients of an allograft at defined time points after alloSCT (day 60, 90, 120, 180). NK cells were isolated, directly challenged with live A. fumigatus germ tubes, and cell function was analyzed and compared to healthy age and gender-matched individuals. After alloSCT, NK cells displayed a higher percentage of CD56\(^{bright}\)CD16\(^{dim}\) cells throughout the time of blood collection. However, CD56 binding and relocalization to the fungal contact side were decreased. We were able to correlate this deficiency to the administration of corticosteroid therapy that further negatively influenced the secretion of MIP-1α, MIP-1β, and RANTES. As a consequence, the treatment of healthy NK cells ex vivo with corticosteroids abrogated chemokine secretion measured by multiplex immunoassay. Furthermore, we analyzed NK cells regarding their actin cytoskeleton by Structured Illumination Microscopy (SIM) and flow cytometry and demonstrate an actin dysfunction of NK cells shown by reduced F-actin content after fungal co-cultivation early after alloSCT. This dysfunction remains until 180 days post-alloSCT, concluding that further actin-dependent cellular processes may be negatively influenced after alloSCT. To investigate the molecular pathomechansism, we compared CD56 receptor mobility on the plasma membrane of healthy and alloSCT primary NK cells by single-molecule tracking. The results were very robust and reproducible between tested conditions which point to a different molecular mechanism and emphasize the importance of proper CD56 mobility.
KW  - natural killer cell
KW  - stem cell transplantation
KW  - corticosteroids
KW  - CCL3
KW  - CCL4
KW  - CCL5
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-212581
SN  - 1664-3224
VL  - 11
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weismann, Dirk Thorsten
T1  - Untersuchungen zum enzymatischen und immunchemischen Nachweis der Phytanoyl-CoA-Hydroxylase in CHO-Zellen
T1  - Development of enzymatical and immunohistochemical assays of phytanoyl-CoA hydroxylase in CHO-cells.
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde nach Wegen gesucht, den Import peroxisomaler Matrixproteine, der über ein peroxisomales Targeting Signal Typ 2 gesteuert wird, zu messen. Es war vorgesehen, in erster Linie einen enzymchemischen Nachweis zu etablieren, da diese Methode den Vorteil einer Quantifizierbarkeit der Aktivität der gemessenen Enzyme bietet und somit Rückschlüsse auf den Grad einer Beeinträchtigung des Importes zulassen würden. Von dem Test wurde eine Sensitivität gefordert, die eine Messung auch in Homogenaten kultivierter Zellen, insbesondere von CHO-Zellen, erlaubt. Dieses war deswegen gefordert, weil der Test zur Charakterisierung induzierter CHO-Zell-Mutanten eingesetzt werden sollte, die die Merkmale eines PTS 2-Import-Defektes aufweisen. Dieser Nachweis sollte durch eine Messung der Phytanoyl-CoA-Hydroxylase erfolgen. Dieses Enzym ist eines von drei derzeit bekannten Proteinen, die eine PTS 2 besitzen und über diesen Weg importiert werden. Das Substrat für die Hydroxylase war als Phytansäure mit einer 2,3-3H-Markierung in der Arbeitsgruppe vorrätig und wurde für den Test zum CoA-Thioester chemisch umgesetzt. Nach erfolgter enzymatischer Umsetzung von Phytonoyl-CoA zu a-Hydroxyphytanoyl-CoA durch die Hydroxylase waren dann sowohl Edukt wie auch das Produkt durch eine radioaktive Markierung gekennzeichnet und konnten nach einer dünnschicht-chromatographischen Trennung über Kieselgel durch einem Radiodünnschichtscanner nachgewiesen werden. Zunächst wurde mit Hilfe von Homogenaten aus Rattenlebergewebe ein bereits beschriebenes Verfahren zur Messung der Phytanoyl-CoA-Hydroxylase optimiert. Es stellte sich jedoch heraus, daß die Sensitivität dieses Testes nicht hoch genug ist, um die Hydroxylase-Aktivität in Homogenaten kultivierter CHO-Zellen zu messen. An dieser Stelle wurde die Etablierung eines immunchemischen Nachweises begonnen. Hierzu sollten Antikörper gegen die Hydroxylase des chinesischen Zwerghamsters, des Ursprungsorganismus der CHO-Zellen, generiert werden. Eine Reinigung des Enzyms kam nicht in Betracht, weil die Hamster nicht im Labortierhandel erhältlich waren. Folglich musste die cDNA der Hydroxylase aus einer Hamster-cDNA-Bank kloniert werden, nachdem sie durch ihre bekannten Homologe aus Mensch und Maus identifizierbar war. In den verfügbaren cDNA-Banken fand sich keine vollständige Sequenz, so daß mit einer partiellen Sequenz ohne 5´-Ende weitergearbeitet werden musste. Es bot sich im Institut die Möglichkeit, aus dieser Sequenz Pepetide zu bestimmen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit stark immunogen wirken. Solche Peptide wurden synthetisiert und nach Koppelung an Trägerproteine neuseeländischen weißen Kaninchen geimpft. Im Elisa wies das Antiserum zum Zeitpunkt seiner Gewinnung einen Titer von etwa 1:10000 auf, zeigte aber im Westernblot neben einer starken Detektion in Laufweite der Hydroxylase auch eine unspezifische Anfärbung der Proben. In der nun durchgeführten Affinitätsreinigung des Antiserums über einer mit den antigenen Peptiden beladenen Säule tauchte das Problem auf, daß die Antikörper so fest binden, daß sie von ihren Antigenen nicht mehr ohne dentaturierende Bedingungen zu lösen waren. Für die weitere Arbeit sollte sich nun eine affinitätschromatographische Reinigung über Peptide, die den Antikörper mit geringerer Avidität binden, anschließen, so daß nach Trennung der Immunkomplexe native Antikörper isoliert werden könnten. Hierzu wäre ein Epitop-mapping wünschenswert, damit auf dieser Grundlage Peptide mit den geforderten Eigenschaften synthetisiert werden können.
N2  - The aim of the present work was to establish methods for studying the import of peroxisomal matrix proteins that are imported via the peroxisomal targeting signal type 2 (PTS-2). Initially, an enzymatical approach was preferred, because this would allow quantification of the enzyme activity and thus estimation of the degree of any impairment. With a test sensitive enough to measure the activity of the enzyme in homogenates of cultivated cells, especially of CHO-cells, it should be possible to characterize mutant CHO-cells with a defect of the PTS-2-mediated import. Phytanoyl-CoA hydroxylase was chosen as one of three known enzymes that are imported via PTS-2. The substrate [2,3-3H]phytanic acid, was available in the laboratory and was chemically converted to the CoA thioester. After enzymatic conversion of phytanoyl-CoA to hydroxyphytanoyl-CoA, both substrate and product were radioactively labeled and could be quantified by a TLC scanner after separation by thin layer chromatography. Attempts to optimize established assay procedures for measuring the hydroxylase in rat liver homogenates, however, failed because the sensitivity of the test could not be increased sufficiently to measure the much lower hydroxylase activity in homogenates of cultivated CHO-cells. Therefore, an immunohistochemical approach was pursued. Purification of the hamster enzyme was considered impractical because it would have been very difficult to obtain a sufficient number of the animals. Instead, it was planned to isolate the cDNA coding for the hamster enzyme from a Chinese hamster cDNA bank and to express the required amounts of the recombinant enzyme in E. coli. Starting from the rat paralogue, it was indeed possible to identify several clones with partial sequences but none of them contained the 5‘ terminus, so that expression of the enzyme was not possible. Within the amino acid sequence derived from the cDNA sequence information, sequences with predicted high immunogenicities were identified and the correspond-ing peptides were synthesized. After binding the peptides either to BSA or to keyhole limpet hemocyanin, these were injected into new zealand white rabbits. The titers achieved were approx. 1:10000, as estimated by ELISA, but Western blot analysis revealed a substantial amount of non-specific cross-reaction, making purification of the antibodies necessary. Affinity chromatography with the same peptides immobi-lized on a solid matrix gave unsatisfactory results, presumably because, owing to their high avidity, the antibodies could only be eluted under very harsh conditions, leading to their denaturation. It is now planned to conduct an epitope mapping of the binding sequence of the antibodies and to synthesize new peptides which are bound with lower affinity, which should make their purification easier.
KW  - Peroxisomale Biogenese Defekte
KW  - alpha-Oxidation
KW  - Phytansäure
KW  - Phytanoyl-CoA-Hydroxylase
KW  - peroxisomal biogenesis disease
KW  - alpha-oxidation
KW  - phytanic acid
KW  - phytanoyl-CoA Hydroxylase
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8064
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weising, Kurt
A1  - Fiala, Brigitte
T1  - Botanische Eindrücke vom Bako-Nationalpark / Sarawak
N2  - No abstract available
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-42947
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weising, K.
A1  - Fiala, Brigitte
A1  - Ramloch, K.
A1  - Kahl, K.
A1  - Epplen, J. T.
T1  - Olingonucleotide fingerprinting in angiosperms
N2  - No abstract available
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-42884
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weisert, Nadine
T1  - Characterization of telomere-associated proteins in \(Trypanosoma\) \(brucei\)
T1  - Charakterisierung Telomer-assoziierter Proteine in \(Trypanosoma\) \(brucei\)
N2  - The unicellular pathogen Trypanosoma brucei is the causative agent of African 
trypanosomiasis, an endemic disease prevalent in sub-Saharan Africa. Trypanosoma brucei alternates between a mammalian host and the tsetse fly vector. The extracellular parasite survives in the mammalian bloodstream by periodically exchanging their ˈvariant surface glycoproteinˈ (VSG) coat to evade the host immune response. This antigenic variation is achieved through monoallelic expression of one VSG variant from subtelomeric ˈbloodstream 
form expression sitesˈ (BES) at a given timepoint. During the differentiation from the bloodstream form (BSF) to the procyclic form (PCF) in the tsetse fly midgut, the stage specific surface protein is transcriptionally silenced and replaced by procyclins. Due to their subtelomeric localization on the chromosomes, VSG transcription and silencing is partly regulated by homologues of the mammalian telomere complex such as TbTRF, TbTIF2 and TbRAP1 as well as by ˈtelomere-associated proteinsˈ (TelAPs) like TelAP1. To gain more insights into transcription regulation of VSG genes, the identification and characterization of other TelAPs is critical and has not yet been achieved. In a previous study, two biochemical approaches were used to identify other novel TelAPs. By using ˈco-immunoprecipitationˈ (co-IP) to enrich possible interaction partners of TbTRF and by affinity chromatography using telomeric repeat oligonucleotides, a listing of TelAP candidates has been conducted. With this approach TelAP1 was identified as a novel component of the telomere complex, involved in the kinetics of transcriptional BES silencing during BSF to PCF differentiation. To gain further insights into the telomere complex composition, other previously enriched proteins were characterized through a screening process using RNA interference to deplete potential candidates. VSG expression profile changes and overall proteomic changes after depletion were analyzed by mass spectrometry. With this method, one can gain insights into the functions of the proteins and their involvement in VSG expression site regulation. To validate the interaction of proteins enriched by co-IP with TbTRF and TelAP1 and to identify novel interaction proteins, I performed reciprocal affinity purifications of the four most promising candidates (TelAP2, TelAP3, PPL2 and PolIE) and additionally confirmed colocalization of two candidates with TbTRF via immunofluorescence (TelAP2, TelAP3). TelAP3 colocalizes with TbTRF and potentially interacts with TbTRF, TbTIF2, TelAP1 and TelAP2, as well as with two translesion polymerases PPL2 and PolIE in BSF. PPL2 and PolIE seem to be in close contact to each other at the telomeric ends and fulfill different roles as only PolIE is involved in VSG regulation while PPL2 is not. TelAP2 was previously characterized to be associated with telomeres by partially colocalizing with TbTRF and cells show a VSG derepression phenotype when the protein was depleted. Here I show that TelAP2 interacts with the telomere-binding proteins TbTRF and TbTIF2 as well as with the telomere-associated protein TelAP1 in BSF and that TelAP2 depletion results in a loss of TelAP1 colocalization with TbTRF in BSF.  
In conclusion, this study demonstrates that characterizing potential TelAPs is effective in gaining insights into the telomeric complex's composition and its role in VSG regulation in Trypanosoma brucei. Understanding these interactions could potentially lead to new therapeutic targets for combatting African trypanosomiasis.
N2  - Der einzellige Pathogen Trypanosoma brucei ist der Erreger der afrikanischen Trypanosomiasis, eine endemische Krankheit vertreten in der Sub-Sahara Zone Afrikas. Trypanosoma brucei wechselt zwischen einem Säugerwirt und dem Insektenvektor, der Tsetse-Fliege. Der im Blutstrom des Säugers vorkommende, extrazelluläre Parasit ändert seinen Oberflächenmantel bestehend aus dem ˈvariablen Oberflächenproteinˈ (VSG) in periodischen Abständen, um der Immunantwort des Wirtes auszuweichen. Diese antigenetische Variation wird durch die monoallelische Expression einer einzelnen VSG-Variante, lokalisiert auf den ˈBlutstromform Expressionsseitenˈ (BES), zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht. Diese stadienspezifischen Oberflächenproteine werden während der Differenzierung der ˈBlutstromformˈ (BSF) zur ˈprozyklischen Formˈ (PCF) im Mitteldarm der Tsetse-Fliege stillgelegt und durch Prozykline ersetzt. Wegen der subtelomeren Lokalisation wird die VSG Transkription und Stilllegung teilweise durch Homologe des Säuger Telomerkomplexes TbTRF, TbTIF2 und TbRAP1 als auch durch Telomer-assoziierte Proteine (TelAPs) wie TelAP1 reguliert. Um Einblicke in die Transkriptionsregulation der VSG Gene zu erhalten, ist die Identifikation und Charakterisierung anderer Telomer-assoziierter Proteine von großem Interesse. 
In einer vorherigen Studie wurden zwei komplementäre biochemische Versuchsansätze verwendet, um weitere neue TelAPs zu identifizieren. Es wurde eine ko-Immunpräzipitation (co-IP) durchgeführt, um mögliche Interaktionspartner von TbTRF zu identifizieren, sowie eine Affinitätschromatographie unter Verwendung telomerischen Wiederholungseinheiten. Hierdurch wurde eine Liste von potenziellen Kandidaten generiert. Mit diesem Ansatz wurde TelAP1 als neue Komponente des Telomerkomplexes identifiziert, welches an der Kinetik der transkriptionellen BES-Stilllegung während der Differenzierung von BSF zu PCF beteiligt ist.
Um weitere Einblicke in die Zusammensetzung des Telomerkomplexes zu erhalten, wurden zuvor angereicherte Proteine durch einen Screening-Prozess unter Verwendung von RNA-Interferenz charakterisiert. Nach der Depletion von 21 Proteinen wurden massenspektrometrische Analysen der VSG Expressionsprofiländerungen sowie allgemeine Veränderungen des Proteomenprofils analysiert. Mit dieser Methode können Erkenntnisse über die Funktion der jeweiligen Proteine und ihrer Beteiligung an der Regulierung der antigenetischen Variation von T. brucei gewonnen werden. Um die Interaktionen von Proteinen zu validieren, welche bei den Co-Immunpräzipitationen mit TbTRF und TelAP1 angereichert wurden, habe ich eine reziproke Affinitätschromatographie mit vier der vielversprechendsten Kandidaten durchgeführt (TelAP2, TelAP3, PPL2 und PolIE). Zusätzlich bestätigte ich die Co-lokalisation von zwei Kandidaten mit TbTRF via Immunfluoreszenzaufnahmen (TelAP2, TelAP3). TelAP3 ko-lokalisiert mit TbTRF und TelAP1 und interagiert potenziell mit TbTRF, TbTIF2, TelAP1 und TelAP2 als auch mit den zwei Transläsionspolymerasen PPL2 und PolIE in BSF. PPL2 und PolIE stehen in engem Kontakt zueinander und nehmen an den Telomerenden unterschiedliche Funktionen ein, da nur PolIE an der VSG Regulation beteiligt ist.
TelAP2 wurde in einer vorherigen Publikation als Telomer-assoziiertes Protein durch partielle Co-Lokalisation mit TbTRF identifiziert und Zellen zeigen nach der Depletion von TelAP2 eine Derepression von zuvor stillgelegten VSGs. In dieser Studie zeige ich, dass TelAP2 mit den Telomer-bindenden Proteinen TbTRF und TbTIF2 sowie mit dem telomerassoziierten Protein TelAP1 in BSF interagiert und dass die Depletion von TelAP2 zu dem Verlust der Co-Lokalisation von TelAP1 mit TbTRF in BSF führt. 
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die Charakterisierung potenzieller TelAPs dazu beiträgt, Einblicke in die Zusammensetzung des Telomerkomplexes und dessen Rolle bei der VSG-Regulation in Trypanosoma brucei zu gewinnen. Das Verständnis dieser Interaktionen könnte möglicherweise zu neuen therapeutischen Ansatzpunkten zur Bekämpfung der afrikanischen Trypanosomiasis führen.
KW  - Telomer <Molekulargenetik>
KW  - Trypanosoma brucei
KW  - telomere-associated protein
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-352732
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weisenberger, Dieter
A1  - Scheer, Ulrich
A1  - Benavente, Ricardo
T1  - The DNA topoisomerase I inhibitor camptothecin blocks postmitotic reformation of nucleoli in mammmalian cells
N2  - No abstract available
KW  - Cytologie
KW  - Nucleolus-DNA
KW  - opoisomerase I
KW  - camptothecin
KW  - mitosis
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-41434
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weigel, U.
A1  - Meyer, M.
A1  - Sebald, Walter
T1  - Mutant proteins of human interleukin 2. Renaturation yield, proliferative activity and receptor binding
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-62543
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weidenmüller, Anja
T1  - From individual behavior to collective structure
T1  - Von individuellem Verhalten zu kollektiven Strukturen
N2  - The social organization of insect colonies has long fascinated naturalists. One of the main features of colony organization is division of labor, whereby each member of the colony specializes in a subset of all tasks required for successful group functioning. The most striking aspect of division of labor is its plasticity: workers switch between tasks in response to external challenges and internal perturbations. The mechanisms underlying flexible division of labor are far from being understood. In order to comprehend how the behavior of individuals gives rise to flexible collective behavior, several questions need to be addressed: We need to know how individuals acquire information about their colony's current demand situation; how they then adjust their behavior according; and which mechanisms integrate dozens or thousands of insect into a higher-order unit. With these questions in mind I have examined two examples of collective and flexible behavior in social bees. First, I addressed the question how a honey bee colony controls its pollen collection. Pollen foraging in honey bees is precisely organized and carefully regulated according to the colony's needs. How this is achieved is unclear. I investigated how foragers acquire information about their colony's pollen need and how they then adjust their behavior. A detailed documentation of pollen foragers in the hive under different pollen need conditions revealed that individual foragers modulate their in-hive working tempo according to the actual pollen need of the colony: Pollen foragers slowed down and stayed in the hive longer when pollen need was low and spent less time in the hive between foraging trips when pollen need of their colony was high. The number of cells inspected before foragers unloaded their pollen load did not change and thus presumably did not serve as cue to pollen need. In contrast, the trophallactic experience of pollen foragers changed with pollen need conditions: trophallactic contacts were shorter when pollen need was high and the number and probability of having short trophallactic contacts increased when pollen need increased. Thus, my results have provided support for the hypothesis that trophallactic experience is one of the various information pathways used by pollen foragers to assess their colony's pollen need. The second example of collective behavior I have examined in this thesis is the control of nest climate in bumble bee colonies, a system differing from pollen collection in honey bees in that information about task need (nest climate parameters) is directly available to all workers. I have shown that an increase in CO2 concentration and temperature level elicits a fanning response whereas an increase in relative humidity does not. The fanning response to temperature and CO2 was graded; the number of fanning bees increased with stimulus intensity. Thus, my study has evidenced flexible colony level control of temperature and CO2. Further, I have shown that the proportion of total work force a colony invests into nest ventilation does not change with colony size. However, the dynamic of the colony response changes: larger colonies show a faster response to perturbations of their colony environment than smaller colonies. Thus, my study has revealed a size-dependent change in the flexible colony behavior underlying homeostasis. I have shown that the colony response to perturbations in nest climate is constituted by workers who differ in responsiveness. Following a brief review of current ideas and models of self-organization and response thresholds in insect colonies, I have presented the first detailed investigation of interindividual variability in the responsiveness of all workers involved in a collective behavior. My study has revealed that bumble bee workers evidence consistent responses to certain stimulus levels and differ in their response thresholds. Some consistently respond to low stimulus intensities, others consistently respond to high stimulus intensities. Workers are stimulus specialists rather than task specialists. Further, I have demonstrated that workers of a colony differ in two other parameters of responsiveness: response probability and fanning activity. Response threshold, response probability and fanning activity are independent parameters of individual behavior. Besides demonstrating and quantifying interindividual variability, my study has provided empirical support for the idea of specialization through reinforcement. Response thresholds of fanning bees decreased over successive trials. I have discussed the importance of interindividual variability for specialization and the collective control of nest climate and present a general discussion of self-organization and selection. This study contributes to our understanding of individual behavior and collective structure in social insects. A fascinating picture of social organization is beginning to emerge. In place of centralized systems of communication and information transmission, insect societies frequently employ mechanisms based upon self-organization. Self-organization promises to be an important and unifying principle in physical, chemical and biological systems.
N2  - Ein besonderes Merkmal sozialer Insekten ist die Arbeitsteilung. Die Mitglieder einer Kolonie führen jeweils unterschiedliche Arbeiten aus und wechseln, je nach Bedarfslage der Kolonie, flexibel zwischen den verschiedenen Tätigkeiten. Die Mechanismen dieser flexiblen Arbeitsteilung sind bislang weitgehend unverstanden. Wie erfahren einzelne Arbeiterinnen welche Tätigkeiten gerade notwendig sind? Nach welchen Regeln ändern sie ihr Verhalten, wenn sich die Anforderungen an die Kolonie ändern? Wie wird das Verhalten vieler Einzelindividuen so koordiniert, daß die Kolonie als Ganzes sinnvoll auf eine sich verändernde Umwelt reagieren kann? In der vorliegenden Arbeit bin ich diesen Fragen an zwei unterschiedlichen Systemen nachgegangen. Im ersten Kapitel dieser Arbeit untersuchte ich die Regulation des Pollensammelns bei Honigbienen. Pollen ist für Honigbienen eine wichtige Proteinquelle zur Aufzucht der Brut. Sowohl die Menge an Brut als auch die bereits im Stock vorhanden Menge an Pollen beeinflußt die Sammelaktivität. Bislang ist unklar, wie die Sammelbienen Information über den Pollenbedarf ihrer Kolonie erhalten und wie sie ihr Verhalten dementsprechend ändern. Meine Versuche zeigten, daß Pollensammlerinnen ihr Arbeitstempo der aktuellen Bedarfslage anpassen: Ist der Pollenbedarf der Kolonie hoch, verbringen sie wenig Zeit im Stock, ist ausreichend Pollen vorhanden, gehen sie ihrer Sammeltätigkeit langsamer nach. Während ihres Aufenthalts im Stock haben die Sammlerinnen eine Vielzahl trophallaktischer Kontakte mit anderen Bienen. Die Anzahl solcher Kontakte änderte sich mit dem Pollenbedarf der Kolonie: Bei hohem Pollenbedarf sind die trophallaktischen Kontakte kürzer und die Anzahl sehr kurzer Kontakte hoch. Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese, daß Änderungen in der trophallaktischen Erfahrung eine wichtige Informationsquelle über den aktuellen Pollenbedarf einer Kolonie darstellen. Das zweite Beispiel flexibler Arbeitsteilung, welches ich in dieser Arbeit untersucht habe, ist die Regulation des Nestklimas in Hummelkolonien. Dieses System unterscheidet sich von dem oben dargestellten grundlegend, da Information über Änderungen im Bedarf an Arbeitskraft jedem Koloniemitglied zugänglich ist. Jedes Koloniemitglied im Nest kann direkt erfahren wie sich das Nestklima ändert. Ich konnte zeigen, daß Hummelkolonien auf einen Temperaturanstieg und eine Zunahme der Kohlendioxidkonzentration im Nest mit Ventilationsverhalten reagieren. Einzelne Hummeln fächeln dabei mit ihren Flügeln und sorgen so für Evaporationskühlung bzw. eine verstärkte Belüftung des Nestes. Erhöhte Luftfeuchtigkeit löste diese Reaktion nicht aus. Die Anzahl fächelnder Hummeln war abhängig von den Temperatur/CO2 Werten, die Kolonie reagierte fein abgestimmt auf die aktuellen Bedingungen. Unabhängig von ihrer Größe investierten die untersuchten Kolonien einen bestimmten Anteil ihrer Arbeiterinnen in die Ventilation des Nestes. Große Kolonien unterschieden sich jedoch von kleinen Kolonien in ihrer Antwortgeschwindigkeit: Große Kolonien antworten schneller auf einen Temperatur / CO2 Anstieg als kleine. Die flexible und fein abgestimmte Kolonieantwort auf Veränderungen im Nestklima basiert auf dem Verhalten vieler Einzelindividuen. Im dritten Kapitel dieser Arbeit stellte ich aktuelle Ideen und Hypothesen zu Selbstorganisation und dem Einfluß interindividueller Variabilität auf Kolonieverhalten dar. Regulation des Nestklimas in Hummelkolonien ist ein ideales System um interindividuelle Variabilität und ihre Auswirkungen zu untersuchen. Ich konnte zum ersten Mal Unterschiede im Antwortverhalten aller an einem kollektiven Verhalten beteiligten Koloniemitglieder quantifizieren. Neben Unterschieden in Antwortschwellen, die in der Literatur zwar viel diskutiert, aber noch nie schlüssig nachgewiesen wurden, konnte ich zeigen, daß sich Arbeiterinnen einer Kolonie in zwei weiteren Parametern unterscheiden: Die Wahrscheinlichkeit auf einen Stimulus zu reagieren und die Dauer, mit der die Arbeiterinnen das Verhalten ausführen (Aktivität) ist zwischen Individuen unterschiedlich. Diese drei Parameter (Reaktionsschwelle, Antwortwahrscheinlichkeit und Aktivität) sind vermutlich unabhängige Parameter individuellen Verhaltens. Neben diesen interindividuellen Unterschieden konnte ich nachweisen, daß sich die Antwortschwellen verändern, je häufiger eine Hummel fächelt: Arbeiterinnen reagieren von Mal zu Mal auf niedrigere Stimulusintensitäten. Diese Ergebnisse sind für unser Verständnis von Arbeitsteilung und Spezialisierung bei sozialen Insekten von besonderer Bedeutung. In dieser Arbeit habe ich sowohl das Verhalten individueller Arbeiterinnen als auch die daraus resultierende kollektive Antwort der Kolonie untersucht. Es wird zunehmend deutlicher, daß dem faszinierenden Verhalten sozialer Insekten häufig nicht zentrale Informationsverarbeitung sondern Selbstorganisation zugrunde liegt.
KW  - Hummeln
KW  - Soziale Insekten
KW  - Thermoregulation
KW  - Arbeitsteilung
KW  - Bienenstaat
KW  - Pollen
KW  - Sammeln
KW  - Arbeitsteilung
KW  - Pollen
KW  - Nestklima
KW  - Thermoregultion
KW  - CO2
KW  - Antwortschwellen
KW  - Selbstorgansation
KW  - social organization
KW  - division of labor
KW  - pollen foraging
KW  - nest climate
KW  - thermoregulation
KW  - CO2
KW  - response threshold models
KW  - self-organization
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2448
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weich, H. A.
A1  - Sebald, Walter
A1  - Schairer, H. U.
A1  - Hoppe, J.
T1  - The human osteosarcoma cell line U-2 OS expresses a 3.8 kilobase mRNA which codes for the sequence of the PDGF-B chain
N2  - A cDNA clone of about 2500 basepairswas prepared from the human osteosarcoma cellline U-2 OS by hybridizing with a v-sis probe. Sequence analysis showed that this cDNA contains the coding region for the PDGF-B chain. Here we report that the mitogen secreted by these osteosarcoma cells contains the PDGF-B chain and is probably a homodimer of two B-chains.
KW  - Biochemie
KW  - Platelet-derived growthfactor
KW  - cDNA
KW  - Oncogene
KW  - Tumor cell
Y1  - 1986
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-62588
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegert, Jenny
A1  - Vokuh, Christian
A1  - Ziegler, Barbara
A1  - Ernestus, Karen
A1  - Leuschner, Ivo
A1  - Furtwängler, Rhoikos
A1  - Graf, Norbert
A1  - Gessler, Manfred
T1  - TP53 alterations in Wilms tumour represent progression events with strong intratumour heterogeneity that are closely linked but not limited to anaplasia
JF  - The Journal of Pathology: Clinical Research
N2  - TP53 mutations have been associated with anaplasia in Wilms tumour, which conveys a high risk for relapse and fatal outcome. Nevertheless, TP53 alterations have been reported in no more than 60% of anaplastic tumours, and recent data have suggested their presence in tumours that do not fulfil the criteria for anaplasia, questioning the clinical utility of TP53 analysis. Therefore, we characterized the TP53 status in 84 fatal cases of Wilms tumour, irrespective of histological subtype. We identified TP53 alterations in at least 90% of fatal cases of anaplastic Wilms tumour, and even more when diffuse anaplasia was present, indicating a very strong if not absolute coupling between anaplasia and deregulation of p53 function. Unfortunately, TP53 mutations do not provide additional predictive value in anaplastic tumours since the same mutation rate was found in a cohort of non-fatal anaplastic tumours. When classified according to tumour stage, patients with stage I diffuse anaplastic tumours still had a high chance of survival (87%), but this rate dropped to 26% for stages II–IV. Thus, volume of anaplasia or possible spread may turn out to be critical parameters. Importantly, among non-anaplastic fatal tumours, 26% had TP53 alterations, indicating that TP53 screening may identify additional cases at risk. Several of these non-anaplastic tumours fulfilled some criteria for anaplasia, for example nuclear unrest, suggesting that such partial phenotypes should be under special scrutiny to enhance detection of high-risk tumours via TP53 screening. A major drawback is that these alterations are secondary changes that occur only later in tumour development, leading to striking intratumour heterogeneity that requires multiple biopsies and analysis guided by histological criteria. In conclusion, we found a very close correlation between histological signs of anaplasia and TP53 alterations. The latter may precede development of anaplasia and thereby provide diagnostic value pointing towards aggressive disease.
KW  - tumour heterogeneity
KW  - Wilms tumour
KW  - nephroblastoma
KW  - anaplasia
KW  - TP53
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-158302
VL  - 3
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegert, Jenny
A1  - Bausenwein, Sabrina
A1  - Kneitz, Susanne
A1  - Roth, Sabine
A1  - Graf, Norbert
A1  - Geissinger, Eva
A1  - Gessler, Manfred
T1  - Retinoic acid pathway activity in Wilms tumors and characterization of biological responses in vitro
N2  - Background: Wilms tumor (WT) is one of the most common malignancies in childhood. With current therapy protocols up to 90% of patients can be cured, but there is still a need to improve therapy for patients with aggressive WT and to reduce treatment intensity where possible. Prior data suggested a deregulation of the retinoic acid (RA) signaling pathway in high-risk WT, but its mode of action remained unclear. Results: The association of retinoid signaling and clinical parameters could be validated in a large independent tumor set, but its relevance in primary nephrectomy tumors from very young children may be different. Reduced RA pathway activity and MYCN overexpression were found in high risk tumors as opposed to tumors with low/ intermediate risk, suggesting a beneficial impact of RA especially on advanced WT. To search for possible modes of action of retinoids as novel therapeutic options, primary tumor cell cultures were treated in vitro with all-trans-RA (ATRA), 9cis-RA, fenretinide and combinations of retinoids and a histone deacetylase (HDAC) inhibitor. Genes deregulated in high risk tumors showed opposite changes upon treatment suggesting a positive effect of retinoids. 6/7 primary cultures tested reduced proliferation, irrespective of prior RA signaling levels. The only variant culture was derived from mesoblastic nephroma, a distinct childhood kidney neoplasm. Retinoid/HDAC inhibitor combinations provided no synergistic effect. ATRA and 9cis-RA induced morphological changes suggestive of differentiation, while fenretinide induced apoptosis in several cultures tested. Microarray analysis of ATRA treated WT cells revealed differential expression of many genes involved in extracellular matrix formation and osteogenic, neuronal or muscle differentiation. The effects documented appear to be reversible upon drug withdrawal, however. Conclusions: Altered retinoic acid signaling has been validated especially in high risk Wilms tumors. In vitro testing of primary tumor cultures provided clear evidence of a potential utility of retinoids in Wilms tumor treatment based on the analysis of gene expression, proliferation, differentiation and apoptosis.
KW  - Krebs
KW  - Wilms tumor
KW  - nephroblastoma
KW  - primary tumor cell culture
KW  - tumor model
KW  - retinoic acid
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69137
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wegert, Jenny
T1  - WTX-Mutationsscreen und funktionelle Analyse des Retinsäure-Signalwegs in Wilms Tumoren
T1  - WTX-mutation screening and functional analysis of the retinoic acid signaling pathway in Wilms tumors
N2  - Der Wilms Tumor (WT), auch Nephroblastom genannt, ist einer der häufigsten bösartigen Tumoren im Kindesalter. Er entsteht aus embryonalem undifferenziertem Nierengewebe und tritt meist als unilateraler und sporadischer Tumor auf. In 10-15% der Wilms Tumoren finden sich WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen. Während diese schon länger als genetische Ursachen des Nephroblastoms bekannt sind, wurde erst kürzlich WTX als drittes Gen beschrieben, welches eine Rolle in der Tumorentstehung spielt. Für einen Großteil der WT ist die genetische Ursache jedoch unklar. Da die bisher publizierten WTX-Mutationsraten auf Untersuchungen kleiner Gruppen basieren und sich stark unterscheiden, sollten in dieser Arbeit WTX-, CTNNB1- und WT1-Mutationen in einem großen WT-Set bestimmt werden. Verluste genetischen Materials in der WTX-Region traten in 17% der Fälle auf und waren zwischen den Geschlechtern gleich verteilt. Die Sequenzierung von WT-Proben zeigte, dass nur 2% von WTX-Punktmutationen betroffen sind. In weiteren 11,5% der Proben konnte keine WTX-Expression nachgewiesen werden. Die WTX-Veränderungen traten z. T. gemeinsam mit WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen auf. Die unvollständige WTX-Deletion in einigen WT legte die Vermutung nahe, dass innerhalb eines Tumors eine Heterogenität in Bezug auf den WTX-Status möglich ist. Dieser Verdacht konnte durch die detaillierte Untersuchung verschiedener Regionen solcher Tumoren erhärtet werden: Hierzu wurden histologisch unterschiedliche Bereiche auf den Anteil einer WTX-Mutation bzw. eines WTX-LOH hin untersucht. Obwohl alle Regionen des jeweiligen Tumors einen kompletten LOH auf Chromosom 11 aufwiesen, waren die WTX-Veränderungen unterschiedlich stark ausgeprägt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass WTX-Veränderungen keine notwendigen und frühen Ereignisse in der Tumorentstehung sind, sondern erst später auftreten und nur einen Teil der Tumorzellen betreffen können. Die Vermutung, dass WTX-Mutationen keinen direkten Einfluss auf die Tumorentwicklung und prognose haben, wird durch das Fehlen eines signifikanten Zusammenhangs zwischen WTX-Deletion bzw. WTX-Expression und den klinischen Eigenschaften der WT gestützt. Um die Rolle von Genen, die potentiell an der Entstehung und Entwicklung des Nephroblastoms beteiligt sind, zu untersuchen oder mögliche neue Therapiestrategien zu überprüfen, sind in vitro-Modelle nötig. Da ein solches für Wilms Tumoren nicht etabliert ist, wurden Primärkulturen aus verschiedenen WT-Proben angelegt. Kulturen aus Tumorgewebe von 12 Patienten mit unterschiedlichen genetischen Veränderungen konnten als echte Tumorzellen validiert werden. Zwei Zelltypen ließen sich morphologisch und immunhistochemisch unterscheiden: Zum einen runde, langsam wachsende Zellen mit Epithelcharakter und zum anderen fibroblastenähnliche Zellen, welche weniger differenziert waren und häufig für viele Passagen kultiviert werden konnten. Somit wurde ein Set verschiedener WT-Primärkulturen etabliert, welches nun für in vitro-Experimente zur Untersuchung grundlegender Mechanismen der WT-Entstehung oder zum Test neuer Therapieansätze eingesetzt werden kann. Frühere Microarray-Analysen deuteten auf eine Deregulation des Retinsäure (RA)-Signalwegs in fortgeschrittenen Wilms Tumoren hin. Diese Ergebnisse sollten in einem großen unabhängigen Proben-Set mittels Realtime-RT-PCR validiert werden. Eine Deregulation des RA-Signalwegs und die Überexpression von NMYC wurden für Tumoren der Hochrisikogruppe im Vergleich zu Tumoren mit geringem/mittlerem Risiko nachgewiesen. So stellte sich die Frage, ob Patienten mit fortgeschrittenem WT von einem Retinsäure-Einsatz in der Therapie profitieren könnten. Um dies zu beantworten, wurde der Effekt von verschiedenen Retinoiden auf WT-Primärkulturen untersucht. Die WT-Zellen wurden mit all-trans RA (ATRA), 9cisRA, dem synthetischen Retinoid Fenretinid (4HPR) und Kombinationen von ATRA bzw. 4HPR und einem HDAC-Inhibitor (SAHA) behandelt. Gene, welche in Hochrisiko-WT differenziell reguliert waren, wurden untersucht und zeigten nach RA-Behandlung eine entgegengesetzte Expression. In sechs der sieben verwendeten Primärkulturen wurde eine RA-vermittelte Proliferationsreduktion nachgewiesen. Für die Kombinationen von Retinoiden mit SAHA wurden keine synergistischen Effekte beobachtet. Während Fenretinid in den meisten Kulturen Apoptose induzierte, verursachten ATRA und 9cisRA morphologische Veränderungen, welche auf Differenzierungsvorgänge hindeuteten. Eine Microarray-Analyse ATRA-behandelter WT-Zellen zeigte die differenzielle Regulation vieler Gene, welche eine Rolle in der Bildung der extrazellulären Matrix oder bei Differenzierungsvorgängen von Knochen-, Knorpel-, Nerven- oder Muskelgewebe spielen. Diese Befunde bieten einen weiteren Hinweis darauf, dass Retinoide für den Einsatz in der Therapie des Nephroblastoms geeignet sein könnten.
N2  - Wilms tumor (WT) – or nephroblastoma – is one of the most common solid tumors in childhood. It arises from embryonal blastema and most frequently presents as a unilateral and sporadic tumor. Mutations in WT1 and CTNNB1 are well established as causal alterations in about 10-15 % of cases. Recently, WTX (Wilms tumor gene on the X-chromosome), a gene implicated in WNT signaling, has been identified as a third WT gene, but for the majority of nephroblastomas the genetic etiology is still unclear. Published WTX mutation rates in Wilms tumors are still based on smaller cohorts and differ significantly. Therefore, the WTX, CTNNB1 and WT1 mutation state was determined in a large set of 429 Wilms tumors. Genomic WTX alterations were identified in 17% of WT, equally distributed between males and females. Analysis of 104 WT samples for WTX point mutations revealed a frequency of only 2%. An additional 11,5% of tumor samples lacked expression of WTX mRNA. These WTX alterations can occur in parallel to WT1 or CTNNB1 mutations. Incomplete deletion of WTX in several cases suggested heterogeneity of WTX alterations in tumors and this was corroborated by analysis of different regions of such tumors. In cases with heterozygous point mutations or LOH, separate tumor fragments or microdissected regions with different histology were analyzed. Despite complete allele losses at chromosome 11 varying ratios of WTX mutation were detected. This suggests that WTX alteration is not an essential and early mutation needed to drive tumorigenesis, but rather a late event that may affect only a fraction of cells with unclear clinical relevance. This hypothesis is supported by the fact that there is no significant correlation between WTX deletion status or expression level and clinical parameters suggesting that WTX mutations apparently have little direct impact on tumor behavior and presentation. As there is no in vitro model for nephroblastoma that could be used to investigate genes playing a role in development and progression of WT or to test new treatment strategies, primary cultures were generated from fresh tumor tissue. Cultures from tumor samples of 12 patients with different genetic alterations could be validated as tumor derived cells. Two different cell types could be distinguished by immunohistochemistry and cell morphology: large round, slowly growing cells with epithelial characteristics and fibroblast-like cells that are less differentiated and some of which could be kept in culture for many passages before getting senescent. In this way a set of primary WT-cells could be established that is suitable for in vitro approaches to study mechanisms of nephroblastoma development or to test new therapy strategies. Prior microarray analyses suggested a deregulation of the retinoic acid (RA) pathway in advanced Wilms tumors. This should be validated in a large independent tumor set of 163 WT by realtime-RT-PCR. Deregulation of RA signaling and overexpression of NMYC was found in high risk tumors as opposed to tumors with low/intermediate risk and suggested a beneficial impact of retinoic acid on advanced nephroblastoma. To investigate whether retinoids could be employed as a novel therapeutic agent in WT primary WT-cells were treated with all-trans-RA (ATRA), 9cisRA, the synthetic retinoid fenretinide and combinations of retinoids and the HDAC inhibitor SAHA. Expression of genes deregulated in high risk tumors were analyzed and showed opposite changes upon treatment suggesting a positive effect of retinoids. For six of seven primary cultures tested cell growth was reduced upon retinoid administration. No additional synergistic effect could be observed for the combination of retinoids with the HDAC inhibitor SAHA. While fenretinide induced apoptosis in several cultures tested, ATRA and 9cisRA caused morphological changes suggesting differentiation upon treatment. Microarray analysis of ATRA treated WT-cells revealed differential expression of many genes involved in the formation of the extracellular matrix and osteogenic, neuronal or muscle differentiation processes. These findings provide further evidence of a potential utility of retinoids in Wilms tumor treatment.
KW  - Nephroblastom
KW  - Genmutation
KW  - Retinoesaeure
KW  - Signaltransduktion
KW  - Wilms Tumor
KW  - WTX
KW  - Primärkultur
KW  - Nephroblastoma
KW  - Wilms tumor
KW  - WTX
KW  - primary cell culture
KW  - retinoic acid
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52822
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegener, Christian
A1  - Karsai, Gergely
A1  - Pollák, Edit
A1  - Wacker, Matthias
A1  - Vömel, Matthias
A1  - Selcho, Mareike
A1  - Berta, Gergely
A1  - Nachman, Ronald J.
A1  - Isaac, R. Elwyn
A1  - Molnár, László
T1  - Diverse in- and output polarities and high complexity of local synaptic and non-synaptic signaling within a chemically defined class of peptidergic Drosophila neurons
JF  - Frontiers in Neural Circuits
N2  - Peptidergic neurons are not easily integrated into current connectomics concepts, since their peptide messages can be distributed via non-synaptic paracrine signaling or volume transmission. Moreover, the polarity of peptidergic interneurons in terms of in- and out-put sites can be hard to predict and is very little explored. We describe in detail the morphology and the subcellular distribution of fluorescent vesicle/dendrite markers in CCAP neurons (NCCAP), a well defined set of peptidergic neurons in the Drosophila larva. NCCAP can be divided into five morphologically distinct subsets. In contrast to other subsets, serial homologous interneurons in the ventral ganglion show a mixed localization of in- and output markers along ventral neurites that defy a classification as dendritic or axonal compartments. Ultrastructurally, these neurites contain both pre- and postsynaptic sites preferably at varicosities. A significant portion of the synaptic events are due to reciprocal synapses. Peptides are mostly non-synaptically or parasynaptically released, and dense-core vesicles and synaptic vesicle pools are typically well separated. The responsiveness of the NCCAP to ecdysis-triggering hormone may be at least partly dependent on a tonic synaptic inhibition, and is independent of ecdysteroids. Our results reveal a remarkable variety and complexity of local synaptic circuitry within a chemically defined set of peptidergic neurons. Synaptic transmitter signaling as well as peptidergic paracrine signaling and volume transmission from varicosities can be main signaling modes of peptidergic interneurons depending on the subcellular region. The possibility of region-specific variable signaling modes should be taken into account in connectomic studies that aim to dissect the circuitry underlying insect behavior and physiology, in which peptidergic neurons act as important regulators.
KW  - synaptic signaling
KW  - volume transmission
KW  - paracrine release
KW  - neuromodulation
KW  - ecdysis
KW  - bursicon
KW  - CCAP
KW  - myoinhibitory peptide
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-96914
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegener, Christian
A1  - Chen, Jiangtian
T1  - Allatostatin A signalling: progress and new challenges from a paradigmatic pleiotropic invertebrate neuropeptide family
JF  - Frontiers in Physiology
N2  - Neuropeptides have gained broad attraction in insect neuroscience and physiology, as new genetic tools are increasingly uncovering their wide-ranging pleiotropic functions with high cellular resolution. Allatostatin A (AstA) peptides constitute one of the best studied insect neuropeptide families. In insects and other panarthropods, AstA peptides qualify as brain-gut peptides and have regained attention with the discovery of their role in regulating feeding, growth, activity/sleep and learning. AstA receptor homologs are found throughout the protostomia and group with vertebrate somatostatin/galanin/kisspeptin receptors. In this review, we summarise the current knowledge on the evolution and the pleiotropic and cell-specific non-allatostatic functions of AstA. We speculate about the core functions of AstA signalling, and derive open questions and challengesfor future research on AstA and invertebrate neuropeptides in general.
KW  - neuropeptide signalling
KW  - feeding
KW  - intestinal control
KW  - sleep/activity
KW  - kisspeptin/galanin/spexin signalling
KW  - metabolism and growth
KW  - learning
KW  - cardioactive factor
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-278749
SN  - 1664-042X
VL  - 13
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wech, Tobias
A1  - Ankenbrand, Markus Johannes
A1  - Bley, Thorsten Alexander
A1  - Heidenreich, Julius Frederik
T1  - A data-driven semantic segmentation model for direct cardiac functional analysis based on undersampled radial MR cine series
JF  - Magnetic Resonance in Medicine
N2  - Purpose
Image acquisition and subsequent manual analysis of cardiac cine MRI is time-consuming. The purpose of this study was to train and evaluate a 3D artificial neural network for semantic segmentation of radially undersampled cardiac MRI to accelerate both scan time and postprocessing.

Methods
A database of Cartesian short-axis MR images of the heart (148,500 images, 484 examinations) was assembled from an openly accessible database and radial undersampling was simulated. A 3D U-Net architecture was pretrained for segmentation of undersampled spatiotemporal cine MRI. Transfer learning was then performed using samples from a second database, comprising 108 non-Cartesian radial cine series of the midventricular myocardium to optimize the performance for authentic data. The performance was evaluated for different levels of undersampling by the Dice similarity coefficient (DSC) with respect to reference labels, as well as by deriving ventricular volumes and myocardial masses.

Results
Without transfer learning, the pretrained model performed moderately on true radial data [maximum number of projections tested, P = 196; DSC = 0.87 (left ventricle), DSC = 0.76 (myocardium), and DSC =0.64 (right ventricle)]. After transfer learning with authentic data, the predictions achieved human level even for high undersampling rates (P = 33, DSC = 0.95, 0.87, and 0.93) without significant difference compared with segmentations derived from fully sampled data.

Conclusion
A 3D U-Net architecture can be used for semantic segmentation of radially undersampled cine acquisitions, achieving a performance comparable with human experts in fully sampled data. This approach can jointly accelerate time-consuming cine image acquisition and cumbersome manual image analysis.
KW  - undersampling
KW  - cardiovascular magnetic resonance (CMR)
KW  - deep learning
KW  - radial
KW  - semantic segmentation
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-257616
VL  - 87
IS  - 2
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weber, Thomas
A1  - Schmidt, Erwin
A1  - Scheer, Ulrich
T1  - Mapping of transcription units on Xenopus laevis lampbrush chromosomes by in situ hybridization with biotin-labeled cDNA probes
N2  - A non-radioactive in situ hybridization method is described for the localization of transcription units of defined genes to lateral loops of Xenopus laevis lampbrush chromosomes. Two Xenopus cONA probes were used encoding the nucleolar protein N038/ B23 and cytokeratin 1(8). Both proteins are known to be synthesized in Xenopus oocytes, and Northern blot analysis revealed the presence of the corresponding mRNAs in different oogenic stages. The probes were enzymatically labeled with biotin-dCTP and hybridized to lampbrush chromosomes. The sites of hybridization were detected either by indirect immunofluorescence microscopy using rabbit antibodies against biotin and fluorescein-conjugated antirabbit IgG or enzymatically using peroxidase-conjugated streptavi din. The probe encoding the nucleolar protein hybridized to two sets of lateral loops on different bivalents, the cytokeratin probe to at least four. Our finding that each probe hybridized to more than one chromosomal locus may reflect the tetraploid nature of the Xenopus laevis genome or results from cross-hybridization to other transcriptionally active members of the N038/ B23-nucleoplasmin or the cytokeratin-Iamin gene families. The method described should facilitate further in situ hybridization studies with appropriate genomic clones in order to map specific DNA sequences to defined loop regions and to come to a better understanding of the relationship between loop organization and gene transcription unit.
KW  - Cytologie
KW  - Lampbrush chromosomes
KW  - in situ hybridization
KW  - transcription units
KW  - Xenopus oocytes
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-40763
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weber, Natalia
T1  - Psychosoziale Aspekte bei hereditärer Mamma/Ovarial-Ca-Belastung
T1  - Psychosocial aspects of hereditary breast/ovarian cancer exposure
N2  - Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der psychischen Befindlichkeit und anderer gesundheitsbezogenen Konditionen der Frauen und Männer mit familiären Mamma- und Ovarialkarzinomrisiko sowie die Klärung hinsichtlich der Bewältigung und Auswirkung genetischer Risikoinformation. Es wurden Risikowahrnehmung, Informationsstand, Inanspruchnahme der Beratungsangebote sowie der Früherkennungsmaßnahmen, Einstellung gegenüber genetischer Brustkrebsdiagnostik und familiärer/sozialer Kommunikation untersucht. Die vollständig ausgefüllten Fragebögen von Ratsuchenden und Betroffenen, die an der Beratung und Befragung im Zentrum für „Familiären Brust-/Eierstockkrebs“ teilgenommen haben, wurden von uns ausgewertet. Für die beratenden Institutionen ist das Wissen der vielfältigen psychischen und sozialen Folgen bei den Testsuchenden und deren Familien sehr wichtig. Nur so kann das Betreuungskonzept und das Beratungsangebot verbessert werden.
N2  - Goal of this dissertation was to examine the mental state and other health related conditions of women and men with familial breast and ovarian cancer risk and the clarification with regard to coping and impact of genetic risk information. Risk perception, level of information, usage of advisory services and early diagnosis measures, attitude towards genetic breast cancer diagnosis and familial/social communication have been investigated. The completely filled questionnaires of medical advice seeking and concerned persons having participated in the counseling and questioning in the center of familial breast and ovarian cancer have been evaluated by us. For the counseling institutions it is very important to have knowledge about the multifaceted mental and social implications of persons undergoing tests and their families. This is the only way to improve the care concept and the advisory services.
KW  - Brustkrebs
KW  - Eierstockkrebs
KW  - Psychosoziale Situation
KW  - Psychosoziale Beratung
KW  - Genetik
KW  - psychosoziale Aspekte
KW  - Krebserkrankungen
KW  - psychosocial aspects
KW  - cancer
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28330
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weber, Klaus
A1  - Osborn, Mary
A1  - Franke, Werner W.
A1  - Seib, Erinita
A1  - Scheer, Ulrich
A1  - Herth, Werner
T1  - Identification of microtubular structures in diverse plant and animal cells by immunological cross-reaction revealed in immunofluorescence microscopy using antibodies against tubulin from porcine brain
N2  - Antibody against tubulin from porcine brain was used to evaluate the immunological cross reactivity of tubulin from a variety of animal and plant cells. Indirect immunofluorescence microscopy revealed microtubule-containing structures including cytoplasmic microtubules, spindle microtubules, cilia and fIagella. Thus tubulin from diverse species of both mammals and plants show immunological cross-reactivity with tubulin from porcine brain. Results obtained by immunofluorescence microscopy are whenever possible compared with previously known ultrastructural results obtained by electron microscopy.
KW  - Cytologie
KW  - Microtubules
KW  - immunofluorescence
KW  - evolution
KW  - antibody
KW  - sperm
Y1  - 1977
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-41383
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weber, Dionys A.
T1  - Aufklärung der Struktur und Charakterisierung des ternären Komplexes aus BMP-2, BMPR-IA und ActR-IIB
T1  - Structure determination and characterisation of the ternary complex of BMP-2, BMPR-IA and ActR-IIB
N2  - „Bone Morphogenetic Proteins“ (BMPs) kontrollieren eine Vielzahl unterschiedlichster Prozesse bei der Embryonalentwicklung und der postnatalen Gewebehomöostase. Wie TGF­-betas, Activine und andere Mitglieder der TGF-beta Superfamilie vermitteln BMPs ihr Signal durch die Bildung eines aus dem Liganden und zwei Rezeptorsubtypen bestehenden Signalkomplexes. Für die Rezeptoraktivierung ist ein Zwei-Schritt Mechanismus allgemein akzeptiert. Bisher wurde nur der erste Schritt, die Bindung des Liganden an seinen hochaffinen Rezeptor, strukturell untersucht. Der molekulare Mechanismus der anschließenden Rekrutierung des niederaffinen Rezeptortyps war bisher nicht bekannt. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Präparation, Kristallisation und Strukturaufklärung des ternären Komplexes aus BMP-2 und den extrazellulären Domänen von BMPR-IA und ActR-IIB. Mit der Kristallstruktur dieses ternären Komplexes kann erstmals der Mechanismus der BMP Rezeptoraktivierung von der Bindung des Liganden bis hin zur Transaktivierung untersucht werden. Der Ligand BMP-2 präsentiert sich hier, im Gegensatz zu anderen Mitgliedern der TGF-beta Superfamilie, als nahezu starre Komponente, um welche die beiden Rezeptortypen symmetrisch angelagert werden. Zwischen den extrazellulären Domänen der Rezeptoren können keine direkten Kontakte beobachtet werden. Die in Zellen beobachtete Kooperativität bei der Rekrutierung des niederaffinen Rezeptors im BMP-2 System ist folglich weder durch allosterische Effekte, noch durch direkte Rezeptor-Rezeptor-Kontakte erklärbar. Vielmehr repräsentiert die Bindung des niederaffinen Rezeptors von BMP-2 einen Minimalmechanismus, bei dem Kooperativität über die Verringerung der Freiheitsgrade durch Lokalisation des Liganden in der Zellmembran erzeugt wird. Die durchgeführten Mutations-/Interaktionsanalysen erlauben vertiefende Einblicke wie Affinität und Spezifität im BMP/Activin-System generiert werden. Es zeigt sich, dass sowohl bei der niederaffinen Interaktion von ActR-IIBecd mit BMP-2 bzw. BMP-7 als auch bei der hochaffinen Bindung von ActA mit ActR-IIBecd ein Großteil der freien Bindungsenergie von denselben hydrophoben Interaktionen getragen wird. Während polare Interaktionen bei der niederaffinen Bindung der BMPs an ActR-IIBecd kaum eine Rolle spielen, stellt die zentrale Wasserstoffbrücke zwischen ActA Ser90(OG) und ActR-IIB Leu61(N) bei der Bildung des Komplexes ActA/ActR-IIBecd eine entscheidende Determinante der hochaffinen Bindung dar. BMP-2 bindet an die Typ II Rezeptoren BMPR-II, ActR-II und ActR-IIB mit nahezu identischer Affinität, daher wird eine promiske Verwendung dieser Rezeptoren angenommen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die spezifische Erkennung und Bindung der Typ II Rezeptoren durch den Austausch einzelner Aminosäuren modulierbar ist. Mit den hier gewonnenen Kenntnissen über den molekularen Mechanismus der Typ II Rezeptorerkennung ist nun eine Generierung von BMPs mit definierter Typ II Rezeptorspezifität möglich. Diese BMP-2 Varianten können als Werkzeuge zur Aufklärung von Typ II Rezeptor-spezifischen Signalwegen verwendet werden. Ebenso wäre es denkbar, BMP-2 Varianten mit ausgeprägter Typ II Rezeptor Spezifität in vivo zur Modulation TypII Rezeptor spezifischer Signalwege zu benutzen. Beispielsweise könnte ein auf BMP-2 basierendes ActR-IIB-spezifisches Protein als Myostatin-Antagonist zur Behandlung von Muskeldystrophie eingesetzt werden.
N2  - Bone morphogenetic proteins are key regulators of embryonic development and postnatal homeostasis of tissues and organs. Like TGF-betas, Activins, GDFs and other members of the TGF-beta superfamily, BMPs transmit their signals by assembling two types of serine-/threonine-kinase receptors. A two-step mechanism for receptor activation is generally accepted. To date, only the molecular basis of the first step, binding of the ligand to a high affinity receptor has been analyzed by structure determination. The molecular mechanism of the subsequent low affinity receptor recruitment remained elusive. This study describes the preparation, crystallization and structure determination of the ternary ligand-receptor complex consisting of BMP-2 and the extracellular domains of BMPR-IA and ActR-IIB. The structure of this ternary complex allowed us to study BMP-2 receptor activation from ligand recruitment to transactivation. In contrast to other ligands of the TGF-beta superfamily, BMP-2 acts as a nearly rigid scaffold binding to the extracellular domains of both receptor subtypes. There are no direct contacts observed between the extracellular domains of the receptors. Therefore the cooperativity observed for BMP-2 low affinity receptor recruitment on whole cells could not be explained by allosteric effects nor by direct receptor-receptor contacts. The BMP receptor assembly possibly presents a basic mode for generating cooperativity employing the reduction of dimensionality in the membrane to faciliate low affinity receptor recuitment Mutagenesis/interaction studies enabled us to understand how affinity and specificity in the BMP/ Activin system are generated. A majority of the free binding energy in low and high affinity interaction of ActR-IIBecd with BMP-2/-7 or ActR-IIBecd with ActA, respectively, is dominated by the same subset of hydrophobic residues. Polar interactions play only a minor role in low-affinity binding of BMPs to ActR-IIBecd. However in the complex ActA/ActR-IIBecd, the central hydrogen bond between ActA Ser90(OG) and ActR-IIBecd Leu61(N) is the key determinant for switch from low to high affinity binding. Type II receptor binding is termed promiscous since BMP-2 binds to its type II receptors BMPR-II, ActR-II and ActR-IIB with almost similar affinity. This study clearly shows that binding and recruitment of a particular type II receptor could be modulated just by the exchange of single amino acid residues. These insights into the molecular mechanism of type II receptor recognition allow the generation of highly type II receptor specific BMPs. These BMP-2 variants could serve as valuable tools for the determination or the modulation of type II receptor specific signaling pathways. A BMP-2 based mutant protein which is highly specific for ActR-IIB binding could be used for example as a myostatin antagonist for the treatment of muscle dystrophy.
KW  - Knochen-Morphogenese-Proteine
KW  - Ternärkomplex
KW  - Ternärer Komplex
KW  - Kristallstruktur
KW  - BMP-2
KW  - ActR-IIB
KW  - BMPR-IA
KW  - ternary complex
KW  - crystal structure
KW  - BMP-2
KW  - BMPR-IA
KW  - ActR-IIB
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-20735
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weber, David
T1  - Hey target gene regulation in embryonic stem cells and cardiomyocytes
T1  - Regulation von Hey Zielgenen in embryonalen Stammzellen und Kardiomyozyten
N2  - The Notch signaling pathway is crucial for mammalian heart development. It controls cell-fate decisions, coordinates patterning processes and regulates proliferation and differentiation. Critical Notch effectors are Hey bHLH transcription factors (TF) that are expressed in atrial (Hey1) and ventricular (Hey2) cardiomyocytes (CM) and in the developing endocardium (Hey1/2/L). The importance of Hey proteins for cardiac development is demonstrated by knockout (KO) mice, which suffer from lethal cardiac defects, such as ventricular septum defects (VSD), valve defects and cardiomyopathy. Despite this clear functional relevance, little is known about Hey downstream targets in the heart and the molecular mechanism by which they are regulated. 
Here, I use a cell culture system with inducible Hey1, Hey2 or HeyL expression to study Hey target gene regulation in HEK293 cells, in murine embryonic stem cells (ESC) and in ESC derived CM. In HEK293 cells, I could show that genome wide binding sites largely overlap between all three Hey proteins, but HeyL has many additional binding sites that are not bound by Hey1 or Hey2. Shared binding sites are located close to transcription start sites (TSS) where Hey proteins preferentially bind to canonical E boxes, although more loosely defined modes of binding exist. Additional sites only bound by HeyL are more scattered across the genome. The ability of HeyL to bind these sites depends on the C-terminal part of the protein. Although there are genes which are differently regulated by HeyL, it is unclear whether this regulation results from binding of additional sites by HeyL.
Additionally, Hey target gene regulation was studied in ESC and differentiated CM, which are more relevant for the observed cardiac phenotypes. ESC derived CM contract in culture and are positive for typical cardiac markers by qRT PCR and staining. According to these markers differentiation is unaffected by prolonged Hey1 or Hey2 overexpression. Regulated genes are largely redundant between Hey1 and Hey2. These are mainly other TF involved in e.g. developmental processes, apoptosis, cell migration and cell cycle. Many target genes are cell type specifically regulated causing a shift in Hey repression of genes involved in cell migration in ESC to repression of genes involved in cell cycle in CM.
The number of Hey binding sites is reduced in CM and HEK293 cells compared to ESC, most likely due to more regions of dense chromatin in differentiated cells. Binding sites are enriched at the proximal promoters of down-regulated genes, compared to up-or non-regulated genes. This indicates that up-regulation primarily results from indirect effects, while down-regulation is the direct results of Hey binding to target promoters. The extent of repression generally correlates with the amount of Hey binding and subsequent recruitment of histone deacetylases (Hdac) to target promoters resulting in histone H3 deacetylation. 
However, in CM the repressive effect of Hey binding on a subset of genes can be annulled, likely due to binding of cardiac specific activators like Srf, Nkx2-5 and Gata4. These factors seem not to interfere with Hey binding in CM, but they recruit histone acetylases such as p300 that may counteract Hey mediated histone H3 deacetylation. Such a scenario explains differential regulation of Hey target genes between ESC and CM resulting in gene and cell-type specific regulation.
N2  - Der Notch Signalweg ist essenziell für die Herzentwicklung in Säugetieren. Er kontrolliert Zell-differenzierung, koordiniert Musterbildungsprozesse und reguliert Proliferation und Differenzierung. Kritische Notch Effektoren sind Hey bHLH Transkriptionsfaktoren, welche im Herzen in atrialen (Hey1) und ventrikulären (Hey2) Kardiomyozyten und dem sich entwickelnden Endokardium (Hey1/2/L) exprimiert werden. Die Bedeutung von Hey Proteinen während der Herzentwicklung wird an Hand von verschiedenen KO Mäusen ersichtlich, welche letale Herzdefekte, wie ventrikuläre Septumdefekte, Herzklappendefekte und Kardiomyopathien, entwickeln. Trotz dieser klaren funktionalen Relevanz ist wenig über Hey Zielgene im Herzen und den molekularen Mechanismus bekannt, über den diese reguliert werden.
Hier wurde ein Zellkultursystem mit induzierbarer Expression von Hey1, Hey2 oder HeyL verwendet, um Hey Zielgene in HEK293, murinen embryonalen Stammzellen und in differenzierten Kardiomyozyten zu studieren. In HEK293 Zellen konnte ich zeigen, dass die Bindestellen im Genom weitestgehend zwischen allen drei Hey Proteinen überlappen, HeyL jedoch viele zusätzliche Bindestellen aufweist, welche weder von Hey1 noch Hey2 gebunden werden. Gemeinsame Bindestellen befinden sich nahe Transkriptionsstartstellen, präferentiell an kanonische E boxen. Die nur von HeyL gebunden Bindestellen sind mehr über das Genom verteilt. Dabei ist die Fähigkeit von HeyL diese Stellen zu binden vom C-terminalen Teil abhängig. Obwohl es Gene gibt, die unterschiedlich von HeyL reguliert werden, ist es auf Grund der sehr viel größeren Anzahl an HeyL Bindestellen unklar, ob diese Regulation das Resultat von zusätzlicher HeyL Bindung ist.
Zusätzlich wurde die Regulation von Hey Zielgenen in embryonalen Stammzellen und differenzierten Kardiomyozyten untersucht, da diese Zellen für die beobachteten kardialen Phänotypen relevanter sind. Differenzierte Kardiomyozyten kontrahieren in Kultur und sind positiv für typische kardiale Marker an Hand von qRT-PCR und Färbungen. Nach diesen Markern ist die Differenzierung durch kontinuierliche Überexpression von Hey1 oder Hey2 unverändert. Die Hey1 und Hey2 regulierten Gene sind weitestgehend redundant. Viele Zielgene sind andere Transkriptionsfaktoren, die zum Beispiel an Entwicklungsprozessen, Apoptose, Zellmigration und dem Zellzyklus beteiligt sind. Diese werden oft Zelltyp spezifisch reguliert, was zur Folge hat, dass in embryonalen Stammzellen auch an der Zellmigration beteiligte Gene reprimiert werden, während es in Kardiomyozyten vor allem Gene sind, die den Zellzyklus betreffen.
Die Zahl der Hey Bindestellen ist in Kardiomyozyten und HEK293 Zellen verglichen mit embryonalen Stammzellen reduziert, höchstwahrscheinlich da differenzierte Zellen weniger offenes Chromatin besitzen. Die Bindestellen sind in reprimierten Genen verglichen mit induzierten oder nicht regulierten Genen angereichert. Dies deutet an, dass eine Induktion meist durch indirekte Effekte zu Stande kommt, während eine Repression das direkte Ergebnis der Hey Bindung an Zielpromotoren ist. Die Stärke der Repression korreliert dabei generell mit der Menge an Promoter gebundenem Hey Protein, welches Histon-Deacetylasen rekrutiert und zu einer Reduktion der Histon H3 Acetylierung führt.
In Kardiomoyzyten wird der repressive Effekt von Hey für bestimmte Gene unterbunden, wahrscheinlich durch Bindung herzspezifischer Aktivatoren, wie Srf, Nkx2 5 und Gata4. Diese Faktoren scheinen nicht die Bindung von Hey zu beeinflussen, aber sie rekrutieren Acetylasen wie p300, welche Hey vermittelter Histon H3 Deacetylierung entgegenwirken. Dieses Model erklärt die unterschiedliche Regulation von Hey Zielgenen zwischen embryonalen Stammzellen und Kardiomyozyten.
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Gen notch
KW  - Gene regulation
KW  - Notch signalling
KW  - Hey proteins
KW  - Genregulation
KW  - Notch Signalweg
KW  - Hey Proteine
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-101663
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wawrowsky, Kolja Alexander
T1  - Analysis and Visualization in Multidimensional Microscopy
T1  - Analyse und Visualisierung in der multidimensionalen Mikroskopie
N2  - The live sciences currently undergo a paradigm shift to computer aided discoveries. Discoveries in the live sciences were historically made by either direct observation or as a result of chemical assays. Today we see a growing shift toward computer aided analysis and visualization. This gradual process happens in microscopy. Multidimensional laser scanning microscopy can acquire very complex multichannel data from fixed or live specimen. New probes such as visible fluorescent proteins let us observe the expression of genes and track protein localization. Ion sensitive dyes change intensity with the concentration of ions in the cell. The laser scanning confocal allows us to record these processes in three dimensions over time. This work demonstrates the application of software analysis to multidimensional microscopy data. We introduce methods for volume investigation, ion flux analysis and molecular modeling. The visualization methods are based on a multidimensional data model to accommodate complex datasets. The software uses vector processing and multiple processors to accelerate volume rendering and achieve interactive rendering. The algorithms are based on human visual perception and allow the observer a wide range of mixed render modes. The software was used to reconstruct the pituitary development in zebrafish and observe the degeneration of neurons after injury in a mouse model. Calicum indicator dyes have long been used to study calcium fluxes. We optimized the imaging method to minimize impact on the cell. Live cells were imaged continuously for 45 minutes and subjected to increasing does of a drug. We correlated the amplitude of calcium oscillations to increasing doses of a drug and obtain single cell dose response curves. Because this method is very sensitive and measures single cell responses it has potential in drug discovery and characterization. Microtubules form a dynamic cytoskeleton, which is responsible for cell shape, intracellular transport and has an integral role in mitosis. A hallmark of microtubule organization is lateral interactions. Microtubules are bundles by proteins into dense structures. To estimate the contribution of this bundling process, we created a fractal model of microtubule organization. This model demonstrates that morphology of complex microtubule arrays can be explained by bundling alone. In summary we showed that advances in software for visualization, data analysis and modeling lead to new discoveries.
N2  - Die biologische Forschung befindet sich in einem Paradigmenwandel, in dem Endeckungen immer mehr von Computeranalyse ermöglicht werden. Entdeckungen in der biologischen Forschung wurden historisch gesehen durch direkte Beobachtung and mit Hilfe chemischer Analysemethoden gemacht. Heute sehen wir einen wachsenden Trend zur computerunterstützten Analyse und Visualisierung. Dieser graduelle Umschwung spielt sich auch in der Mikroskopie ab. Multidimensionale Laser Scanning Mikroskopie kann sehr komplexe Multikanalbilder von fixierten oder lebenden Präparaten aufnehmen. Neue Methoden (wie z.B. fluoreszierende Proteine) erlauben es, Genexpression und Proteinlokalisierung direkt sichtbar zu machen. Ionensensitive Farbstoffe ändern ihre Helligkeit mit der Konzentration der Ionen in der Zelle. Die konfokale Mikroskopie erlaubt es, diese Änderungen dreidimensional über die Zeit aufzunehmen. Die hier vorgestellte Arbeit demonstriert die Anwendung speziell entwickelter Software für die Analyse multidimensionaler Daten. Die hierbei entwickelten Methoden wurden für Volumendarstellung, Ionenfluxanalyse und zur molekularen Modellierung eingesetzt. Die Visualisierungsmethoden basieren auf einem multidimensionalen Datenmodel, um auch komplexe Daten verarbeiten zu können. Die Software benutzt Vektorverarbeitung und Multiprozessorunterstützung um Volumendarstellung schneller und interaktiv zu machen. Die Algorithmen beruhen auf Erkenntnissen der Wahrnehmungsforschung und erlauben es dem Anwender, eine Reihe von verschiedenen Darstellungsmodi zu kombinieren. Die Software wurde erstmals verwendet, um einerseits die Entwicklung der Hypophyse im Zebrafisch zu rekonstruieren, und andererseits die Degenerierung von Neuronen im Mausmodell bildlich zu verfolgen. Kalziumfarbstoffe wurden schon länger zum Studium von Kalziumoszillationen in Zellen eingesetzt. Wir optimierten die Bildaufnahmemethode um Schädigungen der Zelle zu minimieren. Zellen wurden kontinuierlich in 45 Minuten Zeitintervallen aufgenommen und dabei wachsenden Dosen der zu untersuchenden Substanz ausgesetzt. Durch Korrelation von Dosis und Oszillationsamplitude konnten pharmakologische Wirkungskurven für jede einzelne Zelle ermittelt werden. Diese Methode hat wegen der hohen Sensitivität und Auflösung bis zur einzelnen Zelle Potential für pharmakologische Untersuchungen. Mikrotubuli formen ein dynamisches Zytoskelett, das für Zellform und intrazellularen Transport zuständig ist und eine integrale Rolle bei der Mitose spielt. Eine besondere Eigenschaft der Mikrotubuli ist die laterale Interaktion. Mikrotubuli werden von Motorproteinen zu dichten Strukturen gebündelt. Um den möglichen Einfluß dieses Vorgangs auf die Organisation der Mikotubuli zu testen, wurde ein fraktales Model erstellt. Dieses Modell demonstriert, daß die komplexe Organisation der Mikrotubuli in einigen Fällen allein mit dem Bündelungsprozess erklärt werden kann. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit demonstriert werden, daß der Einsatz speziell entwickelter Software für Visualisierung, Datenanalyse und Modellierung zu neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen führen kann.
KW  - Konfokale Mikroskopie
KW  - Laser-Rastermikroskopie
KW  - Leica-Mikroskopie und -Systeme GmbH
KW  - Mikroskopie
KW  - Visualisierung
KW  - Bildverarbeitung
KW  - Mikrotubuli
KW  - Visualization
KW  - Image Processing
KW  - Microtubules
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23867
ER  - 
TY  - THES
A1  - Was [geb. Houben], Nina
T1  - Die Rolle der nicht-kodierenden RNAs miR-26 und \(Malat1\) bei der \(in\) \(vitro\) Differenzierung zu Neuronen
T1  - The role of the non-coding RNAs miR-26 and \(Malat1\) during \(in\) \(vitro\) neuronal differentiation
N2  - Während der embryonalen Neurogenese spielt die Repression neuraler Gene in nicht neuralen Zellen, sowie in neuralen Vorläuferzellen durch den REST (repressor element silencing transcription factor)-Komplex eine wichtige Rolle. Durch die schrittweise Inaktivierung diese Komplexes im Verlauf der Differenzierung werden neurale Genexpressionsprogramme
gesteuert. Zusätzlich kommt bei der Kontrolle der räumlichen und zeitlichen Regulation der Genexpression während der Neurogenese verschiedenen miRNAs eine wichtige Rolle zu. So konnte in vorangegangenen Arbeiten im Zebrafischen gezeigt werden, dass miR-26b die Transkription eines wichtigen Effektorproteins des REST-Komplexes, CTDSP2 (C-terminal domain small phosphatases), während der Neurogenese negativ reguliert. Da darüber hinaus
die miR-26 Repression zu einer stark verminderten neuronalen Differenzierung führte, kommt diesem regulatorischen Schaltkreis eine zentrale Rolle bei der Neurogenese im Zebrafisch zu.
Die zusammen mit ihren Ctdsp-Wirtsgenen koexprimierte miR-26 Familie liegt in Vertebraten evolutionär hoch konserviert vor. Analog zum Zebrafisch konnte im murinen in vitro ES-Zell Differenzierungssystem gezeigt werden, dass miR-26 die Expression von Ctdsp2 reprimiert.
Weiterhin konnte in diesem System gezeigt werden, dass auch Rest ein miR-26 Zielgen ist und dass der Verlust der miR-26 zu einem Arrest der differenzierenden Zellen im neuronalen Vorläuferstadium führt. Zusammengenommen deuten diese vorangegangenen Arbeiten auf
eine zentrale Rolle der miR-26 während der Neurogenese hin.
Die hier vorgestellte Arbeit zielte zunächst darauf ab die Regulation des REST-Komplexes durch die miR-26 auf molekularer Ebene besser zu verstehen. Der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Ctdsp2 mRNA führte zu einer erhöhten Ctdsp2 Expression, beeinflusste aber
nicht die terminale Differenzierung zu Neuronen. Im Gegensatz hierzu führte der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Rest mRNA zu einem Arrest der Differenzierung im neuralen Vorläuferzellstadium. Zellen in denen die miR-26 Bindestelle in Rest deletiert war, zeigten zudem, genau wie miR-26 knockout (KO) Zellen, eine erhöhte Expression von REST-Komplex Komponenten, sowie eine verringerte Expression von REST-regulierten miRNAs.
Zusammengenommen weisen diese Daten daraufhin, dass während der Neurogenese im Säugersystem die Inaktivierung von Rest durch miR-26 für die Maturierung von Neuronen eine zentrale Rolle spielt.
Ein weiterer Fokus dieser Arbeit lag auf der Regulation der miR-26 Expression während der Neurogenese. Vorangegangene Arbeiten in nicht-neuronalen Zelltypen identifizierten die lnc (long-non-coding) RNA Malat1 als eine ce (competitive endogenous) RNA der miR-26. Um den Einfluss von Malat1 auf die miR-26 Expression während der Neurogenese zu untersuchen,
wurde zunächst mittels CRISPR/Cas9 der vollständige Malat1-Lokus in ESCs deletiert. Der Verlust von Malat1 führte zu einer erhöhten Expression der miR-26 Familienmitglieder sowie deren Ctdsp-Wirtsgene. Weiterhin war die Proliferation von Malat1 KO neuronalen
Vorläuferzellen stark vermindert, was mit einer Erhöhung der Frequenz seneszenter Zellen einherging. Durch die Inaktivierung von miR-26 in differenzierenden Malat1 KO ESCs konnte dieser proliferative Phänotyp aufgehoben werden. Darüber hinaus konnte eine verstärkte neuronale Differenzierung dieser Zellen beobachtet werden.
Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass neben der Regulation des REST-Komplexes durch miR-26 auch die Kontrolle des Zellzyklus über die Malat1-vermittelte Regulation der miR-26
in neuronalen Vorläuferzellen einen kritischen Schritt bei der Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen zu maturen Neuronen darstellt.
N2  - During embryonic neurogenesis, repression of neural genes in non-neural cells, as well as in neural progenitor cells by the REST (repressor element silencing transcription factor) complex, plays an important role. The gradual inactivation of this complex during differentiation controls
neural gene expression programs. In addition, different miRNAs play important roles in controlling the spatial and temporal regulation of gene expression during neurogenesis. For example, previous work in zebrafish demonstrated that miR-26b negatively regulates the transcription of a key effector protein of the REST complex, CTDSP2 (C-terminal domain small phosphatases), during neurogenesis. Since miR-26 repression also resulted in severely reduced neuronal differentiation, this regulatory circuit plays a central role in zebrafish neurogenesis.
The miR-26 family, co-expressed with its Ctdsp host genes, is evolutionarily highly conserved in vertebrates. Analogous to zebrafish, miR-26 was shown to repress Ctdsp2 expression in a murine in vitro ESC differentiation system. Furthermore, in this system, it was shown that Rest is also a miR-26 target and that loss of miR-26 leads to arrest of differentiating cells at the neuronal progenitor stage. Taken together, these previous analyses suggest a central role for miR-26 during neurogenesis.
The work presented here first aimed to better understand the regulation of the REST complex by miR-26 at the molecular level. Loss of the miR-26 binding site in Ctdsp2 mRNA increased Ctdsp2 expression but did not affect terminal differentiation into neurons. In contrast, loss of the miR-26 binding site in the Rest mRNA resulted in arrest of differentiation at the neural progenitor cell stage. Cells in which the miR-26 binding site was deleted in Rest also showed increased expression of REST complex components, as well as decreased expression of RESTregulated
miRNAs, just like miR-26 knockout (KO) cells. Taken together, these data indicate
that during mammalian neurogenesis, inactivation of REST by miR-26 plays a central role in the maturation of mammalian neurons.
Another focus of this work was on the regulation of miR-26 expression during neurogenesis.
Previous analyses in non-neuronal cell types identified the lnc(long-non-coding)RNA Malat1 as a ce(competitive endogenous)RNA of miR-26. To investigate the effect of Malat1 on miR-26 expression during neurogenesis, the complete Malat1 locus was deleted in ESCs using CRISPR/Cas9. Loss of Malat1 resulted in increased expression of miR-26 family members as well as their Ctdsp host genes. Furthermore, proliferation of Malat1 KO neural progenitor cells was greatly reduced, which was accompanied by an increase in the frequency of senescent cells. Inactivation of miR-26 in differentiating Malat1 KO ESCs abrogated this proliferative
phenotype. In addition, increased neuronal differentiation of these cells was observed.
In conclusion, these data demonstrate that in addition to regulation of the REST complex by miR-26, cell cycle control via Malat1-mediated regulation of miR-26 in neuronal progenitor cells is a critical step for the differentiation of neuronal progenitor cells into mature neurons.
KW  - Neurogenese
KW  - Non-coding RNA
KW  - embryonale Stammzelle
KW  - miR-26
KW  - Malat1
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303714
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Warburg, M. R.
A1  - Linsenmair, Karl Eduard
A1  - Bercovitz, K.
T1  - The effect of climate on the distribution and abundance of isopods
N2  - Climate affects both the distribution and abundance of isopods. Humidity and moisture affect their activity and distribution. Survival of juveniles is largely dependent on moisture. The reproductive pattern is affected by temperature and light. Food affects growth and thus, indirectly, also reproduction, as larger females tend to produce larger broods and more frequent broods than smaller ones. Generally in isopods there is little evidence to suggest that food is a very important factor affecting their abundance. Both semelparity and iteroparity are found in isopods and both reproductive strategies are apparently successful. Mortality factors affect the oocytes, the marsupial stages, and most of all the newly released individuals . Apart from climatic factors, predation and, to a lesser extent, parasitism are the main causes of mortality. Longevity of isopods ranges from one to five years. Occasional population explosions ofisopods are known to take place, their cause being unknown.
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-44473
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wanzek, Katharina
A1  - Schwindt, Eike
A1  - Capra, John A.
A1  - Paeschke, Katrin
T1  - Mms1 binds to G-rich regions in Saccharomyces cerevisiae and influences replication and genome stability
JF  - Nucleic Acids Research
N2  - The regulation of replication is essential to preserve genome integrity. Mms1 is part of the E3 ubiquitin ligase complex that is linked to replication fork progression. By identifying Mms1 binding sites genome-wide in Saccharomyces cerevisiae we connected Mms1 function to genome integrity and replication fork progression at particular G-rich motifs. This motif can form G-quadruplex (G4) structures in vitro. G4 are stable DNA structures that are known to impede replication fork progression. In the absence of Mms1, genome stability is at risk at these G-rich/G4 regions as demonstrated by gross chromosomal rearrangement assays. Mms1 binds throughout the cell cycle to these G-rich/G4 regions and supports the binding of Pif1 DNA helicase. Based on these data we propose a mechanistic model in which Mms1 binds to specific G-rich/G4 motif located on the lagging strand template for DNA replication and supports Pif1 function, DNA replication and genome integrity.
KW  - replication
KW  - regulation
KW  - genome integrity
KW  - Saccharomyces cerevisiae
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-170577
VL  - 45
IS  - 13
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wangorsch, Gaby
A1  - Butt, Elke
A1  - Mark, Regina
A1  - Hubertus, Katharina
A1  - Geiger, Jörg
A1  - Dandekar, Thomas
A1  - Dittrich, Marcus
T1  - Time-resolved in silico modeling of fine-tuned cAMP signaling in platelets: feedback loops, titrated phosphorylations and pharmacological modulation
N2  - Background: Hemostasis is a critical and active function of the blood mediated by platelets. Therefore, the prevention of pathological platelet aggregation is of great importance as well as of pharmaceutical and medical interest. Endogenous platelet inhibition is predominantly based on cyclic nucleotides (cAMP, cGMP) elevation and subsequent cyclic nucleotide-dependent protein kinase (PKA, PKG) activation. In turn, platelet phosphodiesterases (PDEs) and protein phosphatases counterbalance their activity. This main inhibitory pathway in human platelets is crucial for countervailing unwanted platelet activation. Consequently, the regulators of cyclic nucleotide signaling are of particular interest to pharmacology and therapeutics of atherothrombosis. Modeling of pharmacodynamics allows understanding this intricate signaling and supports the precise description of these pivotal targets for pharmacological modulation. Results: We modeled dynamically concentration-dependent responses of pathway effectors (inhibitors, activators, drug combinations) to cyclic nucleotide signaling as well as to downstream signaling events and verified resulting model predictions by experimental data. Experiments with various cAMP affecting compounds including antiplatelet drugs and their combinations revealed a high fidelity, fine-tuned cAMP signaling in platelets without crosstalk to the cGMP pathway. The model and the data provide evidence for two independent feedback loops: PKA, which is activated by elevated cAMP levels in the platelet, subsequently inhibits adenylyl cyclase (AC) but as well activates PDE3. By multi-experiment fitting, we established a comprehensive dynamic model with one predictive, optimized and validated set of parameters. Different pharmacological conditions (inhibition, activation, drug combinations, permanent and transient perturbations) are successfully tested and simulated, including statistical validation and sensitivity analysis. Downstream cyclic nucleotide signaling events target different phosphorylation sites for cAMP- and cGMP-dependent protein kinases (PKA, PKG) in the vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP). VASP phosphorylation as well as cAMP levels resulting from different drug strengths and combined stimulants were quantitatively modeled. These predictions were again experimentally validated. High sensitivity of the signaling pathway at low concentrations is involved in a fine-tuned balance as well as stable activation of this inhibitory cyclic nucleotide pathway. Conclusions: On the basis of experimental data, literature mining and database screening we established a dynamic in silico model of cyclic nucleotide signaling and probed its signaling sensitivity. Thoroughly validated, it successfully predicts drug combination effects on platelet function, including synergism, antagonism and regulatory loops.
KW  - Vasodilatator-stimuliertes Phosphoprotein
KW  - VASP
KW  - cyclic nucleotide signaling
KW  - silico model
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69145
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wangorsch, Gaby
T1  - Mathematical modeling of cellular signal transduction
T1  - Mathematische Modellierung der zellulären Signaltransduktion
N2  - A subtly regulated and controlled course of cellular processes is essential for the healthy functioning not only of single cells, but also of organs being constituted thereof. In return, this entails the proper functioning of the whole organism. This implies a complex intra- and inter-cellular communication and signal processing that require equally multi-faceted methods to describe and investigate the underlying processes. Within the scope of this thesis, mathematical modeling of cellular signaling finds its application in the analysis of cellular processes and signaling cascades in different organisms. ...
N2  - Das fein regulierte und kontrollierte Ablaufen zellulärer Prozesse ist essentiell für das gesunde Funktionieren einzelner Zellen, sowie der aus ihnen bestehenden Organe. Diese wiederum bedingen das Funktionieren des gesamten Organismus. Genauso vielschichtig wie die Kommunikation und Signalverarbeitung innerhalb und zwischen den Zellen, sind die Methoden um diese Vorgänge zu beschreiben und zu untersuchen. Die mathematische Modellierung zellulärer Signalverarbeitung findet im Rahmen dieser Arbeit Anwendung in der Analyse zellulärer Prozesse und Signalkaskaden in verschiedenen Organismen....
KW  - Mathematische Modellierung
KW  - Thrombozyt
KW  - Systembiologie
KW  - Mathematische Modellierung
KW  - Mathematical modeling
KW  - platelets
KW  - signaling pathway
KW  - systems biology
KW  - Signaltransduktion
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87746
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wang, Huiqiang
T1  - Enhanced Replication of Vaccinia Virus GLV-1h68 in Cancer Stem-like Cells of Human Breast Cancer Cell Preparations
T1  - Verbesserte Replikation desVerbesserte Replikation des Vaccinia Virus GLV-1h68 in Präparation von Tumorstammzell-ähnlichen Zellen
N2  - There is more and more evidence for the cancer stem cell hypothesis which believes that cancers are driven by a cellular subcomponent that has stem cell properties which is self-renewal, tumorigenicity and multilineage differentiation capacity. Cancer stem cells have been connected to the initiation of tumors and are even found to be responsible for relapses after apparently curative therapies have been undertaken. This hypothesis changes our conceptual approach of oncogenesis and shall have implications in breast cancer prevention, detection and treatment, especially in metastatic breast cancer for which no curative treatment exists. Given the specific stem cell features, novel therapeutic pathways can be targeted. Since the value of vaccinia virus as a vaccination virus against smallpox was discovered by E. Jenner at 18th century, it plays an important role in human medicine and molecular biology. After smallpox was successfully eradicated, vaccinia virus is mainly used as a viral vector in molecular biology and increasingly in cancer therapy. The outstanding capability to specifically target and destroy cancer cells makes it a perfect agent for oncolytic virotherapy. Furthermore, the virus can easily be modified by inserting genes which encode therapeutic or diagnostic proteins to be expressed when a tumor is infected. The emphasis in this study was the establishment of methods for the enrichment of human breast cancer stem-like cells from cancer cell lines and characterization of those cancer stem-like cells in vitro and in vivo. Furthermore, by using the Genelux Corporation vaccinia virus strain GLV-1h68, the isolated cancer stem-like cells can be targeted not only in vitro but also in vivo more efficiently. Side-population (SP) cells within cancers and cell lines are rare cell populations known to be enriched cancer stem-like cells. In this study, we used Hoechst 33342 staining and flow cytometry to identify SP cells from the human breast cancer cell lines MCF-7 and GI-101A as models for cancer stem-like cells. Considering the cytotoxicity of Hoechst dye and the restriction of instrument, we did not carry out further studies by this method. Utilizing in vitro and in vivo experimental systems, we showed that human breast cancer cell line GI-101A with aldehyde dehydrogenase activity (ALDH) have stemlike properties. Higher ALDH activity identifies the tumorigenic cell fraction which is capable of self-renewal and of generating tumors that could recapitulate the heterogeneity of the parental tumor. Furthermore, the cells with higher ALDH activity display significant resistance to chemotherapy and ionizing radiation, which proves their stem-like properties again. The cells which have higher ALDH activity also are more invasive compared to cells which have lower ALDH activity, which connects the cancer stem-like cells with cancer metastases. By analyzing the popular human breast cancer stem cells surface markers CD44, CD49f and CD24, it was discovered that the cells with higher ALDH activity have stronger CD44 and CD49f expression than in those cells with lower ALDH activity, which further confirms their stem-like properties. Finally, the cells with higher ALDH activity and lower ALDH activity were infected in vitro and used in virotherapy in a mouse xenograft model was performed. The results indicated that the vaccinia virus GLV-1h68 can replicate in cells with higher ALDH activity more efficiently than cells with lower ALDH activity. GLV-1h68 also can selectively target and eradicate the xenograft tumors which were derived from cells with higher ALDH activity. The epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a key developmental program that is often activated during cancer invasion and metastases. EMT was induced in immortalized human mammary epithelial cells (HMLEs) and in GI-101A cells, which results in the acquisition of mesenchymal traits and in the expression of stem cell markers. Furthermore, the EMT-induced GI-101A cells showed resistance to chemotherapy and invasion capacity. CD44+/CD24- cells were enriched during the EMT induction. Following flow cytometry sorting by using CD44, CD24 and ESA surface marker, the sorted cells were tested in a mouse model regarding tumorigenicity. Unexpectedly, we found that CD44+/CD24+/ESA+ cells could initiate tumors more efficiently rather than CD44+/CD24-/ESA+ and other fractions in EMTinduced GI-101A cells. We also infected the CD44+/CD24+/ESA+ and CD44+/CD24- /ESA+ cells in vitro and performed virotherapy in a mouse xenograft model. The results indicated that the vaccinia virus GLV-1h68 is able to replicate in CD44+/CD24+/ESA+ cells more efficiently than in CD44+/CD24-/ESA+ cells. GLV-1h68 was also capable to selectively target and eradicate the xenograft tumors which derived from CD44+/CD24+/ESA+ cells. Moreover, CD44- cells have much lower tumorigenicity in the mouse model and CD44- cells derived-tumors are not responsive to vaccinia virotherapy. In summary, we have successfully established an in vitro and in vivo system for the identification, characterization and isolation of cancer stem-like cells from the human breast cancer cell line GI-101A by using the ALDEFLUOR assay. The vaccinia virus GLV-1h68 was able to efficiently target and eradicate the higher ALDH activity cells and tumors derived from those cells. Although contrary to the current assumption, CD44+/CD24+/ESA+ cells in the EMT-induced GI-101A cell line showed stem-like properties and GLV-1h68 was able to efficiently target and eradicate the CD44+/CD24+/ESA+ cells and tumors which derived from those cells. Finally, improved understanding of cancer stem cells may have tremendous relevance for how cancer should be treated. It is menacing that cancer stem cells are resistant to almost all anti-tumor approaches which have already been established for the treatment of metastatic diseases such as ionizing radiation, hormonal therapy, chemotherapy, and small molecular inhibitors. Therefore, it is promising that our results suggest that these cancer stem cells may be susceptible to treatment with oncolytic vaccinia virus.
N2  - Immer mehr experimentelle Hinweise stützen die Krebsstammzell-Hypothese, wonach Krebs durch eine zelluläre Teilkomponente angetrieben wird, die Stammzell- Eigenschaften hat, das heißt die Fähigkeit sich selbst zu erneuern, Tumorigenität und die Fähigkeit sich in verschiedene Richtungen zu differenzieren. Krebsstammzellen wurden mit der Enstehung von Tumorerkrankungen in Verbindung gebracht, und werden sogar für Rückfälle verantwortlich gemacht, nachdem scheinbar erfogreiche Behandlungen durchgeführt wurden. Diese Hypothese verändert unser Verständnis der Onkogenese und wird Auswirkungen auf die Brustkrebs-Prävention, -Erkennung und -Behandlung haben, vor allem in metastasierendem Brustkrebs, für den es keine kurative Behandlung gibt. Angesichts der besonderen Merkmale von Stammzellen können neue therapeutische Wege angestrebt werden. Seit sein Nutzen als Impfvirus gegen die Pocken von E. Jenner im 18. Jahrhundert entdeckt wurde, spielt das Vaccinia-Virus in der Humanmedizin und Molekularbiologie eine wichtige Rolle. Nachdem die Pocken erfolgreich ausgerottet wurden, wird das Vaccinia-Virus hauptsächlich als viraler Vektor in der Molekularbiologie und in zunehmendem Maße in der Krebstherapie verwendet. Die außerordentliche Fähigkeit, Krebszellen gezielt zu zerstören, macht es zu einem perfekten Wirkstoff für die onkolytische Virotherapie. Des Weiteren kann das Virus durch das Inserieren von Genen modifiziert werden, die für therapeutische oder diagnostische Proteine kodieren und im infizierten Tumor exprimiert werden. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war die Etablierung von Methoden für die Anreicherung menschlicher Stammzell-ähnlicher Brustkrebszellen von Krebszelllinien und die Charakterisierung dieser Krebsstammzell-ähnlichen Zellen in vitro und in vivo. Darüber hinaus können mit Hilfe des Vaccinia-Virus-Stammes GLV- 1h68 von Genelux Corporation die isolierten Krebsstammzell-ähnlichen Zellen nicht nur in vitro, sondern auch in vivo effizienter eliminiert werden. Side-Population- (SP-) Zellen in Krebserkrankungen und Zelllinien sind seltene Zellpopulationen die dafür bekannt sind, reich an Krebsstammzell-ähnlichen Zellen zu sein. In dieser Studie verwendeten wir eine Hoechst 33342-Färbung und Durchflusszytometrie, um SP-Zellen aus der menschlichen Brustkrebs-Zelllinie MCF- 7 zu identifizieren, als Modell für Krebsstammzell-ähnliche Zellen. In Anbetracht der Zytotoxizität des Hoechst-Farbstoffes und der Beschränkung des Instruments, wurde diese Methode nicht weiter verfolgt. Mit Hilfe von Experimenten in vitro und in vivo wurde gezeigt, dass die menschliche Brustkrebs-Zelllinie GI-101A mit Aldehyd-Dehydrogenase-Aktivität (ALDH) Stammzell-ähnliche Eigenschaften hat. Höhere ALDH-Aktivität identifiziert die tumorigene Zellfraktion, die zur Selbsterneuerung und zur Erzeugung von Tumoren fähig ist, was die Heterogenität des ursprünglichen Tumors deutlich macht. Darüber hinaus weisen Zellen mit hoher ALDH-Aktivität eine beachtliche Fähigkeit zur Resistenz gegen Chemotherapie und ionisierende Strahlung auf, was wiederum ihre Stammzell-ähnlichen Eigenschaften beweist. Ferner sind Zellen mit hoher ALDHAktivität im Vergleich zu Zellen mit niedriger ALDH-Aktivität stärker invasiv, was die Krebsstammzell-ähnlichen Zellen mit Krebsmetastasierung in Verbindung bringt. Bei der Analyse der gängigen Oberflächenmarker CD44, CD24 und CD49f in menschlichen Brustkrebs-Stammzellen beobachteten wir, dass Zellen mit hoher ALDH-Aktivität CD44 und CD49f stärker exprimieren als Zellen mit niedriger ALDHAktivität, was wiederum deren Stammzell-ähnliche Eigenschaften aufzeigt. Schließlich wurden die Zellen mit hoher und niedriger ALDH-Aktivität in vitro infiziert und Virotherapie im Maus-Xenograft-Modell durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Vaccinia-Virus GLV-1h68 in Zellen mit höherer ALDH-Aktivität effizienter replizieren kann als in Zellen mit niedrigerer ALDH-Aktivität. GLV-1h68 kann auch selektiv Xenograft-Tumore finden und zerstören, welche von Zellen mit hoher ALDHAktivität abstammten. Der epithelial-mesenchymale Übergang (EMT) ist ein essentieller Entwicklungs- Schritt, der häufig während der Invasion und Metastasierung in Krebserkrankungen aktiviert wird. Wir induzierten EMT in immortalisierten humanen Brust-Epithelzellen (HMLEs) und GI-101A-Zellen, was im Erwerb von mesenchymalen Eigenschaften und der Expression von Stammzell-Markern resultiert. Außerdem zeigten die EMTinduzierten GI-101A-Zellen Chemoresistenz und Fähigkeit zur Invasion. CD44+CD24--Zellen waren während der EMT-Induktion angereichert. Es wurden durchflusszytometrische Sortierung mit Hilfe von CD44-, CD24- und ESAOberflächenmarkern durchgeführt, und die sortierten Zellen wurden danach auf Tumorigenität in einem Mausmodell getestet. Unerwarteterweise fanden wir, dass CD44+CD24-ESA+-Zellen effizienter Tumore initiieren konnten als CD44+CD24- ESA+-Zellen und andere Fraktionen in EMT-induzierten GI-101A-Zellen. Wir haben auch die infizierten CD44+CD24+ESA+- und CD44+CD24-ESA+-Zellen in vitro infiziert und Virotherapie im Maus-Xenograft-Modell durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Vaccinia-Virus GLV-1h68 in CD44+CD24+ESA+-Zellen effizienter replizieren kann als CD44+CD24-ESA+-Zellen. GLV-1h68 konnte selektiv Xenograft- Tumore finden und eliminieren, die von CD44+CD24+ESA+-Zellen abstammten. Darüber hinaus haben CD44--Zellen eine sehr niedrige Tumorigenität im Mausmodell und Tumore, die von CD44--Zellen abstammen, sprechen nicht auf Vaccinia-Virotherapie an. Zusammenfassend haben wir erfolgreich ein System zur Identifizierung, Charakterisierung und Isolierung von Krebsstammzell-ähnlichen Zellen aus der menschlichen Brustkrebs-Zelllinie GI-101A in vitro und in vivo mit Hilfe des ALDEFLUOR-Assays etabliert. Das Vaccinia-Virus GLV-1h68 konnte zielgenau Zellen mit erhöhter ALDH-Aktivität oder daraus etablierte Tumore finden und zerstören. Obwohl, im Gegensatz zur gängigen Annahme, CD44+CD24+ESA+-Zellen in der EMT-induzierten GI-101A-Zelllinie Stammzell-ähnliche Eigenschaften zeigten, konnte GLV-1h68 zielgenau CD44+CD24+ESA+-Zellen oder daraus etablierte Tumore finden und zerstören. Schließlich kann ein verbessertes Verständnis der Krebsstammzellen eine enorme Bedeutung dafür haben, wie Krebs behandelt werden sollte. Es ist verhängnisvoll, dass Krebsstammzellen gegen fast alle Anti-Tumor-Ansätze, die bereits für die Behandlung von Metastasen etabliert wurden, resistent sind, wie ionisierende Strahlung, Hormontherapie, Chemotherapie und kleine molekulare Inhibitoren. Gerade deshalb ist es vielversprechend, dass unsere Ergebnisse darauf hin deuten, dass diese Krebsstammzellen auf Behandlung mit dem onkolytischen Vaccinia-Virus ansprechen.
KW  - Vaccinia Virus
KW  - Brustkrebs
KW  - Stammzelle
KW  - cancer stem cells
KW  - vaccinia virus
KW  - human breast cancer
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-64750
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Walter, Thomas
A1  - Degen, Jacqueline
A1  - Pfeiffer, Keram
A1  - Stöckl, Anna
A1  - Montenegro, Sergio
A1  - Degen, Tobias
T1  - A new innovative real-time tracking method for flying insects applicable under natural conditions
JF  - BMC Zoology
N2  - Background
Sixty percent of all species are insects, yet despite global efforts to monitor animal movement patterns, insects are continuously underrepresented. This striking difference between species richness and the number of species monitored is not due to a lack of interest but rather to the lack of technical solutions. Often the accuracy and speed of established tracking methods is not high enough to record behavior and react to it experimentally in real-time, which applies in particular to small flying animals.

Results
Our new method of real-time tracking relates to frequencies of solar radiation which are almost completely absorbed by traveling through the atmosphere. For tracking, photoluminescent tags with a peak emission (1400 nm), which lays in such a region of strong absorption through the atmosphere, were attached to the animals. The photoluminescent properties of passivated lead sulphide quantum dots were responsible for the emission of light by the tags and provide a superb signal-to noise ratio. We developed prototype markers with a weight of 12.5 mg and a diameter of 5 mm. Furthermore, we developed a short wave infrared detection system which can record and determine the position of an animal in a heterogeneous environment with a delay smaller than 10 ms. With this method we were able to track tagged bumblebees as well as hawk moths in a flight arena that was placed outside on a natural meadow.

Conclusion
Our new method eliminates the necessity of a constant or predictable environment for many experimental setups. Furthermore, we postulate that the developed matrix-detector mounted to a multicopter will enable tracking of small flying insects, over medium range distances (>1000m) in the near future because: a) the matrix-detector equipped with an 70 mm interchangeable lens weighs less than 380 g, b) it evaluates the position of an animal in real-time and c) it can directly control and communicate with electronic devices.
KW  - natural environment
KW  - insect tracking
KW  - real-time
KW  - movement ecology
KW  - heterogeneous background
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-265716
VL  - 6
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wallace, Helen Margaret
A1  - Leonhardt, Sara Diana
T1  - Do Hybrid Trees Inherit Invasive Characteristics? Fruits of Corymbia torelliana X C. citriodora Hybrids and Potential for Seed Dispersal by Bees
JF  - PLoS One
N2  - Tree invasions have substantial impacts on biodiversity and ecosystem functioning, and trees that are dispersed by animals are more likely to become invasive. In addition, hybridisation between plants is well documented as a source of new weeds, as hybrids gain new characteristics that allow them to become invasive. Corymbia torelliana is an invasive tree with an unusual animal dispersal mechanism: seed dispersal by stingless bees, that hybridizes readily with other species. We examined hybrids between C. torelliana and C. citriodora subsp. citriodora to determine whether hybrids have inherited the seed dispersal characteristics of C. torelliana that allow bee dispersal. Some hybrid fruits displayed the characteristic hollowness, resin production and resin chemistry associated with seed dispersal by bees. However, we did not observe bees foraging on any hybrid fruits until they had been damaged. We conclude that C. torelliana and C. citriodora subsp. citriodora hybrids can inherit some fruit characters that are associated with dispersal by bees, but we did not find a hybrid with the complete set of characters that would enable bee dispersal. However, around 20,000 hybrids have been planted in Australia, and ongoing monitoring is necessary to identify any hybrids that may become invasive.
KW  - resin
KW  - long-distance dispersal
KW  - Australian stingless bees
KW  - plantations
KW  - hymenoptera
KW  - populations
KW  - carbonaria
KW  - eucalyptus
KW  - cuticular profiles
KW  - hybridization
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-141777
VL  - 10
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wagner, Toni U.
A1  - Fischer, Andreas
A1  - Thoma, Eva C.
A1  - Schartl, Manfred
T1  - CrossQuery : A Web Tool for Easy Associative Querying of Transcriptome Data
N2  - Enormous amounts of data are being generated by modern methods such as transcriptome or exome sequencing and microarray profiling. Primary analyses such as quality control, normalization, statistics and mapping are highly complex and need to be performed by specialists. Thereafter, results are handed back to biomedical researchers, who are then confronted with complicated data lists. For rather simple tasks like data filtering, sorting and cross-association there is a need for new tools which can be used by non-specialists. Here, we describe CrossQuery, a web tool that enables straight forward, simple syntax queries to be executed on transcriptome sequencing and microarray datasets. We provide deepsequencing data sets of stem cell lines derived from the model fish Medaka and microarray data of human endothelial cells. In the example datasets provided, mRNA expression levels, gene, transcript and sample identification numbers, GO-terms and gene descriptions can be freely correlated, filtered and sorted. Queries can be saved for later reuse and results can be exported to standard formats that allow copy-and-paste to all widespread data visualization tools such as Microsoft Excel. CrossQuery enables researchers to quickly and freely work with transcriptome and microarray data sets requiring only minimal computer skills. Furthermore, CrossQuery allows growing association of multiple datasets as long as at least one common point of correlated information, such as transcript identification numbers or GO-terms, is shared between samples. For advanced users, the object-oriented plug-in and event-driven code design of both server-side and client-side scripts allow easy addition of new features, data sources and data types.
KW  - CrossQuery
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76088
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wagner, Toni U.
A1  - Fischer, Andreas
A1  - Thoma, Eva C.
A1  - Schartl, Manfred
T1  - CrossQuery: A Web Tool for Easy Associative Querying of Transcriptome Data
JF  - PLoS ONE
N2  - Enormous amounts of data are being generated by modern methods such as transcriptome or exome sequencing and microarray profiling. Primary analyses such as quality control, normalization, statistics and mapping are highly complex and need to be performed by specialists. Thereafter, results are handed back to biomedical researchers, who are then confronted with complicated data lists. For rather simple tasks like data filtering, sorting and cross-association there is a need for new tools which can be used by non-specialists. Here, we describe CrossQuery, a web tool that enables straight forward, simple syntax queries to be executed on transcriptome sequencing and microarray datasets. We provide deep-sequencing data sets of stem cell lines derived from the model fish Medaka and microarray data of human endothelial cells. In the example datasets provided, mRNA expression levels, gene, transcript and sample identification numbers, GO-terms and gene descriptions can be freely correlated, filtered and sorted. Queries can be saved for later reuse and results can be exported to standard formats that allow copy-and-paste to all widespread data visualization tools such as Microsoft Excel. CrossQuery enables researchers to quickly and freely work with transcriptome and microarray data sets requiring only minimal computer skills. Furthermore, CrossQuery allows growing association of multiple datasets as long as at least one common point of correlated information, such as transcript identification numbers or GO-terms, is shared between samples. For advanced users, the object-oriented plug-in and event-driven code design of both server-side and client-side scripts allow easy addition of new features, data sources and data types.
KW  - Microarray data
KW  - Sprouting angiogenesis
KW  - Cell-line
KW  - Biology
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134787
VL  - 6
IS  - 12
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wagner, Nicole
T1  - Charakterisierung der Kernmembranproteine Lamin-B-Rezeptor und Bocksbeutel von Drosophila melanogaster
T1  - Characterization of nuclear membrane proteins Lamin B Receptor and Bocksbeutel of Drosophila melanogaster
N2  - Funktionelle Charakterisierung neuer Proteine der inneren Kernmembran von Drosophila melanogaster: Drosophila Lamin B Rezeptor (dLBR), ein integrales Membranprotein der inneren Kernmembran; Bocksbeutel alpha und Bocksbeutel beta, LEM-Domänen Proteine sowie deren potentiellen Interaktionspartner Drosophila Barrier-to-Autointegration Factor (dBAF).
N2  - Functional characterization of novel inner membrane proteins of Drosophila melanogaster: Drosophila Lamin B Receptor (dLBR), a novel integral membrane protein of the inner nuclear membrane; Bocksbeutel alpha and Bocksbeutel beta, LEM-domain proteins and their putative interacting partner Drosophila Barrier-to-Autointegration Factor (dBAF).
KW  - Taufliege
KW  - Kernhülle
KW  - Proteine
KW  - Molekularbiologie
KW  - Kernhülle
KW  - innere Kernmembran
KW  - LEM Domäne
KW  - nuclear envelope
KW  - INM
KW  - LEM domain
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7245
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wagner, Martin
A1  - Slaghuis, Jörg
A1  - Göbel, Werner
A1  - Vázquez-Boland, José Antonio
A1  - Rychli, Kathrin
A1  - Schmitz-Esser, Stephan
T1  - Virulence pattern analysis of three Listeria monocytogenes lineage I epidemic strains with distinct outbreak histories
JF  - Microorganisms
N2  - Strains of the food-borne pathogen Listeria (L.) monocytogenes have diverse virulence potential. This study focused on the virulence of three outbreak strains: the CC1 strain PF49 (serovar 4b) from a cheese-associated outbreak in Switzerland, the clinical CC2 strain F80594 (serovar 4b), and strain G6006 (CC3, serovar 1/2a), responsible for a large gastroenteritis outbreak in the USA due to chocolate milk. We analysed the genomes and characterized the virulence in vitro and in vivo. Whole-genome sequencing revealed a high conservation of the major virulence genes. Minor deviations of the gene contents were found in the autolysins Ami, Auto, and IspC. Moreover, different ActA variants were present. Strain PF49 and F80594 showed prolonged survival in the liver of infected mice. Invasion and intracellular proliferation were similar for all strains, but the CC1 and CC2 strains showed increased spreading in intestinal epithelial Caco2 cells compared to strain G6006. Overall, this study revealed long-term survival of serovar 4b strains F80594 and PF49 in the liver of mice. Future work will be needed to determine the genes and molecular mechanism behind the long-term survival of L. monocytogenes strains in organs.
KW  - pathogenicity
KW  - whole-genome analysis
KW  - prolonged survival
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-245093
SN  - 2076-2607
VL  - 9
IS  - 8
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wagner, Martin
T1  - Zyto- und Gentoxizität von Zinkoxid-Nanopartikeln in humanen mesenchymalen Stammzellen nach repetitiver Exposition und im Langzeitversuch
T1  - Time-Dependent Toxic and Genotoxic Effects of Zinc Oxide Nanoparticles after Long-Term and Repetitive Exposure to Human Mesenchymal Stem Cells
N2  - Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) finden in vielen Produkten des täglichen Verbrauchs Verwendung. Daten über die toxikologischen Eigenschaften von ZnO-NP werden kontrovers diskutiert. Die menschliche Haut ist in Bezug auf die ZnO-NP Exposition das wichtigste Kontakt-Organ. Intakte Haut stellt eine suffiziente Barriere gegenüber NP dar. Bei defekter Haut ist ein Kontakt zu den proliferierenden Stammzellen möglich, sodass diese als wichtiges toxikologische Ziel für NP darstellen. Das Ziel dieser Dissertation war die Bewertung der genotoxischen und zytotoxischen Effekte an humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch niedrig dosierte ZnO-NP nach 24 stündiger Exposition, repetitiven Expositionen und im Langzeitversuch bis zu 6 Wochen. Zytotoxische Wirkungen von ZnO-NP wurden mit 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid-Test (MTT)  gemessen. Darüber hinaus wurde die Genotoxizität durch den Comet-Assay bewertet. Zur Langzeitbeobachtung bis zu 6 Wochen wurde die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Zytotoxizität nach 24-stündiger ZnO-NP-Exposition war ab einer Konzentration von 50 µg/ml nachweisbar. Genotoxizität konnten bereits bei Konzentrationen von 1 und 10 µg/ml ZnO-NP beschrieben werden. Wiederholte Exposition verstärkte die Zyto-, aber nicht die Genotoxizität. Eine intrazelluläre NP-Akkumulation mit Penetration der Zellorganelle wurde bei einer Exposition bis zu 6 Wochen beobachtet. Die Ergebnisse deuten auf zytotoxische und genotoxisches Effekte von ZnO-NP hin. Bereits geringe Dosen von ZnO-NP können bei wiederholter Exposition toxische Wirkungen hervorrufen sowie eine langfristige Zellakkumulation. Diese Daten sollten bei der Verwendung von ZnO-NP an geschädigter Haut berücksichtigt werden.
N2  - Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) are widely used in many products of daily consumption. Data on the toxicological properties of the ZnO-NP used are discussed controversially. Human skin is the most important organ in terms of ZnO-NP exposure. Intact skin has been shown to provide an adequate barrier against NPs, while defective skin allows NP contact with proliferating cells. Among proliferating cells, stem cells are the main toxicological target for NPs. Therefore, the aim of this dissertation was to evaluate the genotoxic and cytotoxic effects of human mesenchymal stem cells (hMSC) by low-dose ZnO-NP after 24 hours of exposure, repetitive exposures and in long-term experiments up to 6 weeks. Cytotoxic effects of ZnO-NP were measured with 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide test (MTT). In addition, genotoxicity was assessed by the comet assay. Transmission electron microscopy (TEM) was used for long-term observation after 6 exposure periods. The results of the study show that ZnO-NP has a cytotoxic effect starting at high concentrations of 50 µg/mL and could demonstrate genotoxic effects in hMSC exposed to 1 and 10 µg/ml ZnO-NP. Repeated exposure enhanced cytotoxicity but not genotoxicity. Intracellular NP accumulation with penetration of the cell organelles was observed at exposure up to 6 weeks. The results indicate the cytotoxic and genotoxic potential of ZnO-NP. Even small doses of ZnO-NP can cause toxic effects with repeated exposure and long-term cell accumulation. These data should be considered when using ZnO-NP on damaged skin.
KW  - nanoparticle
KW  - zinc oxid
KW  - stem cells
KW  - nanotoxicology
KW  - human skin
KW  - Nanopartikel
KW  - humane mesenchymale Stammzellen
KW  - Genotoxizität
KW  - Zytotoxizität
KW  - Repetitive Exposition
KW  - Elektronenmikroskopie
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-275726
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wagner, Johanna
A1  - Eiken, Barbara
A1  - Haubitz, Imme
A1  - Lichthardt, Sven
A1  - Matthes, Niels
A1  - Löb, Stefan
A1  - Klein, Ingo
A1  - Germer, Christoph-Thomas
A1  - Wiegering, Armin
T1  - Suprapubic bladder drainage and epidural catheters following abdominal surgery—a risk for urinary tract infections?
JF  - PLoS ONE
N2  - Background
Epidural catheters are state of the art for postoperative analgesic in abdominal surgery. Due to neurolysis it can lead to postoperative urinary tract retention (POUR), which leads to prolonged bladder catheterization, which has an increased risk for urinary tract infections (UTI). Our aim was to identify the current perioperative management of urinary catheters and, second, to identify the optimal time of suprapubic bladder catheter removal in regard to the removal of the epidural catheter.

Methods
We sent a questionnaire to 102 German hospitals and analyzed the 83 received answers to evaluate the current handling of bladder drainage and epidural catheters. Then, we conducted a retrospective study including 501 patients, who received an epidural and suprapubic catheter after abdominal surgery at the University Hospital Würzburg. We divided the patients into three groups according to the point in time of suprapubic bladder drainage removal in regard to the removal of the epidural catheter and analyzed the onset of a UTI.

Results
Our survey showed that in almost all hospitals (98.8%), patients received an epidural catheter and a bladder drainage after abdominal surgery. The point in time of urinary catheter removal was equally distributed between before, simultaneously and after the removal of the epidural catheter (respectively: ~28–29%). The retrospective study showed a catheter-associated UTI in 6.7%. Women were affected significantly more often than men (10,7% versus 2,5%, p<0.001). There was a non-significant trend to more UTIs when the suprapubic catheter was removed after the epidural catheter (before: 5.7%, after: 8.4%).

Conclusion
The point in time of suprapubic bladder drainage removal in relation to the removal of the epidural catheter does not seem to correlate with the rate of UTIs. The current handling in Germany is inhomogeneous, so further studies to standardize treatment are recommended.
KW  - catheters
KW  - epidural block
KW  - bladder
KW  - urinary tract infections
KW  - abdominal surgery
KW  - catheterization
KW  - surgical and invasive medical procedures
KW  - rectum
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-177731
VL  - 14
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wagner, Fabienne
A1  - Kunz, Tobias C.
A1  - Chowdhury, Suvagata R.
A1  - Thiede, Bernd
A1  - Fraunholz, Martin
A1  - Eger, Debora
A1  - Kozjak-Pavlovic, Vera
T1  - Armadillo repeat-containing protein 1 is a dual localization protein associated with mitochondrial intermembrane space bridging complex
JF  - PLoS ONE
N2  - Cristae architecture is important for the function of mitochondria, the organelles that play the central role in many cellular processes. The mitochondrial contact site and cristae organizing system (MICOS) together with the sorting and assembly machinery (SAM) forms the mitochondrial intermembrane space bridging complex (MIB), a large protein complex present in mammalian mitochondria that partakes in the formation and maintenance of cristae. We report here a new subunit of the mammalian MICOS/MIB complex, an armadillo repeat-containing protein 1 (ArmC1). ArmC1 localizes both to cytosol and mitochondria, where it associates with the outer mitochondrial membrane through its carboxy-terminus. ArmC1 interacts with other constituents of the MICOS/MIB complex and its amounts are reduced upon MICOS/MIB complex depletion. Mitochondria lacking ArmC1 do not show defects in cristae structure, respiration or protein content, but appear fragmented and with reduced motility. ArmC1 represents therefore a peripheral MICOS/MIB component that appears to play a role in mitochondrial distribution in the cell.
KW  - Mitochondria
KW  - Outer membrane proteins
KW  - HeLa cells
KW  - Immunoprecipitation
KW  - Cytosol
KW  - Small interfering RNAs
KW  - Confocal microscopy
KW  - Cell stainin
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-202670
VL  - 14
IS  - 10
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wagh, Dhananjay Anil
T1  - "Bruchpilot" -molecular and functional characterization of a novel active zone protein at the Drosophila synapse
T1  - "Bruchpilot" - Molekulare und funktionelle Charakterisierung eines neuen Proteins der aktiven Zone der Drosophila-Synapse
N2  - Chemical neurotransmission is a complex process of central importance for nervous system function. It is thought to be mediated by the orchestration of hundreds of proteins for its successful execution. Several synaptic proteins have been shown to be relevant for neurotransmission and many of them are highly conserved during evolution- suggesting a universal mechanism for neurotransmission. This process has checkpoints at various places like, neurotransmitter uptake into the vesicles, relocation of the vesicles to the vicinity of calcium channels in order to facilitate Ca2+ induced release thereby modulating the fusion probability, formation of a fusion pore to release the neurotransmitter and finally reuptake of the vesicles by endocytosis. Each of these checkpoints has now become a special area of study and maintains its own importance for the understanding of the overall process. Ca2+ induced release occurs at specialized membrane structures at the synapse known as the active zones. These are highly ordered electron dense grids and are composed of several proteins which assist the synaptic vesicles in relocating in the vicinity of Ca2+ channels thereby increasing their fusion probability and then bringing about the vesicular fusion itself. All the protein modules needed for these processes are thought to be held in tight arrays at the active zones, and the functions of a few have been characterized so far at the vertebrate active zones. Our group is primarily interested in characterizing the molecular architecture of the Drosophila synapse. Due to its powerful genetics and well-established behavioural assays Drosophila is an excellent system to investigate neuronal functioning. Monoclonal antibodies (MABs) from a hybridoma library against Drosophila brain are routinely used to detect novel proteins in the brain in a reverse genetic approach. Upon identification of the protein its encoding genetic locus is characterized and a detailed investigation of its function is initiated. This approach has been particularly useful to detect synaptic proteins, which may go undetected in a forward genetic approach due to lack of an observable phenotype. Proteins like CSP, Synapsin and Sap47 have been identified and characterized using this approach so far. MAB nc82 has been one of the shortlisted antibodies from the same library and is widely used as a general neuropil marker due to the relative transparency of immunohistochemical whole mount staining obtained with this antibody. A careful observation of double stainings at the larval neuromuscular junctions with MAB nc82 and other pre and post-synaptic markers strongly suggested an active zone localization of the nc82 antigen. Synaptic architecture is well characterized in Drosophila at the ultrastructural level. However, molecular details for many synaptic components and especially for the active zone are almost entirely unknown. A possible localization at the active zone for the nc82 antigen served as the motivation to initiate its biochemical characterization and the identification of the encoding gene. In the present thesis it is shown by 2-D gel analysis and mass spectrometry that the nc82 antigen is a novel active zone protein encoded by a complex genetic locus on chromosome 2R. By RT-PCR exons from three open reading frames previously annotated as separate genes are demonstrated to give rise to a transcript of at least 5.5 kb. Northern blots produce a prominent signal of 11 kb and a weak signal of 2 kb. The protein encoded by the 5.5 kb transcript is highly conserved amongst insects and has at its N-terminus significant homology to the previously described vertebrate active zone protein ELKS/ERC/CAST. Bioinformatic analysis predicts coiled-coil domains spread all over the sequence and strongly suggest a function involved in organizing or maintaining the structure of the active zone. The large C-terminal region is highly conserved amongst the insects but has no clear homologues in veretebrates. For a functional analysis of this protein transgenic flies expressing RNAi constructs under the control of the Gal4 regulated enhancer UAS were kindly provided by the collaborating group of S.Sigrist (G&#1616;ttingen). A strong pan-neuronal knockdown of the nc82 antigen by transgenic RNAi expression leads to embryonic lethality. A relatively weaker RNAi expression results in behavioural deficits in adult flies including unstable flight and impaired walking behavior. Due to this peculiar phenotype as observed in the first knockdown studies the gene was named “bruchpilot” (brp) encoding the protein “Bruchpilot (BRP)” (German for crash pilot). A pan-neuronal as well as retina specific downregulation of this protein results in loss of ON and OFF transients in ERG recordings indicating dysfunctional synapses. Retina specific downregulation also shows severely impaired optomotor behaviour. Finally, at an ultrastructural level BRP downregulation seems to impair the formation of the characteristic T-shaped synaptic ribbons at the active zones without significantly altering the overall synaptic architecture (in collaboration with E.Asan). Vertebrate active zone protein Bassoon is known to be involved in attaching the synaptic ribbons to the active zones as an adapter between active zone proteins RIBEYE and ERC/CAST. A mutation in Bassoon results in a floating synaptic ribbon phenotype. No protein homologous to Bassoon has been observed in Drosophila. BRP downregulation also results in absence of attached synaptic ribbons at the active zones. This invites the speculation of an adapter like function for BRP in Drosophila. However, while Bassoon mutant mice are viable, BRP deficit in addition to the structural phenotype also results in severe behavioural and physiological anomalies and even stronger downregulation causes embryonic lethality. This therefore suggests an additional and even more important role for BRP in development and normal functioning of synapses in Drosophila and also in other insects. However, how BRP regulates synaptic transmission and which other proteins are involved in this BRP dependant pathway remains to be investigated. Such studies certainly will attract prominent attention in the future.
N2  - Die chemische Signalübertragung an Synapsen ist ein komplexer Prozess mit zentraler Bedeutung für die Funktion von Nervensystemen. Man nimmt an, dass er auf einem Zusammenspiel hunderter verschiedener Proteine beruht. Diverse Synopsenproteine haben sich für die Neurotransmission als relevant erwiesen und viele davon sind in der Evolution hoch konserviert, was einen universalen Mechanismus der Neurotransmission wahrscheinlich macht. Dieser Prozess ist in zahlreiche aufeinander folgende Schritte unterteilt, wie die Neurotransmitteraufnahme in Vesikel, den Transport von Vesikeln in die N&#1606;he von Calciumkan&#1606;len, die Ausbildung einer Fusionspore zur Transmitterausschüttung und schlie&#1603;lich die Wiederaufnahme von Vesikeln durch Endozytose. Jeder dieser Teilschritte wird momentan gezielt erforscht und spielt für sich genommen eine zentrale Rolle für das Verst&#1606;ndnis des gesamten Prozesses. Die Calcium-induzierte Transmitterausschüttung findet an spezialisierten Membranstrukturen der Synapsen statt, den aktiven Zonen. Diese sind hoch organisierte, elektronendichte Gitterstrukturen und bestehen aus verschiedenen Proteinen, die den synaptischen Vesikeln bei der Verlagerung in die N&#1606;he von Calciumkan&#1606;len behilflich sind. Alle Proteinmodule, die für diese Prozesse n&#1616;tig sind, scheinen eng aneinandergereiht an den aktiven Zonen vorzuliegen. Nur von wenigen konnte bisher bei Vertebraten die Funktion an der aktiven Zone charakterisiert werden. Ein Fokus der Arbeitsgruppe, an der diese Doktorarbeit durchgeführt wurde, besteht in der Charakterisierung des molekularen Aufbaus der Synapse von Drosophila. Die Taufliege ist aufgrund eines reichen Angebots h&#1616;chsteffektiver genetischer Methoden und vielf&#1606;ltiger Verhaltensparadigmen ein exzellentes Modellsystem, um die neuronale Signalübertragung zu untersuchen. Monoklonale Antik&#1616;rper (MAKs) aus einer Hybridomabank gegen das Drosophila Gehirn werden standardm&#1606;&#1603;ig verwendet, um neue Gehirnproteine mittels der „reverse genetics“- Methode zu identifizieren. Dazu wird der entsprechende genetische Lokus charakterisiert und eine detaillierte Untersuchung der Proteinfunktion initiiert. Diese Vorgehensweise war besonders hilfreich bei der Identifizierung von Synapsenproteinen, die bei der „forward genetics“-Methode aufgrund des Fehlens eines beobachtbaren Ph&#1606;notyps übersehen würden. Proteine wie CSP, Synapsin und Sap47 wurden so gefunden und charakterisiert. I MAK nc82 stammt aus dieser Hybridomabank und wird in vielen Labors als allgemeiner Neuropilmarker aufgrund seiner hervorragenden F&#1606;rbungseigenschaften in Gehirnpr&#1606;paraten verwendet. Doppelf&#1606;rbungen der larvalen neuromuskul&#1606;ren Synapse mit dem Antik&#1616;rper nc82 in Kombination mit anderen pr&#1606;- und postsynaptischen Markern deuteten stark auf eine Lokalisierung des Antigens an der aktiven Zone hin. Die Synapsenarchitektur von Drosophila ist auf der ultrastrukturellen Ebene gut verstanden. Jedoch sind die molekularen Details vieler Synapsenkomponenten, besonders die der aktiven Zone, nicht bekannt. Die vermutete Lokalisierung des nc82 Antigens an der aktiven Zone war daher der Ansatzpunkt, eine biochemische Charakterisierung zu initiieren und das entsprechende Gen zu identifizieren. In der vorliegenden Arbeit wird durch 2-D Gelelektrophorese und Massenspektrometrie gezeigt, das das nc82 Antigen ein neues Protein der aktiven Zone ist, welches von einem komplexen Genlokus auf Chromosom 2R kodiert wird. Durch RT-PCR wurde gezeigt, dass die Exons von drei offenen Leserastern, die bisher als getrennte Gene annotiert wurden, ein Transkript von mindestens 5,5 kb L&#1606;nge kodieren. Northern Blots ergaben ein deutliches Signal bei 11 kb und ein schw&#1606;cheres bei 2 kb. Das von dem 5,5 kb Transkript resultierende Protein ist hoch konserviert in der Gruppe der Insekten und weist an seiner N-terminalen Dom&#1606;ne eine signifikante Homologie zu den bisher beschriebenen Vertebratenproteinen der aktiven Zone ELKS/ERC/CAST auf. Bioinformatische Analysen sagen „coiled-coil“ Dom&#1606;nen vorher, die über die gesamte Sequenz verteilt sind. Dies deutet stark auf eine Funktion bei der Organisation oder der Aufrechterhaltung der pr&#1606;synaptischen Struktur hin. Die gro&#1603;e C-terminale Region ist zwar bei Insekten hoch konserviert, zeigt aber keine eindeutige Homologie zu Proteinen von Vertebraten. Für die Funktionsanalyse dieses Proteins wurden transgene Fliegen, die UAS-RNAi Konstrukte in ihrem Genom tragen und durch entsprechende GAL4-Linien getrieben werden k&#1616;nnen, freundlicherweise von der kollaborierenden Arbeitsgruppe von S. Sigrist (G&#1616;ttingen) zur Verfügung gestellt. Der pan-neuronale „knock-down“ des nc82 Antigens durch transgene RNAi-Expression führt zu embryonaler Letalit&#1606;t. Eine schw&#1606;chere RNAi-Expression führt bei adulten Fliegen zu Verhaltensdefekten, wie instabilem Flug und beeintr&#1606;chtigtem Laufverhalten. Aufgrund dieser Ph&#1606;notypen, die in den ersten „knock-down“ Studien beobachtet wurden, wurde das Gen „bruchpilot“ (brp) und das zugeh&#1616;rige Protein „Bruchpilot“ (BRP) genannt. Die pan-neuronale, sowie die retinaspezifische Reduktion des Proteins führt zu einem Verlust der ON und OFF Transienten des Elektroretinogramms, was auf nichtfunktionelle Synapsen hindeutet. Die retinaspezifische Reduktion des Proteins hat eine Beeintr&#1606;chtigung der optomotorischen Reaktion zur Folge. Au&#1603;erdem scheint auf der ultrastrukturellen Ebene die Bildung der charakteristischen T-f&#1616;rmigen „ribbons“ der aktiven Zonen beeintr&#1606;chtigt zu sein, jedoch ohne signifikante Ver&#1606;nderungen der Gesamtarchitektur der Synapse (in Kollaboration mit E. Asan). Von Basson, einem Protein der aktiven Zone bei Vertebraten, ist bekannt, dass es an der Anheftung der synaptischen „ribbons“ an den aktiven Zonen beteiligt ist. Es fungiert als Adapter zwischen RIBEYE und ELKS/ERC/CAST, zwei weiteren Proteinen der aktiven Zone. Die Mutation von Bassoon hat zur Folge, dass die synaptischen „ribbons“ frei im Zytoplasma treiben. Für Bassoon ist kein homologes Drosophila-Protein bekannt. Die Reduktion von BRP bedingt ebenfalls ein Fehlen befestigter „ribbons“ an der aktiven Zone. Dies k&#1616;nnte auf eine Art Adapterfunktion von BRP hindeuten. Jedoch hat das Fehlen von BRP zus&#1606;tzlich zum strukturellen Ph&#1606;notyp auch deutliche Verhaltensabnormalit&#1606;ten und starke physiologische Beeintr&#1606;chtigungen zur Folge. Eine noch st&#1606;rkere Reduktion bedingt au&#1603;erdem embryonale Lethalit&#1606;t, wohingegen Mausmutanten ohne Bassoon lebensf&#1606;hig sind. Daraus ergibt sich, dass BRP eine weitere, wichtige Rolle w&#1606;hrend der Entwicklung und für die Funktion von Synapsen bei Drosophila und m&#1616;glicherweise auch bei anderen Insekten einnimmt. Es muss aber noch gekl&#1606;rt werden, auf welche Weise BRP die synaptische Signalübertragung reguliert und welche anderen Proteine in diesem BRP-abh&#1606;ngigen Pfad involviert sind. Derartige Studien werden mit Sicherheit in der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen.
KW  - Taufliege
KW  - Synapse
KW  - Proteine
KW  - Molekulargenetik
KW  - Bruchpilot
KW  - Drosophila-Synapse
KW  - Bruchpilot
KW  - Drosophila synapse
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14989
ER  - 
TY  - THES
A1  - Völler, Thomas
T1  - Visualisierung und Manipulation neuronaler Aktivitäten im Gehirn von Drosophila melanogaster
T1  - Visualization and manipulation of neuronal activity in the brain of Drosophila melanogaster
N2  - In dieser Arbeit wurden zwei Techniken zur Analyse der Funktion diverser Neuronen in Drosophila melanogaster angewendet. Im ersten Teil wurde mittels in-vivo Calcium Imaging Technik unter Verwendung des Calciumsensors Cameleon neuronale Aktivität entlang des olfaktorischen Signalweges registriert. Hierbei wurde die neuronale Repräsentation der Duftidentität und der Duftintensität untersucht. In Bezug auf diese Fragestellung wurde die Datenverarbeitung und Datenanalyse weiterentwickelt und standardisiert. Die Experimente führten zu dem Ergebnis, dass duftspezifische Aktivitätsmuster auf der Ebene des Antennallobus sehr gut unterscheidbar sind. Manche Aktivitätsmuster der präsentierten Düfte zeigten interessanterweise einen hohen Ähnlichkeitsgrad, wohingegen andere unähnlich waren. In höheren Gehirnzentren wie den Orten der terminalen Aborisationen der Projektionsneurone oder den Pilzkörper Kenyonzellen liegt eine starke Variabilität der duftevozierten Aktivitätsmuster vor, was generelle Interpretationen unmöglich macht und höchstens Vergleiche innerhalb eines Individuums zulässt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Calciumsignale in den Rezeptorneuronen sowie prä- und postsynaptisch in den Projektionsneuronen bei Erhöhung der Konzentration der verschiedenen präsentierten Düfte über einen Bereich von mindestens drei Größenordnungen ansteigen. In den Kenyonzellen des Pilzkörper-Calyx und der Pilzkörper-Loben ist diese Konzentrationsabhängigkeit weniger deutlich ausgeprägt und im Falle der Loben nur für bestimmte Düfte detektierbar. Eine Bestätigung des postulierten „sparsed code“ der Duftpräsentation in den Pilzkörpern konnte in dieser Arbeit nicht erbracht werden, was möglicherweise daran liegt, dass eine Einzelzellauflösung mit der verwendeten Technik nicht erreicht werden kann. Im zweiten Teil dieser Arbeit sollte durch die Nutzung des lichtabhängigen Kationenkanals Channelrhodopsin-2 der Frage nachgegangen werden, ob bestimmte modulatorische Neurone die verstärkenden Eigenschaften eines bestrafenden oder belohnenden Stimulus vermitteln. Die lichtinduzierte Aktivierung von Channelrhodopsin-2 exprimierenden dopaminergen Neuronen als Ersatz für einen aversiven Reiz führte bei einer olfaktorischen Konditionierung bei Larven zur Bildung eines aversiven assoziativen Gedächtnisses. Im Gegensatz dazu induzierte die Aktivierung von Channelrhodopsin-2 in oktopaminergen/tyraminergen Neuronen als Ersatz für einen appetitiven Reiz ein appetitives assoziatives Gedächtnis. Diese Ergebnisse zeigen, dass dopaminerge Neurone bei Larven aversives Duftlernen, oktopaminerge/tyraminerge Neurone dagegen appetitives Duftlernen induzieren.
N2  - In this work two different techniques were used to determine the functions of various neurons in the brain of Drosophila melanogaster. First, by using in vivo calcium imaging and the calcium indicator cameleon odor-evoked neuronal activity was monitored along the olfactory pathway. How are odor identity and odor intensity represented in the fruit fly brain? To investigate this question we improved and standardized the data processing and data analysis. The experiments reveal that calcium activity patterns elicited by different odors are distinguishable in the antennal lobe. Interestingly, the patterns evoked by some odors show a high degree of similarity whereas those of other odors show less similarity in this analyzed neuropile. In higher brain centers like the region of the terminal aborizations of the projection neurons and the mushroom body Kenyon cells the odor evoked activity patterns are highly variable allowing no general interpretations but only comparison of patterns within fruit flies. Furthermore this work demonstrates an odor concentration dependent activity in the olfactory receptor neurons as well as pre- and postsynaptically in the projection neurons. In the Kenyon cells of the mushroom body calyx this concentration dependency is less clear and in the mushroom body lobes it seems that there is a concentration dependency only for specific odors. So far we have no evidence for the postulated so called “sparsed code” of odor representation in the mushroom body which might be due to limited resolution of the technique used in this work. In the second part of my work we used the light-dependent cation channel channelrhodopsin-2 and asked the question whether specific modulatory neurons mediate the reinforcing properties of a rewarding or punishing stimulus. Light-induced activation of dopaminergic neurons expressing channelrhodopsin-2 caused aversive associative memory formation in an aversiv olfactory conditioning paradigm for Drosophila larvae. Conversely, the artificial activation of octopaminergic/tyraminergic neurons by channelrhodopsin-2 induced appetitive associative memory. The conclusion is that dopaminergic neurons trigger aversive odor learning whereas octopaminergic/tyraminergic neurons trigger appetitive odor learning.
KW  - Taufliege
KW  - Calcium
KW  - Calciumkonzentration
KW  - Calcium-bindende Proteine
KW  - Klassische Konditionierung
KW  - Drosophila
KW  - in-vivo Calcium-Imaging
KW  - Cameleon
KW  - Channelrhodopsin
KW  - Light-activation
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-35589
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Voulgari‐Kokota, Anna
A1  - Ankenbrand, Markus J.
A1  - Grimmer, Gudrun
A1  - Steffan‐Dewenter, Ingolf
A1  - Keller, Alexander
T1  - Linking pollen foraging of megachilid bees to their nest bacterial microbiota
JF  - Ecology and Evolution
N2  - Solitary bees build their nests by modifying the interior of natural cavities, and they provision them with food by importing collected pollen. As a result, the microbiota of the solitary bee nests may be highly dependent on introduced materials. In order to investigate how the collected pollen is associated with the nest microbiota, we used metabarcoding of the ITS2 rDNA and the 16S rDNA to simultaneously characterize the pollen composition and the bacterial communities of 100 solitary bee nest chambers belonging to seven megachilid species. We found a weak correlation between bacterial and pollen alpha diversity and significant associations between the composition of pollen and that of the nest microbiota, contributing to the understanding of the link between foraging and bacteria acquisition for solitary bees. Since solitary bees cannot establish bacterial transmission routes through eusociality, this link could be essential for obtaining bacterial symbionts for this group of valuable pollinators.
KW  - foraging patterns
KW  - nest microbiota
KW  - plant–microbe–pollinator triangle
KW  - pollination network
KW  - solitary bees
KW  - wild bees
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-201749
SN  - 00
VL  - 2019
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Voulgari-Kokota, Anna
A1  - Steffan-Dewenter, Ingolf
A1  - Keller, Alexander
T1  - Susceptibility of Red Mason Bee Larvae to Bacterial Threats Due to Microbiome Exchange with Imported Pollen Provisions
JF  - Insects
N2  - Solitary bees are subject to a variety of pressures that cause severe population declines. Currently, habitat loss, temperature shifts, agrochemical exposure, and new parasites are identified as major threats. However, knowledge about detrimental bacteria is scarce, although they may disturb natural microbiomes, disturb nest environments, or harm the larvae directly. To address this gap, we investigated 12 Osmia bicornis nests with deceased larvae and 31 nests with healthy larvae from the same localities in a 16S ribosomal RNA (rRNA) gene metabarcoding study. We sampled larvae, pollen provisions, and nest material and then contrasted bacterial community composition and diversity in healthy and deceased nests. Microbiomes of pollen provisions and larvae showed similarities for healthy larvae, whilst this was not the case for deceased individuals. We identified three bacterial taxa assigned to Paenibacillus sp. (closely related to P. pabuli/amylolyticus/xylanexedens), Sporosarcina sp., and Bacillus sp. as indicative for bacterial communities of deceased larvae, as well as Lactobacillus for corresponding pollen provisions. Furthermore, we performed a provisioning experiment, where we fed larvae with untreated and sterilized pollens, as well as sterilized pollens inoculated with a Bacillus sp. isolate from a deceased larva. Untreated larval microbiomes were consistent with that of the pollen provided. Sterilized pollen alone did not lead to acute mortality, while no microbiome was recoverable from the larvae. In the inoculation treatment, we observed that larval microbiomes were dominated by the seeded bacterium, which resulted in enhanced mortality. These results support that larval microbiomes are strongly determined by the pollen provisions. Further, they underline the need for further investigation of the impact of detrimental bacterial acquired via pollens and potential buffering by a diverse pollen provision microbiome in solitary bees.
KW  - Osmia bicornis
KW  - solitary bee
KW  - bacterial transmission
KW  - microbiome
KW  - pollen provisions
KW  - pathogen
KW  - secondary invader
KW  - Paenibacillus
KW  - Bacillus
KW  - Sporosarcina
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-207948
SN  - 2075-4450
VL  - 11
IS  - 6
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vortkamp, Andrea
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Paslier, D. Le
A1  - Elaswarapu, R.
A1  - Smith, S.
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
T1  - Isolation of a yeast artificial chromosome contig spanning the Greig cephalopolysyndactyly syndrome (GCPS) gene region
N2  - Disruption of the zinc finger gene GLI3 has been shown to be the cause of Greig cephalopolysyndactyly syndrome (GCPS), at least in some GCPS translocation patients. To characterize this genomic region on human chromosome 7p13, we have isolated a VAC contig of more than 1000 kb including the GLI3 gene. In this contig the gene itself spans at least 200-250 kb. A CpG island is located in the vicinity of the 5' region of the known GLI3 cDNA, implying a potential promoter region.
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30182
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vortkamp, Andrea
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
T1  - GLI3 zinc-finger gene interrupted by translocations in Greig syndrome families
N2  - No abstract available
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30100
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vortkamp, Andrea
A1  - Franz, Thomas
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
T1  - Deletion of GLI3 supports the homology of the human Greig cephalopolysyndactyly syndrome (GCPS) and the mouse mutant extra toes (Xt)
N2  - No abstract available
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30166
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vortkamp, A.
A1  - Thias, U.
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Rosenkranz, W.
A1  - Kroisel, P. M.
A1  - Tommerup, N.
A1  - Kruger, G.
A1  - Gotz, J.
A1  - Pelz, L.
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
T1  - A somatic cell hybrid panel and DNA probes for physical mapping of human chromosome 7p
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59217
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vona, Barbara C.
T1  - Molecular Characterization of Genes Involved in Hearing Loss
T1  - Molekulare Charakterisierung der in Hörstörungen involvierten Genen
N2  - The auditory system is an exquisitely complex sensory organ dependent upon the synchronization of numerous processes for proper function. The molecular characterization of hereditary hearing loss is complicated by extreme genetic heterogeneity, wherein hundreds of genes dispersed genome-wide play a central and irreplaceable role in normal hearing function. The present study explores this area on a genome-wide and single gene basis for the detection of genetic mutations playing critical roles in human hearing.
This work initiated with a high resolution SNP array study involving 109 individuals. A 6.9 Mb heterozygous deletion on chromosome 4q35.1q35.2 was identified in a syndromic patient that was in agreement with a chromosome 4q deletion syndrome diagnosis. A 99.9 kb heterozygous deletion of exons 58-64 in USH2A was identified in one patient. Two homozygous deletions and five heterozygous deletions in STRC (DFNB16) were also detected. The homozygous deletions alone were enough to resolve the hearing impairment in the two patients. A Sanger sequencing assay was developed to exclude a pseudogene with a high percentage sequence identity to STRC from the analysis, which further solved three of the six heterozygous deletion patients with the hemizygous, in silico predicted pathogenic mutations c.2726A>T (p.H909L), c.4918C>T (p.L1640F), and c.4402C>T (p.R1468X). A single patient who was copy neutral for STRC and without pathogenic copy number variations had compound heterozygous mutations [c. 2303_2313+1del12 (p.G768Vfs*77) and c.5125A>G (p.T1709A)] in STRC. It has been shown that STRC has been previously underestimated as a hearing loss gene. One additional patient is described who does not have pathogenic copy number variation but is the only affected member of his family having hearing loss with a paternally segregating translocation t(10;15)(q26.13;q21.1). 
Twenty-four patients without chromosomal aberrations and the above described patient with an USH2A heterozygous deletion were subjected to a targeted hearing loss gene next generation sequencing panel consisting of either 80 or 129 hearing-relevant genes. The patient having the USH2A heterozygous deletion also disclosed a second mutation in this gene [c.2276G>T (p.C759F)]. This compound heterozygous mutation is the most likely cause of hearing loss in this patient. Nine mutations in genes conferring autosomal dominant hearing loss [ACTG1 (DFNA20/26); CCDC50 (DFNA44); EYA4 (DFNA10); GRHL2 (DFNA28); MYH14 (DFNA4A); MYO6 (DFNA22); TCF21 and twice in MYO1A (DFNA48)] and four genes causing autosomal recessive hearing loss were detected [GJB2 (DFNB1A); MYO7A (DFNB2); MYO15A (DFNB3), and USH2A]. Nine normal hearing controls were also included. Statistical significance was achieved comparing controls and patients that revealed an excess of mutations in the hearing loss patients compared to the control group. The family with the GRHL2 c.1258-1G>A mutation is only the second family published worldwide with a mutation described in this gene to date, supporting the initial claim of this gene causing DFNA28 hearing loss. Audiogram analysis of five affected family members uncovered the progressive nature of DFNA28 hearing impairment. Regression analysis predicted the annual threshold deterioration in each of the five family members with multiple audiograms available over a number of years.
N2  - Das Gehör als komplexes Sinnesorgan ist für eine einwandfreie Funktion abhängig von der Synchronisation zahlreicher Prozesse. Durch die extreme genetische Heterogenität wird die molekulare Charakterisierung einer erblich bedingten Schwerhörigkeit erschwert, da hunderte genomweit verteilter Gene eine zentrale und unersetzliche Rolle beim Hören spielen. Die vorliegende Studie untersucht dieses Forschungsgebiet auf genomweiter Ebene und auf der Basis von Einzelgenen, um genetische Mutationen zu ermitteln, die eine entscheidende Rolle bei der menschlichen auditiven Wahrnehmung besitzen. 
Diese Arbeit beginnt mit einer Studie an 109 Personen unter Zuhilfenahme von hochauflösenden SNP-Arrays. In dieser Studie wurde eine 6,9 Mb heterozygote Deletion auf Chromosom 4q35.1q35.2 bei einem syndromalen Patienten identifiziert, die eine Übereinstimmung mit einem Chromosom 4q-Deletionssyndrom aufwies. Bei einem weiteren Patienten wurde eine 99,9 kb heterozygote Deletion der Exons 58-64 in USH2A nachgewiesen. Zwei homozygote Deletionen und fünf heterozygote Deletionen in STRC (DFNB16) wurden ebenfalls detektiert. Die homozygoten Deletionen waren ausreichend, um die Schwerhörigkeit bei beiden Patienten zu klären. Ein Sanger-Sequenzierungs-Assay wurde entwickelt, um ein Pseudogen mit einer hohen prozentualen Sequenzidentität zu STRC von der Analyse auszuschließen. Dadurch konnten drei der sechs heterozygoten Deletionspatienten mit hemizygot in silico vorhergesagten pathogenen Mutationen, c.2726A>T (p.H909L), c.4918 C>T (p.L1640F) und c.4402C>T (p.R1468X), aufgeklärt werden. Ein Patient, der eine kopieneutrale STRC Variation und keine pathogenen Kopienzahlvariationen besaß, zeigte eine compound heterozygote Mutation [c.2303_2313+1del12 (p.G768Vfs*77) und c.5125A>G (p.T1709A)] in STRC. Es wurde gezeigt, daß die Beurteilung von STRC als Hörstörungsgen bisher unterschätzt wurde. Zusätzlich wird ein Patient beschrieben, der keine pathogenen Kopienzahlvariationen aufwies, aber das einzige Familienmitglied mit einer Schwerhörigkeit und einer paternalen segregierten Translokation t(10;15)(q26.13;q21.1) war. 
Vierundzwanzig Patienten ohne Chromosomenstörungen und der oben beschriebene Patient mit einer USH2A heterozygoten Deletion wurden mit einem Next Generation Sequencing Panel bestehend aus entweder 80 oder 129 für das Hören relevanter Gene untersucht. Der Patient mit einer USH2A heterozygoten Deletion zeigte eine zweite Mutation in diesem Gen [c.2276G>T (p.C759F)]. Diese compound heterozygote Mutation ist die wahrscheinlichste Ursache für die Schwerhörigkeit des Patienten. Neun Mutationen in Genen, die zu einem autosomal dominanten Hörverlust führen [ACTG1 (DFNA20/26); CCDC50 (DFNA44); EYA4 (DFNA10); GRHL2 (DFNA28); MYH14 (DFNA4A); MYO6 (DFNA22); TCF21], sowie zwei MYO1A (DFNA48) Mutationen und Mutationen in vier weiteren Genen, verantwortlich für autosomal rezessive Schwerhörigkeit [GJB2 (DFNB1A); MYO7A (DFNB2); MYO15A (DFNB3) und USH2A], konnten identifiziert werden. Neun normal hörende Kontrollen waren ebenfalls in diese Studie einbezogen worden. Durch einen Vergleich der Kontrollen mit den Patienten konnte eine statistische Signifikanz erreicht werden, die einen Überschuss an Mutationen bei der Patientengruppe gegenüber der Kontrollgruppe aufzeigte. Die Familie mit einer GRHL2 c.1258-1G>A Mutation ist die erst zweite Familie weltweit, die mit einer Mutation in diesem Gen publiziert worden ist. Dies unterstützt die initiale Behauptung, dass dieses Gen für eine DFNA28 Schwerhörigkeit verantwortlich ist. Die Audiogrammanalyse von fünf der betroffenen Familienmitglieder lässt eine voranschreitende Natur der DFNA28 Hörschädigung erkennen. Eine jährliche Verschlechterung der Hörschwelle bei jedem der fünf Familienmitglieder konnte eine Regressionsanalyse anhand von Audiogrammen, die über eine Anzahl von Jahren zur Verfügung standen, vorhersagen.
KW  - Molekularbiologie
KW  - Hearing loss
KW  - Hörverlust
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-112170
N1  - Dieses Dokument wurde aus Datenschutzgründen - ohne inhaltliche Änderungen - erneut veröffentlicht.
Die ursprüngliche Veröffentlichung war am: 09.07.2014
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - von Jagow, Gerhard
A1  - Sebald, Walter
T1  - b-Type cytochromes
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1980
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-47383
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vollmuth, Nadine
A1  - Schlicker, Lisa
A1  - Guo, Yongxia
A1  - Hovhannisyan, Pargev
A1  - Janaki-Raman, Sudha
A1  - Kurmasheva, Naziia
A1  - Schmitz, Werner
A1  - Schulze, Almut
A1  - Stelzner, Kathrin
A1  - Rajeeve, Karthika
A1  - Rudel, Thomas
T1  - c-Myc plays a key role in IFN-γ-induced persistence of Chlamydia trachomatis
JF  - eLife
N2  - Chlamydia trachomatis (Ctr) can persist over extended times within their host cell and thereby establish chronic infections. One of the major inducers of chlamydial persistence is interferon-gamma (IFN-γ) released by immune cells as a mechanism of immune defence. IFN-γ activates the catabolic depletion of L-tryptophan (Trp) via indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO), resulting in persistent Ctr. Here, we show that IFN-γ induces the downregulation of c-Myc, the key regulator of host cell metabolism, in a STAT1-dependent manner. Expression of c-Myc rescued Ctr from IFN-γ-induced persistence in cell lines and human fallopian tube organoids. Trp concentrations control c-Myc levels most likely via the PI3K-GSK3β axis. Unbiased metabolic analysis revealed that Ctr infection reprograms the host cell tricarboxylic acid (TCA) cycle to support pyrimidine biosynthesis. Addition of TCA cycle intermediates or pyrimidine/purine nucleosides to infected cells rescued Ctr from IFN-γ-induced persistence. Thus, our results challenge the longstanding hypothesis of Trp depletion through IDO as the major mechanism of IFN-γ-induced metabolic immune defence and significantly extends the understanding of the role of IFN-γ as a broad modulator of host cell metabolism.
KW  - Chlamydia trachomatis
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-301385
VL  - 11
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vollmuth, Nadine
T1  - Role of the proto-oncogene c-Myc in the development of Chlamydia trachomatis
T1  - Die Rolle des proto-onkogenes c-Myc in der Entwicklung von Chlamydia trachomatis
N2  - Chlamydia trachomatis, an obligate intracellular human pathogen, is the world’s leading cause of infection related blindness and the most common, bacterial sexually transmitted disease. In order to establish an optimal replicative niche, the pathogen extensively interferes with the physiology of the host cell. Chlamydia switches in its complex developmental cycle between the infectious non-replicative elementary bodies (EBs) and the non-infectious replicative reticulate bodies (RBs). The transformation to RBs, shortly after entering a host cell, is a crucial process in infection to start chlamydial replication. Currently it is unknown how the transition from EBs to RBs is initiated. In this thesis, we could show that, in an axenic media approach, L glutamine uptake by the pathogen is crucial to initiate the EB to RB transition. L-glutamine is converted to amino acids which are used by the bacteria to synthesize peptidoglycan. Peptidoglycan inturn is believed to function in separating dividing Chlamydia. The glutamine metabolism is reprogrammed in infected cells in a c-Myc-dependent manner, in order to accomplish the increased requirement for L-glutamine. Upon a chlamydial infection, the proto-oncogene c-Myc gets upregulated to promote host cell glutaminolysis via glutaminase GLS1 and the L-glutamine transporter SLC1A5/ASCT2. Interference with this metabolic reprogramming leads to limited growth of C. trachomatis. Besides the active infection, Chlamydia can persist over a long period of time within the host cell whereby chronic and recurrent infections establish. C. trachomatis acquire a persistent state during an immune attack in response to elevated interferon-γ (IFN-γ) levels. It has been shown that IFN-γ activates the catabolic depletion of L-tryptophan via indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), resulting in the formation of non-infectious atypical chlamydial forms. In this thesis, we could show that IFN-γ depletes the key metabolic regulator c-Myc, which has been demonstrated to be a prerequisite for chlamydial development and growth, in a STAT1-dependent manner. Moreover, metabolic analyses revealed that the pathogen de routs the host cell TCA cycle to enrich pyrimidine biosynthesis. Supplementing pyrimidines or a-ketoglutarate helps the bacteria to partially overcome the persistent state. Together, the results indicate a central role of c-Myc induced host glutamine metabolism reprogramming and L-glutamine for the development of C. trachomatis, which may provide a basis for anti-infectious strategies. Furthermore, they challenge the longstanding hypothesis of L-tryptophan shortage as the sole reason for IFN-γ induced persistence and suggest a pivotal role of c-Myc in the control of the C. trachomatis dormancy.
N2  - Chlamydia trachomatis, ein obligat intrazellul¨ares humanes Pathogen, ist weltweit fu¨hrende Ursache fu¨r infektionsbedingte Erblindung und die h¨aufigste, bakterielle sexuell u¨bertragbare Krankheit. Um eine optimale Replikationsnische zu etablieren, interagiert das Pathogen in tensiv mit der Physiologie der Wirtszelle. Chlamydien wechseln in ihrem komplexen Entwick lungszyklus zwischen den infekti¨osen nicht replizierenden Elementark¨orperchen (EBs) und den nicht infekti¨osen replizierenden Retikulark¨orperchen (RBs), und diese Umwandlung in RBs kurz nach dem Eintritt in die Wirtszelle ist ein entscheidender Prozess in der Infektion, um die Replikation des Bakteriums einzuleiten. Derzeit ist noch nicht bekannt, wodurch diese Transformation von EBs zu RBs eingeleitet wird. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass bei einer zellfreien Kultivierung des Pathogens die Aufnahme von Glutamin durch den Erreger entscheidend ist, um den ¨Ubergang von EB zu RB zu initiieren. Vor kurzem wurde Peptidoglykan in den Septen von sich replizierenden Chlamydien nachgewiesen. Fu¨r die Syn these des Peptidoglykans nutzen die Bakterien das aufgenommene Glutamin. Der Glutamin metabolismus wird in infizierten Zellen c-Myc abh¨angig umprogrammiert, um den erh¨ohten Bedarf an Glutamin zu bew¨altigen. Bei einer Chlamydieninfektion wird das Proto-Onkogen c-Myc zur F¨orderung der Glutaminolyse der Wirtszelle u¨ber die Glutaminase GLS1 und den Glutamin Transporter SLC1A5/ASCT2 hochreguliert. Ein Eingreifen in diese metabolische Neuprogrammierung fu¨hrt zu einem reduzierten Wachstum von C. trachomatis. Neben der aktiven Infektion k¨onnen Chlamydien u¨ber einen sehr langen Zeitraum in der Wirtszelle persistieren, wodurch es zur Etablierung von chronischen und wiederkehrenden Infektionen kommt. C. trachomatis verf¨allt bei einem Immunangriff in Persistenz, wenn sie auf das freigesetzte Interferon-γ treffen. Es ist bekannt, dass Interferon-γ den Katabolismus von Tryptophan mittels indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) aktiviert, was zur Bildung von nicht infekti¨osen atypischen Chlamydienformen fu¨hrt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Interferon-γ den zentralen Stoffwechselregulator c-Myc, der sich fu¨r die Entwicklung und das Wachstum von Chlamydien als essentiell erwiesen hat, in Abh¨angigkeit von STAT1 herunter reguliert. Daru¨ber hinaus zeigte die Analyse des Metabolismus, dass das Pathogen den TCA Zyklus der Wirtszelle umleitet, um die Pyrimidinbiosynthese zu unterstu¨tzen. Die Zugabe von Pyrimidinen oder α-Ketoglutarat hilft den Bakterien den Status der Persistenz teilweise zu u¨berwinden. Zusammengenommen deuten die Ergebnisse auf eine zentrale Rolle der c-Myc induzierten Umprogrammierung des Glutaminmetabolismus und des Glutamins selbst fu¨r die Entwicklung von C. trachomatis hin. Diese Befunde k¨onnten eine Basis fu¨r Strategien gegen eine Infektion darstellen. Weiterhin stellen sie die seit langem bestehende Hypothese des Trypotphanmangels als alleiniger Grund fu¨r die von Interferon-γ induzierte Persistenz in Frage und legen eine zentrale Rolle von c-Myc bei der Kontrolle der C. trachomatis Dormanz nahe.
KW  - Chlamydia trachomatis
KW  - Persistence
KW  - trachomatis
KW  - chlamydia
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-203655
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vollmar, Friederike Lara Veronika
T1  - Analyse der Kernhüllenbildung am Modellsystem Xenopus laevis
T1  - Studying nuclear envelope assembly in the cell-free system derived from Xenopus laevis eggs
N2  - Die Kernhülle ist eine hoch spezialisierte Membran, die den eukaryotischen Zellkern umgibt. Sie besteht aus der äußeren und der inneren Kernmembran, die über die Kernporenkomplexe miteinander verbunden werden. Die Kernhülle reguliert nicht nur den Transport von Makromolekülen zwischen dem Nukleoplasma und dem Zytoplasma, sie dient auch der Verankerung des Chromatins und des Zytoskeletts. Durch diese Interaktionen hilft die Kernhülle, den Zellkern innerhalb der Zelle und die Chromosomen innerhalb des Zellkerns zu positionieren, und reguliert dadurch die Expression bestimmter Gene. In höheren Eukaryoten durchlaufen sowohl die Kernhülle, als auch die Kernporenkomplexe während der Zellteilung strukturelle Veränderungen. Zu Beginn der Mitose werden sie abgebaut, um sich am Ende der Mitose in den Tochterzellen erneut zu bilden. Die molekularen Mechanismen, die zum Wiederaufbau der Kernhülle führen, sind kaum geklärt. Ein geeignetes System, um bestimmte Ereignisse bei der Kernhüllenbildung zu untersuchen, liefert das zellfreie System aus Xenopus Eiern und Spermienchromatin (Lohka 1998). Es konnte bereits früher gezeigt werden, dass es im Eiextrakt von Xenopus laevis mindestens zwei verschiedene Vesikelpopulationen gibt, die zur Bildung der Kernhülle beitragen. Eine der Vesikelpopulationen bindet an Chromatin, fusioniert dort und bildet eine Doppelmembran. Die andere Vesikelpopulation bindet an die bereits vorhandene Doppelmembran und sorgt für die Ausbildung der Kernporenkomplexe. Ziel dieser Arbeit war es, diese beiden Membranfraktionen zu isolieren und zu charakterisieren, wobei das Hauptinteresse in der porenbildenden Membranfraktion lag. Durch Zentrifugation über einen diskontinuierlichen Zuckergradienten konnten die Membranvesikel in zwei verschiedene Vesikelfraktionen aufgetrennt werden. Eine Membranfraktion konnte aus der 40%igen Zuckerfraktion („40% Membranfraktion“) isoliert werden, die andere aus der 30%igen Zuckerfraktion („30% Membranfraktion“). Die verschiedenen Membranfraktionen wurden zu in vitro Kernen gegeben, in denen die Kernporen durch vorausgegangene Bildung von Annulate Lamellae depletiert worden waren. Nach Zugabe der 30% Membranfraktion konnte die Bildung von funktionalen Kernporen beobachtet werden. Im Gegensatz dazu zeigte die 40% Membranfraktion keine porenbildenden Eigenschaften. Unter Verwendung eines vereinfachten Systems, bestehend aus Zytosol, Spermienchromatin und den Membranen, wurde gezeigt, dass die 40% Membranfraktion an Chromatin bindet und ausreichend ist, um eine kontinuierliche Doppelmembran ohne Kernporen zu bilden. Die 30% Membranfraktion besitzt keine Chromatinbindungseigenschaften und wird aktiv entlang von Mikrotubuli zu den porenlosen Kernen transportiert. Dort interagiert sie mit der chromatingebundenen 40% Membranfraktion und induziert die Porenbildung. Nach dem Vergleich der Proteinzusammensetzung der beiden Membranfraktionen, konnte das Major Vault Protein (MVP) nur in der porenbildenden Membranfraktion gefunden werden. MVP ist die Hauptstrukturkomponente der Vault-Komplexe, einem Ribonukleo-proteinpartikel, der in den meisten eukaryotischen Zellen vorhanden ist (Kedersha et al., 1991). Bemerkenswerterweise wird über die Funktion der Vault-Komplexe, trotz ihrer übiquitären Expression und ihrem Vorkommen in fast allen eukaryotischen Zellen, immer noch diskutiert. Um mehr über die Funktion und die Lokalisation der Vaults/MVP zu lernen, wurden die Vaults in Anlehnung an die Methode von Kedersha und Rome (1986) aus Xenopus Eiern isoliert. Zusätzlich wurde rekombinantes Xenopus MVP hergestellt, das unter anderem für die Produktion von Antikörpern in Meerschweinchen verwendet wurde. Um herauszufinden, ob die Anwesenheit von MVP in der 30% Membranfraktion in direktem Zusammenhang mit deren porenbildender Eigenschaft steht, wurden gereinigte Vault-Komplexe oder rekombinantes MVP, das alleine ausreichend ist, um in sich zu den charakteristischen Vault-Strukturen zusammenzulagern, zu porenlosen Kernen gegeben. Sowohl gereinigte Vault-Komplexe, als auch rekombinantes MVP waren in der Lage in den porenlosen Kernen die Bildung von funktionalen Kernporen zu induzieren. Untersuchungen zur Lokalisation von MVP zeigten, dass MVP teilweise an der Kernhülle und den Kernporenkomplexen lokalisiert, während der Großteil an MVP zytoplasmatisch vorliegt. Dies sind die ersten Daten, die Vaults/MVP mit der Kernporenbildung in Verbindung bringen. Deshalb bietet diese Arbeit die Grundlage, um diese unerwartete Rolle der Vaults in Zukunft genauer zu charakterisieren.
N2  - The nuclear envelope (NE) is a highly specialized membrane that delineates the eukaryotic cell nucleus. It is composed of the inner and outer nuclear membranes that are connected by the nuclear pore complexes (NPCs). The NE not only regulates the trafficking of macromolecules between nucleoplasm and cytosol but also provides anchoring sites for chromatin and cytoskeleton. Through these interactions, the NE helps position the nucleus within the cell and chromosomes within the nucleus, thereby regulating the expression of certain genes. In higher eukaryotic cells, both NE and NPCs undergo structural changes during cell division as they disassemble at the onset of mitosis and need to reform in the daughter cells at the end of mitosis. The molecular mechanisms governing the reassembly of the NE are only poorly understood. A particular suitable system to analyze specific events involved in NE assembly is provided by the cell-free system based on Xenopus egg extract and sperm chromatin (Lohka 1998). Previously it could be shown that in Xenopus egg extract there exist at least two different vesicle populations that are involved in nuclear envelope assembly. One type of vesicle binds to chromatin where it fuses and forms a bilayered nuclear envelope. The other vesicle population binds to the double nuclear membrane and is required for nuclear pore complex formation. Aim of this study was to isolate and characterize these two membrane fractions with special regard to the pore-forming membrane fraction. By centrifugation on a discontinuous sucrose gradient the membrane vesicles could be separated into two different vesicle fractions. One membrane fraction was recovered from the 40% sucrose fraction (“40% membrane fraction”) and the other one from the 30% sucrose fraction (“30% membrane fraction”). The different membrane fractions were added to in vitro nuclei, where nuclear pores were depleted by formation of annulate lamellae. After addition of the 30% membrane fraction formation of functional nuclear pores could be observed. In contrast the 40% membrane fraction had no pore-forming property. Using a simplified system consisting of cytosol, spermchromatin an membranes it was demonstrated that the 40% membrane fraction binds to chromatin and is sufficient to form a continuous double membrane without NPCs. The 30% membrane fraction lacks chromatin targeting signals and is actively transported along microtubules to the pore-free nuclei. There it interacts with the chromatin-bound 40% membranes and induces formation of NPCs. Comparing the protein composition of both membrane fractions, the major vault protein (MVP) was found to be exclusively in the pore-inducing membrane fraction. MVP is the major structural component of vaults, a ribonucleoprotein particle found in most eukaryotic cells (Kedersha et al., 1991). Remarkably, despite their ubiquitous expression and abundance in nearly all eukaryotic cells, the functional role of vaults is still being debated. To learn more about the functional role and localization of vaults/MVP, vaults were isolated from Xenopus eggs following the procedure of Kedersha and Rome (1986). In addition recombinant Xenopus MVP was prepared and used to generate antibodies in guinea pigs. To find out whether the presence of MVP in the 30% membrane fraction is related to its pore-forming capacity, purified vault complexes or recombinant MVP, which alone is sufficient to selfassemble into the characteristic vault structure, were added to poreless nuclei. Both purified vaults and recombinant MVP induce the formation of functional NPCs in the pore-free nuclei. Studying the localization of MVP it was demonstrated, that MVP localizes in part at the nuclear envelope and the nuclear pore complexes, whereas most MVP is cytoplasmically. These are the first data that link vaults/MVP to NPC assembly. Therefore this work displays fundamental features to study this unexpected role of vaults in more detail.
KW  - Kernhülle
KW  - Kernporenkomplex
KW  - Major Vault Protein
KW  - Xenopus laevis
KW  - nuclear envelope assembly
KW  - nuclear pore complexes
KW  - major vault protein
KW  - Xenopus laevis
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-29298
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Volland, Julian Manuel
A1  - Kaupp, Johannes
A1  - Schmitz, Werner
A1  - Wünsch, Anna Chiara
A1  - Balint, Julia
A1  - Möllmann, Marc
A1  - El-Mesery, Mohamed
A1  - Frackmann, Kyra
A1  - Peter, Leslie
A1  - Hartmann, Stefan
A1  - Kübler, Alexander Christian
A1  - Seher, Axel
T1  - Mass spectrometric metabolic fingerprinting of 2-Deoxy-D-Glucose (2-DG)-induced inhibition of glycolysis and comparative analysis of methionine restriction versus glucose restriction under perfusion culture in the murine L929 model system
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - All forms of restriction, from caloric to amino acid to glucose restriction, have been established in recent years as therapeutic options for various diseases, including cancer. However, usually there is no direct comparison between the different restriction forms. Additionally, many cell culture experiments take place under static conditions. In this work, we used a closed perfusion culture in murine L929 cells over a period of 7 days to compare methionine restriction (MetR) and glucose restriction (LowCarb) in the same system and analysed the metabolome by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS). In addition, we analysed the inhibition of glycolysis by 2-deoxy-D-glucose (2-DG) over a period of 72 h. 2-DG induced very fast a low-energy situation by a reduced glycolysis metabolite flow rate resulting in pyruvate, lactate, and ATP depletion. Under perfusion culture, both MetR and LowCarb were established on the metabolic level. Interestingly, over the period of 7 days, the metabolome of MetR and LowCarb showed more similarities than differences. This leads to the conclusion that the conditioned medium, in addition to the different restriction forms, substantially reprogramm the cells on the metabolic level.
KW  - amino acid restriction
KW  - glucose restriction
KW  - mass spectrometry
KW  - low carb
KW  - 2-deoxy-D-glucose
KW  - 2-DG
KW  - methionine
KW  - perfusion culture
KW  - energy restriction
KW  - caloric restriction
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-286007
SN  - 1422-0067
VL  - 23
IS  - 16
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Volceanov, Larisa
A1  - Herbst, Katharina
A1  - Biniossek, Martin
A1  - Schilling, Oliver
A1  - Haller, Dirk
A1  - Nölke, Thilo
A1  - Subbarayal, Prema
A1  - Rudel, Thomas
A1  - Zieger, Barbara
A1  - Häcker, Georg
T1  - Septins Arrange F-Actin-Containing Fibers on the Chlamydia trachomatis Inclusion and Are Required for Normal Release of the Inclusion by Extrusion
JF  - MBIO
N2  - Chlamydia trachomatis is an obligate intracellular human pathogen that grows inside a membranous, cytosolic vacuole termed an inclusion. Septins are a group of 13 GTP-binding proteins that assemble into oligomeric complexes and that can form higher-order filaments. We report here that the septins SEPT2, -9, -11, and probably -7 form fibrillar structures around the chlamydial inclusion. Colocalization studies suggest that these septins combine with F actin into fibers that encase the inclusion. Targeting the expression of individual septins by RNA interference (RNAi) prevented the formation of septin fibers as well as the recruitment of actin to the inclusion. At the end of the developmental cycle of C. trachomatis, newly formed, infectious elementary bodies are released, and this release occurs at least in part through the organized extrusion of intact inclusions. RNAi against SEPT9 or against the combination of SEPT2/7/9 substantially reduced the number of extrusions from a culture of infected HeLa cells. The data suggest that a higher-order structure of four septins is involved in the recruitment or stabilization of the actin coat around the chlamydial inclusion and that this actin recruitment by septins is instrumental for the coordinated egress of C. trachomatis from human cells. The organization of F actin around parasite-containing vacuoles may be a broader response mechanism of mammalian cells to the infection by intracellular, vacuole-dwelling pathogens. IMPORTANCE Chlamydia trachomatis is a frequent bacterial pathogen throughout the world, causing mostly eye and genital infections. C. trachomatis can develop only inside host cells; it multiplies inside a membranous vacuole in the cytosol, termed an inclusion. The inclusion is covered by cytoskeletal "coats" or "cages," whose organization and function are poorly understood. We here report that a relatively little-characterized group of proteins, septins, is required to organize actin fibers on the inclusion and probably through actin the release of the inclusion. Septins are a group of GTP-binding proteins that can organize into heteromeric complexes and then into large filaments. Septins have previously been found to be involved in the interaction of the cell with bacteria in the cytosol. Our observation that they also organize a reaction to bacteria living in vacuoles suggests that they have a function in the recognition of foreign compartments by a parasitized human cell.
KW  - mammalian septins
KW  - host-cells
KW  - binding
KW  - proteins
KW  - organization
KW  - cytoskeleton
KW  - cytokinesis
KW  - mechanisms
KW  - expression
KW  - protease
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-115421
SN  - 2150-7511
VL  - 5
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogtmann, Emily
A1  - Hua, Xing
A1  - Zeller, Georg
A1  - Sunagawa, Shinichi
A1  - Voigt, Anita Y.
A1  - Hercog, Rajna
A1  - Goedert, James J.
A1  - Shi, Jianxin
A1  - Bork, Peer
A1  - Sinha, Rashmi
T1  - Colorectal Cancer and the Human Gut Microbiome: Reproducibility with Whole-Genome Shotgun Sequencing
JF  - PLoS ONE
N2  - Accumulating evidence indicates that the gut microbiota affects colorectal cancer development, but previous studies have varied in population, technical methods, and associations with cancer. Understanding these variations is needed for comparisons and for potential pooling across studies. Therefore, we performed whole-genome shotgun sequencing on fecal samples from 52 pre-treatment colorectal cancer cases and 52 matched controls from Washington, DC. We compared findings from a previously published 16S rRNA study to the metagenomics-derived taxonomy within the same population. In addition, metagenome-predicted genes, modules, and pathways in the Washington, DC cases and controls were compared to cases and controls recruited in France whose specimens were processed using the same platform. Associations between the presence of fecal Fusobacteria, Fusobacterium, and Porphyromonas with colorectal cancer detected by 16S rRNA were reproduced by metagenomics, whereas higher relative abundance of Clostridia in cancer cases based on 16S rRNA was merely borderline based on metagenomics. This demonstrated that within the same sample set, most, but not all taxonomic associations were seen with both methods. Considering significant cancer associations with the relative abundance of genes, modules, and pathways in a recently published French metagenomics dataset, statistically significant associations in the Washington, DC population were detected for four out of 10 genes, three out of nine modules, and seven out of 17 pathways. In total, colorectal cancer status in the Washington, DC study was associated with 39% of the metagenome-predicted genes, modules, and pathways identified in the French study. More within and between population comparisons are needed to identify sources of variation and disease associations that can be reproduced despite these variations. Future studies should have larger sample sizes or pool data across studies to have sufficient power to detect associations that are reproducible and significant after correction for multiple testing.
KW  - colorectal cancer
KW  - gut microbiota
KW  - whole-genome shotgun sequencing
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-166904
VL  - 11
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogel, Sebastian
A1  - Prinzing, Andreas
A1  - Bußler, Heinz
A1  - Müller, Jörg
A1  - Schmidt, Stefan
A1  - Thorn, Simon
T1  - Abundance, not diversity, of host beetle communities determines abundance and diversity of parasitoids in deadwood
JF  - Ecology and Evolution
N2  - Most parasites and parasitoids are adapted to overcome defense mechanisms of their specific hosts and hence colonize a narrow range of host species. Accordingly, an increase in host functional or phylogenetic dissimilarity is expected to increase the species diversity of parasitoids. However, the local diversity of parasitoids may be driven by the accessibility and detectability of hosts, both increasing with increasing host abundance. Yet, the relative importance of these two mechanisms remains unclear. We parallelly reared communities of saproxylic beetle as potential hosts and associated parasitoid Hymenoptera from experimentally felled trees. The dissimilarity of beetle communities was inferred from distances in seven functional traits and from their evolutionary ancestry. We tested the effect of host abundance, species richness, functional, and phylogenetic dissimilarities on the abundance, species richness, and Shannon diversity of parasitoids. Our results showed an increase of abundance, species richness, and Shannon diversity of parasitoids with increasing beetle abundance. Additionally, abundance of parasitoids increased with increasing species richness of beetles. However, functional and phylogenetic dissimilarity showed no effect on the diversity of parasitoids. Our results suggest that the local diversity of parasitoids, of ephemeral and hidden resources like saproxylic beetles, is highest when resources are abundant and thereby detectable and accessible. Hence, in some cases, resources do not need to be diverse to promote parasitoid diversity.
KW  - barcoding
KW  - deadwood
KW  - experiment
KW  - host–parasitoid interaction
KW  - natural enemy
KW  - specialization
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-238892
VL  - 11
IS  - 11
SP  - 6881
EP  - 6888
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogel, Sebastian
A1  - Gossner, Martin M.
A1  - Mergner, Ulrich
A1  - Müller, Jörg
A1  - Thorn, Simon
T1  - Optimizing enrichment of deadwood for biodiversity by varying sun exposure and tree species: An experimental approach
JF  - Journal of Applied Ecology
N2  - The enrichment of deadwood is essential for the conservation of saproxylic biodiversity in managed forests. However, existing strategies focus on a cost‐intensive increase of deadwood amount, while largely neglecting increasing deadwood diversity.

Deadwood objects, that is logs and branches, from six tree species were experimentally sun exposed, canopy shaded and artificially shaded for 4 years, after which the alpha‐, beta‐ and gamma‐diversity of saproxylic beetles, wood‐inhabiting fungi and spiders were analysed. Analyses of beta‐diversity included the spatial distance between exposed deadwood objects. A random‐drawing procedure was used to identify the combination of tree species and sun exposure that yielded the highest gamma‐diversity at a minimum of exposed deadwood amount.

In sun‐exposed plots, species numbers in logs were higher than in shaded plots for all taxa, while in branches we observed the opposite for saproxylic beetles. Tree species affected the species numbers only of saproxylic beetles and wood‐inhabiting fungi. The beta‐diversity of saproxylic beetles and wood‐inhabiting fungi among logs was influenced by sun exposure and tree species, but beta‐diversity of spiders by sun exposure only. For all saproxylic taxa recorded in logs, differences between communities increased with increasing spatial distance.

A combination of canopy‐shaded Carpinus logs and sun‐exposed Populus logs resulted in the highest species numbers of all investigated saproxylic taxa among all possible combinations of tree species and sun‐exposure treatments.

Synthesis and applications. We recommend incorporating the enrichment of different tree species and particularly the variation in sun exposure into existing strategies of deadwood enrichment. Based on the results of our study, we suggest to combine the logs of softwood broadleaf tree species (e.g. Carpinus, Populus), hardwood broadleaf tree species (e.g. Quercus) and coniferous tree species (e.g. Pinus) under different conditions of sun exposure and distribute them spatially in a landscape to maximize the beneficial effects on overall diversity.
KW  - broadleaf tree species
KW  - deadwood enrichment
KW  - forest conservation
KW  - forest management
KW  - saproxylic beetles
KW  - spiders
KW  - sun exposure
KW  - wood‐inhabiting fungi
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-214614
VL  - 57
IS  - 10
SP  - 2075
EP  - 2085
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogel, Sebastian
A1  - Bussler, Heinz
A1  - Finnberg, Sven
A1  - Müller, Jörg
A1  - Stengel, Elisa
A1  - Thorn, Simon
T1  - Diversity and conservation of saproxylic beetles in 42 European tree species: an experimental approach using early successional stages of branches
JF  - Insect Conservation and Diversity
N2  - Tree species diversity is important to maintain saproxylic beetle diversity in managed forests. Yet, knowledge about the conservational importance of single tree species and implications for forest management and conservation practices are lacking.
We exposed freshly cut branch‐bundles of 42 tree species, representing tree species native and non‐native to Europe, under sun‐exposed and shaded conditions for 1 year. Afterwards, communities of saproxylic beetles were reared ex situ for 2 years. We tested for the impact of tree species and sun exposure on alpha‐, beta‐, and gamma‐diversity as well as composition of saproxylic beetle communities. Furthermore, the number of colonised tree species by each saproxylic beetle species was determined.
Tree species had a lower impact on saproxylic beetle communities compared to sun exposure. The diversity of saproxylic beetles varied strongly among tree species, with highest alpha‐ and gamma‐diversity found in Quercus petraea. Red‐listed saproxylic beetle species occurred ubiquitously among tree species. We found distinct differences in the community composition of broadleaved and coniferous tree species, native and non‐native tree species as well as sun‐exposed and shaded deadwood.
Our study enhances the understanding of the importance of previously understudied and non‐native tree species for the diversity of saproxylic beetles. To improve conservation practices for saproxylic beetles and especially red‐listed species, we suggest a stronger incorporation of tree species diversity and sun exposure of into forest management strategies, including the enrichment of deadwood from native and with a specific focus on locally rare or silviculturally less important tree species.
KW  - deadwood
KW  - deadwood enrichment
KW  - decay
KW  - forest management
KW  - host specificity
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-218401
VL  - 14
IS  - 1
SP  - 132
EP  - 143
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Sebastian
T1  - Determinants of saproxylic biodiversity and conclusions for conservation
T1  - Einflussfaktoren auf xylobionte Artenvielfalt und Rückschlüsse für den Naturschutz
N2  - Over the past centuries, anthropogenic utilization has fundamentally changed the appearance of European forest ecosystems. Constantly growing and changing demands have led to an enormous decline in ecological key elements and a structural homogenization of most forests. These changes have been accompanied by widespread declines of many forest-dwelling and especially saproxylic, i.e. species depending on deadwood. In order to counteract this development, various conservation strategies have been developed, but they primarily focus on a quantitative deadwood enrichment. However, the diversity of saproxylic species is furthermore driven by a variety of abiotic and biotic determinants as well as interactions between organisms. A detailed understanding of these processes has so far been largely lacking. The aim of the present thesis was therefore to improve the existing ecological knowledge of determinants influencing saproxylic species and species communities in order to provide the basis for evidence-based and adapted conservation measures.
In chapter II of this thesis, I first investigated the impact of sun exposure, tree species, and their combination on saproxylic beetles, wood-inhabiting fungi, and spiders. Therefore, logs and branches of six tree species were set up under different sun exposures in an experimental approach. The impact of sun exposure and tree species strongly differed among single saproxylic taxa as well as diameters of deadwood. All investigated taxa were affected by sun exposure, whereby sun exposure resulted in a higher alpha-diversity of taxa recorded in logs and a lower alpha-diversity of saproxylic beetles reared from branches compared to shading by canopy. Saproxylic beetles and wood-inhabiting fungi as obligate saproxylic species were additionally affected by tree species. In logs, the respective impact of both determinants also resulted in divergent community compositions. Finally, a rarefaction/extrapolation method was used to evaluate the effectiveness of different combinations of tree species and sun exposure for the conservation of saproxylic species diversity. Based on this procedure, a combination of broadleaved and coniferous as well as hard- and softwood tree species was identified to support preferably high levels of saproxylic species diversity.
The aim of chapter III was to evaluate the individual conservational importance of tree species for the protection of saproxylic beetles. For this, the list of tree species sampled for saproxylic beetles was increased to 42 different tree species. The considered tree species represented large parts of taxonomic and phylogenetic diversity native to Central Europe as well as the most important non-native tree species of silvicultural interest. Freshly cut branches were set up for one year and saproxylic beetles were reared afterwards for two subsequent years.
The study revealed that some tree species, in particular Quercus sp., host a particular high diversity of saproxylic beetles, but tree species with a comparatively medium or low overall diversity were likewise important for red-listed saproxylic beetle species. Compared to native tree species, non-native tree species hosted a similar overall species diversity of saproxylic beetles but differed in community composition.
In chapter IV, I finally analysed the interactions of host beetle diversity and the diversity of associated parasitoids by using experimentally manipulated communities of saproxylic beetles and parasitoid Hymenoptera as a model system. Classical approaches of species identification for saproxylic beetles were combined with DNA-barcoding for parasitoid Hymenoptera. The diversity of the host communities was inferred from their phylogenetic composition as well as differences in seven functional traits. Abundance, species richness, and Shannon-diversity of parasitoid Hymenoptera increased with increasing host abundance. However, the phylogenetic and functional dissimilarity of host communities showed no influence on the species communities of parasitoid Hymenoptera. The results clearly indicate an abundance-driven system in which the general availability, not necessarily the diversity of potential hosts, is decisive.
In summary, the present thesis corroborates the general importance of deadwood heterogeneity for the diversity of saproxylic species by combining different experimental approaches. In order to increase their efficiency, conservation strategies for saproxylic species should generally promote deadwood from different tree species under different conditions of sun exposure on landscape-level in addition to the present enrichment of a certain deadwood amount. The most effective combinations of tree species should consider broadleaved and coniferous as well as hard- and softwood tree species. Furthermore, in addition to dominant tree species, special attention should be given to native, subdominant, silviculturally unimportant, and rare tree species.
N2  - Während der letzten Jahrhunderte hat die anthropogene Nutzung das Erscheinungsbild der Waldökosysteme in Europa grundlegend verändert. Stetig wachsende und wandelnde Ansprüche führten zu einem enormen Rückgang ökologischer Schlüsselelemente und einer strukturellen Homogenisierung der meisten Wälder. In der Folge kam es zu Rückgängen vieler waldbewohnender und insbesondere xylobionter, d.h. von Totholz abhängigen, Arten. Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, wurden verschiedene Schutzstrategien entwickelt, welche jedoch vor allem auf eine quantitative Totholzanreicherung abzielen. Die Vielfalt xylobionter Arten wird aber weiterhin durch unterschiedliche abiotische und biotische Einflussfaktoren sowie durch Wechselwirkungen zwischen den Arten beeinflusst. Ein detailliertes Verständnis der genauen Vorgänge fehlt jedoch bislang größtenteils. Ziel der vorliegenden Promotionsarbeit war es deshalb, das diesbezüglich bestehende Wissen zu verbessern, um die Basis für evidenzbasierte und angepasste Naturschutzmaßnahmen zu schaffen.
In Kapitel II dieser Arbeit habe ich zunächst den Einfluss der Besonnung und Baumart sowie deren Kombination im Vergleich auf xylobionte Käfer, holzbesiedelnde Pilze und Spinnen untersucht. Für die zugehörige Studie wurden dabei Stämme und Äste von sechs Baumarten bei unterschiedlicher Besonnung in einem experimentellen Ansatz ausgebracht. Der Einfluss der Besonnung und Baumart unterschied sich deutlich zwischen den einzelnen Artengruppen und Totholzdurchmessern. Alle Artengruppen wurden durch die Besonnung beeinflusst, wobei Besonnung im Vergleich zur Beschattung durch Baumkronen bei allen Artengruppen an Stämmen zu einer höheren alpha-Diversität führte und zu einer niedrigeren alpha-Diversität von xylobionten Käfern in Ästen. Xylobionte Käfer und holzbesiedelnde Pilze als obligat xylobionte Arten wurden weiterhin von der Baumart beeinflusst. Für die Artengruppen an Stämmen führten die jeweiligen Auswirkungen von Besonnung und Baumarten ebenfalls zu Unterschieden in der Zusammensetzung der Artgemeinschaften. Abschließend wurden Art-Akkumulationskurven genutzt, um die Effektivität unterschiedlicher Kombinationen aus Baumart und Besonnung für den Erhalt der xylobionten Diversität zu evaluieren. Um eine möglichst hohe Artenvielfalt zu fördern, wurde darauf basierend eine Kombination aus Laub- und Nadelholz einschließlich Weich- und Hartholzarten identifiziert.
Ziel meiner Studie in Kapitel III war es den individuellen Beitrag einzelner Baumarten zum Schutz xylobionter Käfer zu identifizieren. Dafür wurde die Zahl untersuchter Baumarten auf 42 erhöht. Die untersuchten Baumarten umfassten dabei große Teile der taxonomischen und phylogenetischen Diversität, die in Mitteleuropa heimisch ist, sowie die wichtigsten, nicht-heimischen Baumarten von waldbaulichem Interesse. Frisch geschnittene Äste wurden für ein Jahr ausgebracht und xylobionte Käfer im Anschluss für zwei aufeinanderfolgende Jahre ausgezüchtet. Im Rahmen der Studie konnte gezeigt werden, dass einige Baumarten, insbesondere Quercus sp., eine besonders hohe Artenvielfalt aufweisen, aber auch Arten mit einer vergleichsweise geringen Gesamtartenzahl für Arten der Roten Liste von Bedeutung sind. Nicht-heimische Baumarten beherbergten insgesamt keine geringere Artenvielfalt von xylobionten Käfern, unterschieden sich aber in der Zusammensetzung ihrer Artgemeinschaften.
Die Studie in Kapitel IV analysiert schließlich die Wechselwirkungen zwischen Wirtsdiversität und der Diversität assoziierter Parasitoide unter Verwendung experimentell manipulierter Gemeinschaften von xylobionten Käfern und parasitoiden Hymenopteren als Modellsystem. Klassische Ansätze zur Artidentifizierung für xylobionte Käfer wurden dabei mit DNA-Barcoding für die parasitoiden Hymenopteren kombiniert. Die Vielfalt der Wirtsgemeinschaften wurde aus ihrer phylogenetischen Zusammensetzung sowie Unterschieden in sieben funktionellen Merkmalen abgeleitet. Abundanz, Artenvielfalt und Shannon-Diversität nahmen mit zunehmender Abundanz der Wirte zu. Hingegen zeigten die phylogenetische und funktionelle Ähnlichkeit der Wirtsgemeinschaften insgesamt keinen Einfluss auf die Artgemeinschaften der parasitoiden Hymenopteren. Die Ergebnisse weisen damit klar auf ein abundanz-getriebenes System hin, in dem die generelle Verfügbarkeit und nicht unbedingt die Diversität potentieller Wirte entscheidend ist.
Zusammenfassend betont die vorliegende Promotionsarbeit durch die Kombination verschiedener experimenteller Ansätze die generelle Bedeutung der Totholzheterogenität für die Vielfalt xylobionter Arten. Um ihre Effizienz zu steigern, sollten Schutzstrategien für xylobionte Arten neben einer bestimmten Totholzmenge daher generell Totholz verschiedener Baumarten bei unterschiedlicher Besonnung auf Landschaftsebene anreichern. Die effektivsten Baumarten-Kombinationen sollten dabei Laub- und Nadelholz sowie Weich- und Hartholzarten berücksichtigen. Neben den dominierenden Baumarten sollte zudem ein besonderes Augenmerk auf heimischen, subdominanten, wirtschaftlich irrelevanten und seltenen Baumarten liegen.
KW  - deadwood enrichment
KW  - saproxylic
KW  - beetles
KW  - spiders
KW  - woodinhabiting-fungi
KW  - tree species
KW  - forest conservation
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-289266
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Friederike
T1  - Klonierung, Expression und Charakterisierung von Mutanten des Bone Morphogenetic Protein-2
T1  - Cloning, expression and characterization of mutant bone morphogenetic protein-2
N2  - Das Zytokin Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) gehört als Mitglied der Transforming Growth Factor ß-Superfamilie zu einer großen Gruppe eng verwandter Wachstums- und Differenzierungsfaktoren. Es spielt eine entscheidende Rolle bei Bildung und Regeneration von Knorpel und Knochen und während verschiedener Prozesse der embryonalen Entwicklung. Durch Sezernierung des Proteins und anschließende Diffusion in der extrazellulären Matrix (EZM) ausgehend vom Ort der Sekretion unterliegt sein Wirkungsgrad einem abnehmenden Konzentrationsgradienten. BMP-2 bindet neben der hochaffinen Bindung an seinen spezifischen Rezeptor unter anderem auch an die extrazelluläre Matrix. So konnte in Vorarbeiten bereits durch Deletion der basischen Heparinbindungsstelle des BMP-2, die sich im N-terminalen Bereich befindet, eine Wirkungsverstärkung des Proteins in einem in vitro- Experiment, dem Hühnergliedmaßentest, erreicht werden, da die konkurrierende Bindung an Heparinbindungsstellen der EZM wegfällt. Im Tiermodell konnte jedoch ein genau umgekehrter Effekt dieser Mutante im Vergleich mit dem Wildtyp gezeigt werden, da in vivo die Diffusion des Moleküls durch Bindung an die EZM begrenzt und es so lokal an seinem Wirkungsort konzentriert wird. Von diesen Vorbefunden ausgehend war das Ziel der Arbeit die Klonierung und Expression von Mutanten des BMP-2, bei denen durch schrittweise Modifizierung der Heparinbindungsstelle die Bindung des Proteins an Heparin und deren Einfluß auf die Rezeptorbindung charakterisiert werden sollte. Dazu wurden zwei Mutanten des BMP-2 mit Verdopplung eines bzw. beider basischer Aminosäuretripletts kloniert, da diesem basischen Bereich im N-Terminus die eigentliche Bindung an Heparin zugeschrieben wird. Nach Expression, Renaturierung und säulenchromatographischer Aufreinigung der Proteine konnte in dieser Arbeit in drei verschiedenen funktionellen in vitro-Tests eine abnehmende Wirkung der Mutanten gezeigt werden. Neben dem biophysikalischen Nachweis der apparenten Affinitäten der Mutanten zu Rezeptor und Matrix in Biacore-Messungen konnte die Änderung des Wirkungsgrades auch in einem Zellkulturassay mit einer Maus-Fibroblasten-Zellinie durch Messung der Alkalischen Phosphatase und im Hühnergliedmaßentest gezeigt werden. In in vivo Experimenten bleibt eine entsprechende zu erwartende Wirkungsverstärkung dieser beiden Mutanten nachzuweisen, die im Hinblick auf einen therapeutischen Einsatz bei gewünschtem Ersatz zerstörten Knochens relevant werden könnte.
N2  - Bone morphogenetic protein-2 is a cytokine belonging to the TGFß-superfamily. We performed a modification of its heparin binding site in order to investigate a possible correlation between the basic acids of the heparin binding site and the function of the protein in vitro.
KW  - Transforming Growth Factor beta
KW  - Knochenbildung
KW  - bone morphogenetic protein-2
KW  - bone morphogenetic protein-2
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6782
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Cassandra Ezra
T1  - The effects of land-use and agroecological practices on biodiversity and ecosystem services in tropical smallholder farms
T1  - Die Effekte von Landnutzung und Agroökologie auf Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen in der tropischen Subsistenzlandwirtschaft
N2  - Biodiversity is in rapid decline worldwide. These declines are more pronounced in areas that are currently biodiversity rich, but economically poor – essentially describing many tropical regions in the Global South where landscapes are dominated by smallholder agriculture. Agriculture is an important driver of biodiversity decline, through habitat destruction and unsustainable practices. Ironically, agriculture itself is dependent on a range of ecosystem services, such as pollination and pest control, provided by biodiversity. Biodiversity on fields and the delivery of ecosystem services to crops is often closely tied to the composition of the surrounding landscape – complex landscapes with a higher proportion of (semi-)natural habitats tend to support a high abundances and biodiversity of pollinators and natural enemies that are beneficial to crop production. However, past landscape scale studies have focused primarily on industrialized agricultural landscapes in the Global North, and context dependent differences between regions and agricultural systems are understudied. Smallholder agriculture supports 2 billion people worldwide and contributes to over half the world’s food supply. Yet smallholders, particularly in sub-Saharan Africa, are underrepresented in research investigating the consequences of landscape change and agricultural practices. Where research in smallholder agriculture is conducted, the focus is often on commodity crops, such as cacao, and less on crops that are directly consumed by smallholder households, though the loss of services to these crops could potentially impact the most vulnerable farmers the hardest. Agroecology – a holistic and nature-based approach to agriculture, provides an alternative to unsustainable input-intensive agriculture. Agroecology has been found to benefit smallholders through improved agronomical and food-security outcomes. Co-benefits of agroecological practices with biodiversity and ecosystem services are assumed, but not often empirically tested. In addition, the local and landscape effects on biodiversity and ecosystem services are more commonly studied in isolation, but their potentially interactive effects are so far little explored. Our study region in northern Malawi exemplifies many challenges experienced by smallholder farmers throughout sub-Saharan Africa and more generally in the Global South. Malawi is located in a global biodiversity hotspot, but biodiversity is threatened by rapid habitat loss and a push for input-intensive agriculture by government and other stakeholders. In contrast, agroecology has been effectively promoted and implemented in the study region. We investigated how land-use differences and the agroecological practices affects biodiversity and ecosystem services of multiple taxa in a maize-bean intercropping system (Chapter 2), and pollination of pumpkin (Chapter 3) and pigeon pea (Chapter 4). Additionally, the effects of local and landscape scale shrub- to farmland habitat conversion was investigated on butterfly communities, as well as the potential for agroecology to mitigate these effects (Chapter 5).
N2  - Die globale Biodiversität nimmt rapide ab. Dieser Biodiversitätsverlust ist in Regionen die reich an Biodiversität aber wirtschaftlich arm sind besonders stark ausgeprägt, insbesondere in vielen tropischen Regionen, die durch Subsistenzlandwirtschaft geprägt sind. Durch die Zerstörung natürlicher Lebensräume und nicht nachhaltige Land Nutzung ist Landwirtschaft eine der Hauptursachen dieses Biodiversitätsrückgangs. Dabei ist gerade landwirtschaftliche Produktion abhängig von Biodiversität, da Biodiversität Ökosystemdienstleistungen wie Bestäubung und natürliche Schädlingskontrolle bereitstellt. Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen auf Feldern werden stark durch die umliegende Landschaft beeinflusst - komplexe Landschaften mit einen großen Anteil (halb-)natürlicher haben in der Regel höhere Abudanzen und eine größere Biodiversität von Bestäubern und natürlichen Feinden die vorteilhaft für die landwirtschaftliche Produktion sind. Forschung auf Landschaftebene hat bisher jedoch vorrangig auf die industrialisierte Landwirtschaft in z.B. Europa oder die USA fokussiert und kontextabhängige Unterschiede zwischen Regionen und landwirtschaftlichen Systemen sind nicht ausreichend studiert..Weltweit sind etwa 2 Milliarden Menschen von Subsistenzlandwirtschaft abhängig. Jedoch sind diese Kleinbauern, in der Forschung über die Konsequenzen von Landnutzung und landwirtschaftlichen Managements auf Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen unterrepräsentiert, insbesondere Kleinbauern aus Subsahara-Afrika. Die wenigen verfügbaren Studien legend den Fokus oft auf wirtschaftlich wichtige Kulturpflanzen, wie etwa Kakao, und selten auf Kulturpflanzen, die für Ernährungssicherheit der Kleinbauern wichtig sind, obwohl der Verlust der Ökosystemdienstleistungen diese möglicherweise am härtesten trifft. Agroökologie ist eine nachhaltigere Form des landwirtschaftlichen Managements als die konventionelle Landwirtschaft, und will den Einsatz von Agrochemie zu reduzieren und eine holistische Landwirtschaft fördern. Agroökologie steigert die Ernährungssicherheit von Kleinbauern, insbesondere wenn die Bauern viele verschiedene agroökologische Verfahren nutzen. Vorteile der Agroökologie für Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen werden oft vermutet, wurden bislang jedoch selten empirisch getestet. Zusätzlich wurden Effekte auf Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen vorrangig getrennt zwischen der lokalen und der Landschaftsebene betrachtet, was das Erkennen potentieller Interaktionen erschwert. Unsere Studienregion in Nord Malawi spiegelt die viele Herausforderungen der afrikanischen
Zusammenfassung
Subsistenzlandwirtschaft wider. Malawi liegt in einem Biodiversitäts-Hotspot, jedoch ist diese Biodiversität durch einen schnellen Rückgang natürlicher Lebensräume und durch die Intensivierung der Landwirtschaft stark gefährdet. Dem gegenüber stehen erfolgreicher Ausbau und Umsetzung von Agroökologie in der Region. Das gab mir die Möglichkeit, die Effekte von Landnutzung und Agroökologie auf Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen in Malawi zu untersuchen. Dafür habe ich in Mais und Bohnen in Einzel- und Mischkultur 7 taxonomische Gruppen die verschiedene Ökosystemdienstleistungen erbringen erfasst (Kapitel 2) sowie Bestäuber und Bestäubung auf Kürbis (Kapitel 3) und Straucherbsen studiert (Kapitel 4). Zusätzlich habe ich an Schmetterlingen die Effekte von Lebensraumverlust auf der lokalen und auf Landschaftsebene studiert, und untersucht, ob Agroökologie potenziell negative Effekte mindern kann (Kapitel 5).
KW  - biodiversity
KW  - ecosystem services
KW  - landscape ecology
KW  - smallholder agriculture
KW  - pollination
KW  - pest control
KW  - agroecology
KW  - tropical ecology
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-290661
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogel, Cassandra
A1  - Chunga, Timothy L.
A1  - Sun, Xiaoxuan
A1  - Poveda, Katja
A1  - Steffan-Dewenter, Ingolf
T1  - Higher bee abundance, but not pest abundance, in landscapes with more agriculture on a late-flowering legume crop in tropical smallholder farms
JF  - PeerJ
N2  - Background
Landscape composition is known to affect both beneficial insect and pest communities on crop fields. Landscape composition therefore can impact ecosystem (dis)services provided by insects to crops. Though landscape effects on ecosystem service providers have been studied in large-scale agriculture in temperate regions, there is a lack of representation of tropical smallholder agriculture within this field of study, especially in sub-Sahara Africa. Legume crops can provide important food security and soil improvement benefits to vulnerable agriculturalists. However, legumes are dependent on pollinating insects, particularly bees (Hymenoptera: Apiformes) for production and are vulnerable to pests. We selected 10 pigeon pea (Fabaceae: Cajunus cajan (L.)) fields in Malawi with varying proportions of semi-natural habitat and agricultural area within a 1 km radius to study: (1) how the proportion of semi-natural habitat and agricultural area affects the abundance and richness of bees and abundance of florivorous blister beetles (Coleoptera: Melloidae), (2) if the proportion of flowers damaged and fruit set difference between open and bagged flowers are correlated with the proportion of semi-natural habitat or agricultural area and (3) if pigeon pea fruit set difference between open and bagged flowers in these landscapes was constrained by pest damage or improved by bee visitation.

Methods
We performed three, ten-minute, 15 m, transects per field to assess blister beetle abundance and bee abundance and richness. Bees were captured and identified to (morpho)species. We assessed the proportion of flowers damaged by beetles during the flowering period. We performed a pollinator and pest exclusion experiment on 15 plants per field to assess whether fruit set was pollinator limited or constrained by pests.

Results
In our study, bee abundance was higher in areas with proportionally more agricultural area surrounding the fields. This effect was mostly driven by an increase in honeybees. Bee richness and beetle abundances were not affected by landscape characteristics, nor was flower damage or fruit set difference between bagged and open flowers. We did not observe a positive effect of bee density or richness, nor a negative effect of florivory, on fruit set difference.

Discussion
In our study area, pigeon pea flowers relatively late—well into the dry season. This could explain why we observe higher densities of bees in areas dominated by agriculture rather than in areas with more semi-natural habitat where resources for bees during this time of the year are scarce. Therefore, late flowering legumes may be an important food resource for bees during a period of scarcity in the seasonal tropics. The differences in patterns between our study and those conducted in temperate regions highlight the need for landscape-scale studies in areas outside the temperate region.
KW  - Pollination
KW  - Small-holder agriculture
KW  - Legume crops
KW  - Insect pests
KW  - Tropical agriculture
KW  - Landscape ecology
KW  - Plant-insect interactions
KW  - African agriculture
KW  - Ecosystem services
KW  - Agro-ecology
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-231491
VL  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vogel, Benjamin
A1  - Löschberger, Anna
A1  - Sauer, Markus
A1  - Hock, Robert
T1  - Cross-linking of DNA through HMGA1 suggests a DNA scaffold
N2  - Binding of proteins to DNA is usually considered 1D with one protein bound to one DNA molecule. In principle, proteins with multiple DNA binding domains could also bind to and thereby cross-link different DNA molecules. We have investigated this possibility using high-mobility group A1 (HMGA1) proteins, which are architectural elements of chromatin and are involved in the regulation of multiple DNA-dependent processes. Using direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM), we could show that overexpression of HMGA1a-eGFP in Cos-7 cells leads to chromatin aggregation. To investigate if HMGA1a is directly responsible for this chromatin compaction we developed a DNA cross-linking assay. We were able to show for the first time that HMGA1a can cross-link DNA directly. Detailed analysis using point mutated proteins revealed a novel DNA cross-linking domain. Electron microscopy indicates that HMGA1 proteins are able to create DNA loops and supercoils in linearized DNA confirming the cross-linking ability of HMGA1a. This capacity has profound implications for the spatial organization of DNA in the cell nucleus and suggests cross-linking activities for additional nuclear proteins.
KW  - DNA
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68865
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Benjamin
T1  - Organisation von Chromatin durch HMGA1 Proteine
T1  - Organisation of chromatin through HMGA1 proteins
N2  - HMGA1 Proteine sind kleine, basische, Nicht-Histon Proteine, die in Lösung keine Struktur aufweisen, durch drei AT-Haken, als DNA-Bindungsmotive, gekennzeichnet sind und präferentiell an die kleine Furche der DNA binden. Als differenziell exprimierte Architekturelemente des Chromatins erfüllen sie wichtige Funktionen bei der Regulation DNA abhängiger Prozesse in Zellen und während Entwicklungsprozessen. Aberrante Expressionen führen zu Entwicklungsdefekten und Krebs. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von HMGA1 Proteinen auf die Organisation des Chromatins untersucht. Als Modell diente dabei zunächst die Differenzierung von C2C12 Muskelvorläuferzellen. Wie in einer früheren Arbeit gezeigt wurde, ist die Herunterregulation von HMGA1a essentiell für den Eintritt von C2C12 Zellen in die Myogenese. Eine konstante Überexpression von HMGA1a-eGFP hingegen verhindert die Muskeldifferenzierung durch Beeinflussung der Expression myogenesespezifischer Gene und Etablierung einer stabilen Chromatinstruktur. Wie in der vorliegenden Arbeit herausgefunden wurde, nimmt die differenzielle HMGA1a Expression nicht nur Einfluss auf die Expression muskelspezifischer Gene, sondern auch auf die globale Zusammensetzung des Chromatins durch eine reduzierte Expression von H1 Histonen und einer aberranten Expression von HMGB1, HMGN1 und HP1 Proteinen. HMGA1a wurde zusammen mit ORC Proteinen eine Funktion bei der Definition von Replikationsursprüngen in eukaryotischen Zellen zugesprochen. ORC Proteine wurden auch als Komponenten des Heterochromatins und als Interaktionspartner von HP1α identifiziert. Hier konnte mit Hilfe von Co-Immunpräzipitationen, Pull-down Assays und Verdrängungsexperimenten gezeigt werden, dass HMGA1 ein weiterer, direkter Interaktionspartner von ORC Proteinen im Heterochromatin ist und zusammen mit HP1α kooperiert. Pull-down-, Verdrängungs- und siRNA-Experimente zeigten zudem, dass HMGA1 zwar nicht direkt mit HP1α interagiert, die Kooperation der Proteine über ORC aber dennoch wichtig für die Aufrechterhaltung der Heterochromatinsstruktur ist. Damit erweisen sich HMGA1 Proteine als wichtige Stabilisierungsfaktoren des Heterochromatins. Bislang ging man davon aus, dass HMGA1 Moleküle linear, also eindimensional, an ein DNA Molekül binden. Das Vorhandensein von drei DNA-Bindungsmotiven und die eher struktur- als sequenzabhängige Bindung an die DNA lassen vermuten, dass HMGA1 Proteine auch gleichzeitig an benachbarte DNA-Stränge, also auch dreidimensional, binden könnten. Bekräftigt wurde diese Vermutung durch die Bildung von Chromatinaggregaten in Zellen die HMGA1a-eGFP überexprimierten. Dies wurde mittels konfokaler und hochauflösender Mikroskopie (dSTORM) analysiert. Um das Potential einer DNA-Quervernetzung durch HMGA1 Proteine nachzuweisen, wurde eine neue Methode entwickelt. Mit Hilfe eines neuartigen DNA Cross-linking Assays wurde nachgewiesen, dass HMGA1 Proteine in der Lage sind, zwei individuelle DNA Stränge zu vernetzen. Zudem wurde eine neue Domäne in HMGA1 entdeckt die maßgeblich zum Cross-linking beiträgt. Elektronenmikroskopische Analysen bestätigten, dass HMGA1 Proteine in der Lage sind Kreuzungen und Schleifen in DNA Molekülen zu erzeugen. Diese Ergebnisse unterstützen die Vermutung, dass HMGA1 Proteine im Zellkern ein DNA Gerüst bilden können, das Einfluss auf die zelltypische Chromatinorganisation nimmt und dadurch DNA abhängige Prozesse beeinflusst. In wie weit eine HMGA1 induzierte DNA Quervernetzung in vivo zum Beispiel in Chromozentren von C2C12 Zellen oder in Krebszellen, in denen HMGA1 Proteine stark überexprimiert sind, eine Rolle spielen, müssen künftige Untersuchungen zeigen. In dieser Arbeit konnte also gezeigt werden, dass HMGA1 Proteine die Chromatinstruktur auf drei Ebenen organisieren können: Durch Beeinflussung der Chromatinzusammensetzung durch Veränderung der Expression von Chromatinproteinen, durch Interaktion mit anderen Architekturelementen des Chromatins und durch Organisation eines potentiellen DNA Gerüsts.
N2  - HMGA1 proteins are small basic non-histone proteins characterized by three DNA binding domains, the AT-hooks, which bind to the minor groove of DNA. As differentially expressed architectural chromatin proteins, they perform important functions in the regulation of DNA dependent processes and in development. Aberrant expression leads to developmental defects and cancer. In this thesis the influence of HMGA1 proteins on chromatin organization is investigated. Initially C2C12 myogenic precursor cells were studied, which can be differentiated to myotubes. Previously it had been shown that down-regulation of HMGA1 proteins is crucial for the initiation of myogenic differentiation. Constant over-expression of HMGA1a-eGFP prevents myogenic differentiation by influencing the expression of myogenic genes and by the establishment of a stable chromatin structure. Here it was shown that the differential HMGA1 expression does not only influence the expression of myogenic specific genes but also affects total chromatin composition. This was shown by reduced and aberrant expression of chromatin proteins such as histone H1, HMGB1, HMGN1 and HP1 proteins. Recently it was demonstrated that HMGA1 together with ORC proteins function in origin definition in eukaryotic cells. ORC proteins were also identified as components of heterochromatin and direct interaction partners of HP1α. Here, it was shown by co-immunoprecipitation, pull-down assays, siRNA and displacement experiments that HMGA1 proteins can interact with ORC proteins directly and that they can cooperate with HP1α in heterochromatin. It could be shown that HP1α indeed does not directly interact with HMGA1 but together with ORC proteins is relevant for heterochromatin maintenance. Thus HMGA1 proteins turned out to be important stabilizers of heterochromatin. Until recently it was thought that HMGA1 proteins bind DNA collinearly. In principle the three independent DNA binding AT-hooks of HMGA1 also suggest a concomitant binding to neighboring DNA strands, which could lead to a three dimensional stabilization of DNA. This assumption was affirmed by the occurrence of chromatin aggregates in HMGA1a-eGFP overexpressing cells, which was analyzed by confocal and high resolution (dSTORM) microscopy. By using a newly developed DNA cross-linking assay, which allows the analysis of a DNA crosslinking capability of a protein, it was proven that HMGA1 proteins can bind two individual DNA fibers simultaneously. Furthermore a novel domain in HMGA1 proteins was discovered which is significantly involved in the DNA cross-linking. Electron microscopic analyses confirmed that HMGA1 proteins can specifically generate crossings and loops in DNA molecules. These results support the assumption that HMGA1 proteins can create a DNA scaffold that has influence on cell typical chromatin organization and possibly also affects DNA dependent processes. To what extent HMGA1 induced DNA cross-linking plays a role in vivo, for example in the organization of chromocenters of C2C12 cells or in cancer cells, where HMGA1 proteins are over-expressed, will need to be elucidated in further experiments In summary, this work shows, that HMGA1 proteins influence chromatin structure and composition by affecting the expression of chromatin proteins, by interacting with other architectural chromatin proteins or by producing a higher organization of chromatin on its own.
KW  - Chromatin
KW  - HMG-Proteine
KW  - HMGA1
KW  - Chromatin
KW  - dSTORM
KW  - HMGA1
KW  - Chromatin
KW  - dSTORM
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65295
ER  - 
TY  - THES
A1  - Visan, Ion Lucian
T1  - P0 specific T-cell repertoire in wild-type and P0 deficient mice
N2  - Zusammenfassung Das Myelinprotein P0 stellt eine zentrale Komponente für die Stabilität und Funktionalität der Myelinscheiden des peripheren Nervensystems dar. Mutationen des P0-Proteins führen zu verschiedenen, schwer behindernden peripheren Neuropathien wie der Charcot-Marie-Tooth- oder der Dejerine-Sotas-Erkrankung. Wir haben das Tiermodell der P0-Knock-Out-Mäuse verwendet, um im Vergleich zu den C57BL/6-Wildtyp-Tieren Selektionsmechanismen des P0-spezifischen T-Zell-Repertoires zu untersuchen. Dazu wurde eine Reihe von überlappenden 20-mer-Peptiden benutzt, die die gesamte Aminosäuresequenz von P0 abdeckten. Mit Hilfe dieser Peptide wurde ein sog. „Epitop-Mapping“ der H2-Ab-restringierten T-Zell-Antwort durchgeführt. Auf diese Weise konnte das P0-Peptid 5 (Aminosäure 41-60) in der extrazellulären P0-Domäne als immunogene Determinante identifiziert werden. Dieses immunogene Peptid wurde dann für Untersuchungen der Toleranzmechanismen verwendet und zeigte, dass in P0-Knock-Out-Mäusen ein hochreaktives P0-spezifisches T-Zell-Repertoire vorliegt, während es in Wildtyp-Tieren inaktiviert ist und so Selbsttoleranz erzeugt wird. Die Toleranzerzeugung in Wildtyp- und heterozygoten P0 +/- Mäusen hängt nicht von der Gen-Dosis ab. P0 ist ein gewebespezifisches Antigen, dessen Expression normalerweise auf myelinisierende Schwann-Zellen beschränkt ist. Die klassischen Vorstellungen zu Toleranzmechanismen gegenüber gewebsspezifischen Antigenen schrieben diese vor allem peripheren Immunmechanismen zu. Durch den erstmaligen Nachweis von intrathymischer Expression gewebsspezifischer Antigene wie P0 konnten wir bestätigen, dass für P0 offensichtlich die Expression deutlich weiter verbreitet ist, insbesondere auch auf Thymus-Stroma-Zellen. Unter Verwendung von Knochenmarkschimären haben wir weitere Untersuchungen durchgeführt, wie Knochenmarks-abstammende Zellen im Vergleich zu nicht-hämatopoetischen Zellen Toleranz gegenüber P0 erzeugen können. Unsere Befunde zeigen, dass Knochenmarks-abhängige Zellen nicht ausreichen, um völlige Toleranz zu erzeugen. Zusätzlich wurde eine P0-Expression auf anderen Geweben wie dem Thymus benötigt, um komplette Toleranz zu erhalten. Wir identifizierten ein kryptisches P0-Peptid 8 und zwei subdominante P0-Peptide 1 und 3. Während das Peptid 8 sowohl in Wildtyp- als auch Knock-Out-Mäusen erkannt wurde, wurden die Peptide 1 und 3 in Wildtyp-Mäusen nicht als Immunogen erkannt. Die genannten Peptide wurden verwendet, um eine experimentelle autoimmune Neuritis (EAN) zu erzeugen. Mit keinem der experimentellen Ansätze konnten wir klinische Zeichen einer EAN generieren, allerdings mit dem Peptid 3 doch Entzündung im peripheren Nerven beobachten. Es werden zukünftig weitere Untersuchungen benötigt, um P0-spezifische T-Zell-Linien zu etablieren und so mit höherer Effizienz eine EAN zu erzeugen. Unsere Untersuchungen sprechen dafür, dass bei gentherapeutischen Ansätzen bei erblichen Neuropathien vorsichtig und schrittweise vorgegangen werden muss, da mit sekundärer Autoimmunität und damit Inflammation im peripheren Nerven zu rechnen ist.
N2  - Summary Myelin protein zero (P0) is a key myelin component in maintaining the integrity and functionality of the peripheral nervous system. Mutated variants are the cause for several disabilitating peripheral neuropathies such as Charcot-Marie-Tooth disease or Dejerine –Sotas syndrome. Using P0 knockout mice - a mouse model for these diseases - together with their wt counterparts on C57BL/6 background we studied the shaping of the T-cell repertoire specific for P0 in the presence and in the absence of this protein during the ontogeny of T-cells. Our approach was to use a series of overlapping 20-mer peptides covering the entire amino acid sequence of P0. This series of P0 peptides was employed for epitope mapping of the H2-Ab restricted T cell response. Thus, P0 peptide 5 (P0 41-60) in the extracellular domain of P0 was identified as the main immunogenic peptide. The immunogenic peptide containing the core immunodominant determinant in the P0 sequence was employed in studies of tolerance, revealing a highly reactive P0 specific T-cell repertoire in P0 ko mice while in wt mice the high avidity repertoire was inactivated in order to ensure self tolerance. In wild type and heterozygous P0 mice tolerance is not dependent on gene dosage. P0 is a tissue specific antigen whose expression is limited to myelinating Schwann cells. The classical view on tolerance to tissue specific antigens attributed this role to peripheral mechanisms. Driven by the finding that intrathymic expression of tissue-specific antigens is a common occurrence, we confirmed that “promiscuous” expression on thymic stroma holds true also for myelin P0. In addition, using bone marrow chimeras we investigated the capacity of bone marrow derived cells versus nonhematopoietic cells to induce tolerance towards P0. Our findings show that bone marrow derived cells although tolerogenic to some degree are not sufficient to mediate complete tolerance. P0 expression on cells with origin other than bone marrow showed to be sufficient and necessary to induce sound tolerance. We identified one cryptic (P0 peptide 8) and two subdominant epitopes (P0 petides 1, and 3). P0 peptide 8 was reactive in both wt and P0 ko mice. Peptides 1 and 3 were immunogenic in P0 ko but not in wt mice. Several P0 peptides including the immunogenic peptide 5 were involved in direct and adoptive transfer EAN studies. None of them induced clinical signs of EAN. Immunization with P0 peptide 3 did induce inflammation of the peripheral nerves reflected by the infiltration of macrophages and CD3 positive cells. More studies involving highly P0 specific T-cell lines are needed to characterize the P0 induced EAN. Our findings may have direct implications for secondary autoimmunity and inflammation in peripheral nerves developing after correcting the P0 genetic defect by gene therapy in aforementioned diseases.
KW  - Myelin
KW  - Genmutation
KW  - T-Lymphozyt
KW  - autoimmunität
KW  - T-zell epitope
KW  - T-zell repertoir
KW  - toleranz
KW  - MPZ (P0)
KW  - autoimmunity
KW  - T-cell epitope
KW  - T-cell repertoire
KW  - tolerance
KW  - MPZ (P0)
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5734
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Villalobos, Alvaro S.
A1  - Wiese, Jutta
A1  - Imhoff, Johannes F.
A1  - Dorador, Cristina
A1  - Keller, Alexander
A1  - Hentschel, Ute
T1  - Systematic affiliation and genome analysis of Subtercola vilae DB165T with particular emphasis on cold adaptation of an isolate from a high-altitude cold volcano lake
JF  - Microorganisms
N2  - Among the Microbacteriaceae the species of Subtercola and Agreia form closely associated clusters. Phylogenetic analysis demonstrated three major phylogenetic branches of these species. One of these branches contains the two psychrophilic species Subtercola frigoramans and Subtercola vilae, together with a larger number of isolates from various cold environments. Genomic evidence supports the separation of Agreia and Subtercola species. In order to gain insight into the ability of S. vilae to adapt to life in this extreme environment, we analyzed the genome with a particular focus on properties related to possible adaptation to a cold environment. General properties of the genome are presented, including carbon and energy metabolism, as well as secondary metabolite production. The repertoire of genes in the genome of S. vilae DB165\(^T\) linked to adaptations to the harsh conditions found in Llullaillaco Volcano Lake includes several mechanisms to transcribe proteins under low temperatures, such as a high number of tRNAs and cold shock proteins. In addition, S. vilae DB165\(^T\) is capable of producing a number of proteins to cope with oxidative stress, which is of particular relevance at low temperature environments, in which reactive oxygen species are more abundant. Most important, it obtains capacities to produce cryo-protectants, and to combat against ice crystal formation, it produces ice-binding proteins. Two new ice-binding proteins were identified which are unique to S. vilae DB165\(^T\). These results indicate that S. vilae has the capacity to employ different mechanisms to live under the extreme and cold conditions prevalent in Llullaillaco Volcano Lake.
KW  - cold adaptation
KW  - Subtercola vilae
KW  - genome analysis
KW  - systematic affiliation
KW  - Llullaillaco Volcano
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-197394
SN  - 2076-2607
VL  - 7
IS  - 4
ER  -