TY  - JOUR
A1  - Hong, Yunhan
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Sequence of the growth hormone (GH) gene from the silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) and evolution of GH genes in vertebrates
N2  - The silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) growth hormone (GH) genewas isolated and sequenced following amplification from genomic DNA by the polymerase chain reaction. The gene spans a region of approx. 2.5 kb nucleotides (nt) and consists of five exons. The sequence predicts a polypeptide of 210 amino acids (aa) including a putative signal peptide of 22 hydrophobic aa residues. The arrangement of exons and introns is identical to the GH genes of common carp, grass carp, and very similar to mammals and birds, but quite different from that for the GH genes of tilapia and salmonids. The silver carp GH gene shares a high homology at the nt and aa Ievels with those of grass carp (95.3% nt, 99.5% aa) and of common carp (81% nt, 95.7% aa).
KW  - Physiologische Chemie
KW  - Recombinant DNA ; Growth hormone gene ; PCR; Silver carp ; Fish
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61620
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cavari, Benzion
A1  - Hong, Yunhan
A1  - Funkenstein, Bruria
A1  - Moav, Boaz
A1  - Schartl, Manfred
T1  - All-fish gene constructs for growth hormone gene transfer in fish
N2  - In order to develop all-fish expression vectors for microinjection into fertilized fish eggs, we have prepared the following cunstructs: rainbow trout metallothionein a/b and the gilthead seabream growth hormone cDNA (ptMTa-gbsGHcDNA, ptMTb-gsbGHcDNA), carp ß-actin gilthead seabream GH cDNA (pcAßgsbGHcDNA). The inducible metallothionein promoters a and b were cloned from rainbow trout, and the constitutive promoter ß-actin was isolated from carp. The metallothionein promoters were cloned by using the PCR technique. The tMTa contains 430 bp, while the tMTb contains 260 bp (Hong et al. 1992). These two promoters were introduced to pGEM-3Z containing the GH cDNA of Sparus aurata to form ptMTa-gsbGH and ptMTb-gsbGH, respectively. The carp cytoplasmic ß-actin gene was chosen as a source for isolating strong constitutive regulatory sequences. One of these regulatory sequences in pUC118 was Iigated to GH cDNA of S. aurata to form the pcAß-gsbGHcDNA. Expression of the constructs containing the metallothionein promoters was tested in fish cell culture and was found tobe induced effectively by zinc. The ptMTa gsb-GH cDNA construct was microinjected into fertilized carp eggs, and integration in the genome of carp was detected in the DNA isolated from fins at the age of two months.
KW  - Physiologische Chemie
KW  - growth hormone gene
KW  - all-fish genes
KW  - transgenic fish
KW  - cellline transfection
KW  - Sparus aurata
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61612
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schliewen, U.
A1  - Fricke, H.
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Epplen, Jörg T.
A1  - Paabo, S.
T1  - Which home for coelacanth?
N2  - No abstract available
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61606
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Mäueler, Winfried
A1  - Schartl, Angelika
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Different expression patterns of oncogenes and proto-oncogenes in hereditary and carcinogen-induced tumors of Xiphophorus
N2  - Hereditary melanoma in Xiphophorus hybrids canying the melanoma·induclng Tu-Sd locus is caused by transcriptional activation of the Xmrk gene that resides at the Tu·Sd locus and encodes a novel member of receptor tyrosine kinases (RTK). ln this study, a total of 17 hereditary melanomas from various hybrid genotypes harbouring 7 different Tu alleles were also found to aver-express the correspondlng Xmrlc alleles. The Ievei of over-expression correlated with the degree of malignancy of the melanoma. ln addition, Xsrc expression was high ln many malignant melanomas. Expression pattems and Ieveis of the Xiphophorus EGF-receptor gene (Xerb B), the c-myc (Xmyc), and the PDGF (Xsls) gene(s) were not intriguing. Transcription of the ras gene(s) may be correlated to secondary events of melanoma progression. Expression pattems of Xfms, the Xiphophorus CSF-1 receptor homologue, can be explained by different contents of infiltrating macrophages in the tumors. ln carcinogen-induced tumors includlng one melanoma no significant expression of the Xmrk oncogene could be detected. Xsrc expression, however, was strikingly high. This indicates that activation of oncogenes other than Xmrk ls instrumental in tumorigenesls of neoplasia of non-hereditary origin.
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61592
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Nakayama, Ichiro
A1  - Foresti, Fausto
A1  - Tewari, Rita
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Chourrout, Daniel
T1  - Sex chromosome polymorphism and heterogametic males revealed by two cloned DNA probes in the ZW/ZZ fish Leporinus elongatus
N2  - In order to study the divergence of teleost sex chromosomes, subtractive cloning was carried out between genomic DNA ofmales and females ofthe rainbow trout (XX/XY) and of Leporinus elongatus (ZW /ZZ). Inserts cloned in a plasmid vector were individually tested on Southern blots of DNA of males and females for sex specificity. No sex-specific insert was obtained from trout, but two out of ten inserts cloned from L. elongatus showed sex-specific patterns in this species: one corresponds to a sequence present on both Z and W chromosomes, while the other is W specific. Sequences of these two inserts show neither clear homology with other known sequences, nor an open reading frame. They cross-hybridize with the genomic DNA of Leporinusfriderici, but without sex-specific patterns. Twenty-four L. elongatus adults were sexed by gonadal observation, chromosomed examination and Southern hybridization with one or the other insert. Ten males and 11 females had chromosomes and hybridization patterns typical of their sex. One ZW female was recognized as a male with the W-specific probe. This was also the case for two unusual ZW males, one having a male hybridization pattern with the other probe. These three atypical individuals may result from single genetic exchanges between four regions of the Z and the W, giving rise to three atypical W chromosomes. Finding males with such atypical heterochromosomes in a female heterogametic species may indicate that a gradual transition occurs between the heterogametic systems.
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61583
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Erbelding-Denk, Claudia
A1  - Schroder, Johannes H.
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Nanda, Indrajit
A1  - Schmid, Michael
A1  - Epplen, Jörg T.
T1  - Male polymorphism in Limia perugiae (Pisces: Poeciliidae)
N2  - The male-polymorphic poeciliid fish, Limia perugiae, a small teleostean endemic to the southeast of the Caribbean island Hispafiola, consists of three male size morphs with uniform females. Large males differentiate at a size va:rying between 25 and 38 mm; intermediate males, between 21 and 25 mm. Under competition, !arge males exhibit an elaborate courtship display, whereas small males show only a sneak-chase behavior. Intermediate males adapt their tactics to the respective competitors. However, all malemorphs can switch from courtship display to sneak-chase behavior. In large mating groups with four males of different size and five or six virgin females, large dominant a-males as weil as small subordinate \(\delta\)-males did not produce any offspring. Unexpectedly, all progeny were sired exclusively by the intemediate subordinate ß- and \(\gamma\)-males. Breeding experiments with the three male morphs can best be explained by a model of Y -linked genes for small and !arge size which are both suspended by the activity of an autosomal recessive repressor responsible for the development of intermediate males. The dominant allele of the recessive repressor, in either its homoorits heterozygous state, activates the Y-chromosomal genes for !arge or small size, respectively. Accordingly, intermediate males may produce male offspring of all size classes, depending on the presence of either the Y-linked gene or the autosomal repressor.
KW  - Physiologische Chemie
KW  - Poeciliid fish
KW  - male size polymorphism
KW  - reproductive success
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61573
ER  - 
TY  - THES
A1  - Saumweber, Timo
T1  - Mechanism of Learning and Plasticity in Larval Drosophila
T1  - Lern- und Plastizitätsmechanismen in Drosophila Larven
N2  - According to a changing environment it is crucial for animals to make experience and learn about it. Sensing, integrating and learning to associate different kinds of modalities enables animals to expect future events and to adjust behavior in the way, expected as the most profitable. Complex processes as memory formation and storage make it necessary to investigate learning and memory on different levels. In this context Drosophila melanogaster represents a powerful model organism. As the adult brain of the fly is still quite complex, I chose the third instar larva as model - the more simple the system, the easier to isolate single, fundamental principles of learning. In this thesis I addressed several kinds of questions on different mechanism of olfactory associative and synaptic plasiticity in Drosophila larvae. I focused on short-term memory throughout my thesis. First, investigating larval learning on behavioral level, I developed a one-odor paradigm for olfactory associative conditioning. This enables to estimate the learnability of single odors, reduces the complexity of the task and simplify analyses of "learning mutants". It further allows to balance learnability of odors for generalization-type experiments to describe the olfactory "coding space". Furthermore I could show that innate attractiveness and learnability can be dissociated and found finally that paired presentation of a given odor with reward increase performance, whereas unpaired presentations of these two stimuli decrease performance, indicating that larva are able to learn about the presence as well as about the absence of a reward. Second, on behavioral level, together with Thomas Niewalda and colleagues we focussed on salt processing in the context of choice, feeding and learning. Salt is required in several physiological processes, but can neither be synthesized nor stored. Various salt concentrations shift the valence from attraction to repulsion in reflexive behaviour. Interestingly, the reinforcing effect of salt in learning is shifted by more than one order of magnitude toward higher concentrations. Thus, the input pathways for gustatory behavior appear to be more sensitive than the ones supporting gustatory reinforcement, which is may be due to the dissociation of the reflexive and the reinforcing signalling pathways of salt. Third, in cooperation with Michael Schleyer we performed a series of behavioral gustatory, olfactory preference tests and larval learning experiments. Based on the available neuroanatomical and behavioral data we propose a model regarding chemosensory processing, odor-tastant memory trace formation and the 'decision' like process. It incorporates putative sites of interaction between olfactory and gustatory pathways during the establishment as well as behavioral expression of odor-tastant memory. We claim that innate olfactory behavior is responsive in nature and suggest that associative conditioned behavior is not a simple substitution like process, but driven more likely by the expectation of its outcome. Fourth, together with Birgit Michels and colleagues we investigated the cellular site and molecular mode of Synapsin, an evolutionarily conserved, presynaptic vesicular phosphoprotein and its action in larval learning. We confirmed a previously described learning impairment upon loss of Synapsin. We localized this Synapsin dependent memory trace in the mushroom bodies, a third-order "cortical" brain region, and could further show on molecular level, that Synapsin is as a downstream element of the AC-cAMP-PKA signalling cascade. This study provides a comprehensive chain of explanation from the molecular level to an associative behavioral change. Fifth, in the main part of my thesis I focused on molecular level on another synaptic protein, the Synapse associated protein of 47kDa (Sap47) and its role in larval behavior. As a member of a phylogenetically conserved gene family of hitherto unknown function. It is localized throughout the whole neuropil of larval brains and associated with presynaptic vesicles. Upon loss of Sap47 larvae exhibit normal sensory detection of the to-be-associated stimuli as well as normal motor performance and basic synaptic transmission. Interestingly, short-term plasticity is distorted and odorant–tastant associative learning ability is reduced. This defect in associative function could be rescued by restoring Sap47 expression. Therefore, this report is the first to suggest a function for Sap47 and specifically argues that Sap47 is required for synaptic as well as for behavioral plasticity in Drosophila larva. This prompts the question whether its homologs are required for synaptic and behavioral plasticity also in other species. Further in the last part of my thesis I contributed to the study of Ayse Yarali. Her central topic was the role of the White protein in punishment and relief learning in adult flies. Whereas stimuli that precede shock during training are subsequently avoided as predictors for punishment, stimuli that follow shock during training are later on approached, as they predict relief. Concerning the loss of White we report that pain-relief learning as well as punishment learning is changed. My contribution was a comparison between wild type and the white1118 mutant larvae in odor-reward learning. It turned out that a loss of White has no effect on larval odorant-tastant learning. This study, regarding painrelief learning provides the very first hints concerning the genetic determinants of this form of learning.
N2  - In einer belebten, sich stetig wandelnden Umwelt ist es essenziell für Lebewesen, Informationen wahrzunehmen und Erfahrungen zu sammeln, um ihr Verhalten entsprechend zu modifizieren. Verschiedene Arten von Reizen werden wahrgenommen, integriert und gespeichert. Dies ermöglicht Tieren künftige Ereignisse vorherzusehen und ihr Verhalten entsprechend ihren Erwartungen anzupassen. Die Komplexität von Lernprozessen und Gedächtnisspeicherung macht es notwendig, diese Prozesse auf unterschiedlichen Ebenen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang hat sich Drosophila melanogaster als besonders geeigneter Modellorganismus herauskristallisiert. Trotz einer relativ geringen neuronalen Komplexität im Vergleich zu höheren Organismen, zeigt sie ein reichhaltiges Verhaltensrepertoire. Dennoch ist das Gehirn von adulten Furchtfliegen ein hoch komplexes System. Je einfacher ein System ist, umso vielversprechender ist es scheinbar, einzelne fundamentale Aspekte dieses Systems zu isolieren und zu untersuchen. In meiner Arbeit nutzte ich daher als Modelorganismus das dritte Larvenstadium der Fliege und untersuchte auf verschiedenen Ebenen unterschiedliche Mechanismen olfaktorischer, assoziativer und synaptischer Plastizität. Dabei fokussierte ich mich stets auf Kurzzeitgedächtnis. Zunächst untersuchte ich assoziatives Lernen auf Verhaltensebene. Hierfür entwickelte ich ein Ein-Duft-Lernparadigma für olfaktorische klassische Konditionierung von Drosophila Larven. Dies ermöglicht, die Lernbarkeit von einzelnen Düften zu untersuchen, reduziert die Komplexität der Aufgabenstellung für die Larven und vereinfacht die Analyse von Lernmutanten. Weiterhin erlaubt es die Lernbarkeit von Düften für Generalisierungs-experimente zu balancieren, um zu beschreiben, wie Duftidentitäten im Nervensystem kodiert werden. Ich konnte zeigen, dass die Lernbarkeit von Düften nicht unmittelbar mit der naiven Duftpräferenz korreliert. Ferner konnte in dieser Studie nachgewiesen werden, dass durch gepaarte Präsentation von Duft und Zuckerbelohnung die Präferenz im Bezug auf diesen Duft zunimmt, wohingegen ungepaarte Präsentation dieser beiden Reize zu einer Abnahme der Duftpräferenz führt. Dies weist darauf hin, dass es Larven auch möglich ist etwas über die Abwesenheit der Belohnung zu lernen. In einer zweiten Studie befasste ich mich, in Zusammenarbeit mit Thomas Niewalda, mit der Verarbeitung von Salz im Bezug auf das Wahl-, Fress- und Lernverhalten von Drosophila Larven. Salze spielen in mehreren physiologischen Prozessen eine bedeutende Rolle, können von Larven aber weder synthetisiert noch gespeichert werden. Unterschiedliche Salzkonzentrationen haben unterschiedliche Auswirkungen auf das Larvenverhalten. Während niedrige Konzentrationen von Larven bevorzugt werden, werden hohe Salzkonzentrationen vermieden. Lernexperimente zeigten, dass Salz ebenfalls dosisabhängig als positiver oder negativer Verstärker wirkt. Interessanterweise zeigt sich im Vergleich zum Wahl- und Fressverhalten, dass der Punkt, an dem Salz von einem appetitiven zu einem aversiven Stimulus wird, um mehr als eine Größenordnung in Richtung höherer Konzentrationen verschoben ist. Die Sensitivität der gustatorischen Transduktion ist somit höher als die Transduktion des Verstärkersignals. Möglicherweise liegt dies an der Dissoziation dieser beiden Transduktionswege. In der dritten Studie dieser Arbeit wurden, in Kooperation mit Michael Schleyer, eine Vielzahl an olfaktorischen und gustatorischen Präferenztests, sowie eine Reihe an Lernexperimenten durchgeführt. Basierend auf bekannten Neuroanatomiestudien und unseren Verhaltensdaten, propagieren wir ein Model für Duft- und Geschmacksprozessierung, die Etablierung von Gedächtnisspuren, sowie Entscheidungsprozessen. Sowohl mögliche Interaktionen zwischen olfaktorischen und gustatorischen Transduktionswegen, sowie der Abruf von Gedächtnisinhalten werden berücksichtigt. Wir schlagen vor, dass naives olfaktorisches Verhalten natürlicherweise reflexiv ist. Assoziativ konditioniertes Verhalten kann allerdings nicht als reiner Substitutionsprozess betrachtet werden, sondern wird besser interpretiert im Hinblick auf die Erwartung, die er auslöst, woraufhin ein bestimmtes Verhaltensprogramm gestartet wird. In Zusammenarbeit mit Birgit Michels untersuchte ich auf zellulärer Ebene die molekulare Funktion von Synapsin im assoziativen Lernen von Drosophila Larven. Synapsin gehört zu den hochkonservierten, präsynaptischen, vesikulären Phosphoproteinen. Wir konnten einen früher bereits beschriebenen Lernphänotyp von Synapsin Mutanten Larven bestätigen. Die Synapsin abhängige Gedächtnisspur konnten wir auf wenige Zellen im Pilzkörper, einer dem olfaktorischen Cortex der Vertebraten homologen Struktur, lokalisieren. Auf molekularer Ebene wurde nachgewiesen, dass Synapsin ein Zielprotein in der bekannten AC-cAMP-PKA Lernkaskade ist. Diese Studie zeigt einen Zusammenhang zwischen molekularen Mechanismen assoziativer Plastizität und einer daraus resultierenden Verhaltensänderung der Tiere. In meinem Hauptprojekt befasste ich mich auf molekularer Ebene mit einem weiteren synaptischen Protein, dem Synapsen assoziierten Protein von 47kDa (Sap47) und seiner Rolle im Verhalten von Drosophila Larven. Sap47 wird in allen neuropilen Bereichen expremiert und ist mit synaptischen Vesikeln assoziiert. Das Fehlen von Sap47 beeinflusst weder die Detektion der zu assoziierenden Reize, noch das Kriechverhalten der Larven. Auch die synaptische Übertragung, ausgelöst durch einzelne Stimulationen an der neuromuskulären Synapse, ist nicht beeinträchtigt. Interessanterweise führt das Fehlen von Sap47 sowohl zu veränderter Kurzzeit-Plastizität an dieser Synapse, sowie zu einer Einschränkung in der Bildung von Duft-Zucker-Gedächtnis. Diese Studie liefert einen ersten Hinweis auf eine Funktion von Sap47 in synaptischer und assoziativer Plastizität. Es stellt sich die Frage, ob auch in anderen Organismen die zu Drosophila Sap47-homologen Proteine notwendig für synaptische und Lernplastizität sind. Im letzten Teil meiner Dissertation war ich an einem Projekt von Ayse Yarali beteiligt. Die zentrale Fragestellung in dieser Studie war, ob eine Mutation im white Gen Bestrafungs- und/ oder Erleichterungslernen beeinflusst. Wird ein neutraler Reiz während einer Trainingsphase mit einem Elektroschock bestraft, wird dieser später konsequent vermieden, da er einen Elektroschock vorhersagt (Bestrafungslernen). Eine Umkehrung der Reihenfolge der Stimulipräsentation, sodass dem Schock stets ein neutraler Stimulus folgt, führt später, in der Testphase, zu einer positiven Reaktion auf diesen naiv neutralen Reiz (Erleichterungslernen). Ein Verlust des White Proteins in white1118 Mutanten verändert beide Arten von Gedächtnissen in adulten Fliegen. Meine Beteiligung an dieser Arbeit war ein Vergleich zwischen wildtypischen Larven und white1118 mutanten Larven in Duft-Zucker Assoziationsexperimenten. Es zeigte sich, dass der Verlust dieses Proteins auf larvale Duft-Zucker Konditionierung keinen Einfluss hat. Im Larvenlernen kann somit das Verhalten von transgenen Tieren, die zumeist eine Mutation im white Gen als Markergen tragen, interpretiert werden, ohne die Funktion des white Gens berücksichtigen zu müssen. Im Bezug auf Erleichterungslernen liefert diese Arbeit einen ersten Hinweis auf eine genetische Komponente, der entscheidend für diese Art des assoziativen Lernens ist.
KW  - Taufliege
KW  - Larve
KW  - Verhalten
KW  - Lernen
KW  - Geruchswahrnehmung
KW  - Drosophila Larve
KW  - Olfaktion
KW  - Attraktion
KW  - Drosophila Larva
KW  - Behavior
KW  - Learning
KW  - Olfaction
KW  - Attraction
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66354
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Meyer, Axel
A1  - Morrissey, Jean M.
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Recurrent origin of a sexually selected trait in Xiphophorus fishes inferred from a molecular phylogeny
N2  - DARWIN\(^1\) believed that sexual selection accounts for the evolution of exaggerated male ornaments, such as the sword-like caudal fin extensions of male fishes of the genus Xiphophorus, that appear detrimental to survival. Swordtails continue to feature prominently in empirical work and theories of sexual selection; the pre-existing bias hypothesis has been offered as an explanation for the evolution of swords in these fishes\(^{2,3}\). Based upon a largely morphological phylogeny, this hypothesis suggests that female preference to mate with sworded males arose in ancestrally swordless species, thus pre-dating the origin of the sword itself and directly driving its evolution. Here we present a molecular phylogeny (based on mitochondrial and nuclear DNA sequences) of Xiphophorus which differs from the traditional one: it indicates that the sword originated and was lost repeatedly. Our phylogeny suggests that the ancestor of the genus is more likely to have possessed a sword than not, thus questioning the applicability of the pre-existing bias hypothesis as an explanation for the cvolution of this sexually selected trait.
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61569
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Malitschek, Barbara
A1  - Wittbrodt, Joachim
A1  - Fischer, Petra
A1  - Lammers, Reiner
A1  - Ullrich, Axel
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Autocrine stimulation of the Xmrk receptor tyrosine kinase in Xiphophorus melanoma cells and identification of a source for the physiological ligand
N2  - The melanoma·inducing gene of Xiphophorus fish encodes the Xmrk receptor tyrosine kinase. U sing a highly specific antiserum p~oduced against the recombinant receptor expressed with a baculovirus, it is shown that Xmrk is the most abundant phosphotyrosine protein in fish melanoma and thus highly activated in the tumors. Studies on a melanoma cellline revealed that these cells produce an activity that considerably stimulates receptor autophosphorylation. The stimulating activity induces receptor down-regulation and can be depleted from the melanoma cellsupernatant by the immobilized recombinant receptor protein. The fish melanoma cells can thus be considered autocrine tumor cells providing a source for future purification and characterization of the Xmrk ligand.
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61551
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Götz, Rudolf
A1  - Köster, Reinhard
A1  - Winkler, Christoph
A1  - Raulf, Friedrich
A1  - Lottspeich, Friedrich
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Thoenen, Hans
T1  - Neurotrophin-6 is a new member of the nerve growth factor family
N2  - DURING vertebrale development, many neurons depend for survival and differentiation on their target cells\(^{1-3}\). The best documented mediator of such a retrograde trophic action is the neurotrophin nerve growth factor (NGF)\(^1\). NGF and the other known members of tbe neurotrophin family, brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT -3) and neurotrophin-4/5 (NT -4/5) are conserved as distinct genes over large evolutionary distances\(^{4 -6}\). Here we report the cloning of neurotrophin-6 (NT -6), a new member of this family from the teleost fish Xiphophorus. NT -6 distinguishes itself from the other known neurotrophins in that it is not found as a soluble protein in the medium of producing cells. The addition of heparin (but not chondroitin) effects the release of NT -6 from cell surface and extracellular matrix molecules. Recombinant purified NT -6 has a spectrum of actions similar to NGF on chick sympathetic and sensory neurons, albeit with a lower potency. NT -6 is expressed in tbe embryonie valvulla cerebelli; expression persists in some adult tissues. The interaction of NT-6 with heparin-binding molecuJes may modulate its action in the nervous system .
KW  - Physiologische Chemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61544
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pahl, Mario
T1  - Honeybee Cognition: Aspects of Learning, Memory and Navigation in a Social Insect
T1  - Kognition bei Honigbienen: Aspekte zu Lernverhalten, Gedächtnis und Navigation bei einem sozialen Insekt
N2  - Honeybees (Apis mellifera) forage on a great variety of plant species, navigate over large distances to crucial resources, and return to communicate the locations of food sources and potential new nest sites to nest mates using a symbolic dance language. In order to achieve this, honeybees have evolved a rich repertoire of adaptive behaviours, some of which were earlier believed to be restricted to vertebrates. In this thesis, I explore the mechanisms involved in honeybee learning, memory, numerical competence and navigation. The findings acquired in this thesis show that honeybees are not the simple reflex automats they were once believed to be. The level of sophistication I found in the bees’ memory, their learning ability, their time sense, their numerical competence and their navigational abilities are surprisingly similar to the results obtained in comparable experiments with vertebrates. Thus, we should reconsider the notion that a bigger brain automatically indicates higher intelligence.
N2  - Honigbienen (Apis mellifera) furagieren an vielen verschiedenen Pflanzenarten, und navigieren über große Distanzen zu wichtigen Ressourcen. Die räumliche Lage von Futterquellen und potentiellen neuen Nistplätzen teilen sie ihren Nestgenossinnen mithilfe einer symbolischen Tanzsprache mit. Um all dies leisten zu können, haben sie ein reiches Repertoire von adaptiven Verhaltensweisen evolviert. Mehr und mehr Verhaltensweisen, die man nur bei Vertebraten vermutet hätte, werden auch bei der Honigbiene entdeckt. In meiner Dissertation habe ich einige der Mechanismen erforscht, die beim Lernverhalten, der Gedächtnisbildung, der numerischen Kompetenz und der Navigation eine wichtige Rolle spielen. Die Ergebnisse, die in meiner Dissertation erzielt wurden, zeigen dass Honigbienen keineswegs die einfachen, reflexgesteuerten Organismen sind, als die sie lange Zeit angesehen wurden. Die Komplexität die ich im Gedächtnis, der Lernfähigkeit, dem Zeitsinn, der numerischen Kompetenz und der Navigationsfähigkeit der Bienen gefunden habe, ist erstaunlich ähnlich zu den Ergebnissen, die in vergleichbaren Experimenten mit Vertebraten erzielt wurden. Deshalb sollten wir die allgemeine Annahme, dass ein größeres Gehirn automatisch höhere Intelligenz bedeutet, überdenken.
KW  - Biene
KW  - Visuelles Gedächtnis
KW  - Räumliches Gedächtnis
KW  - Assoziatives Gedächtnis
KW  - Navigation
KW  - Zählen
KW  - Kognitives Lernen
KW  - Kognition
KW  - Honigbiene
KW  - Gedächtnis
KW  - Zählen
KW  - Honeybee
KW  - Memory
KW  - Counting
KW  - Subitizing
KW  - Cognition
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66165
ER  - 
TY  - THES
A1  - Niewalda, Thomas
T1  - Neurogenetic analyses of pain-relief learning in the fruit fly
T1  - Neurogenetische Analyse von pain-relief Lernen in der Fruchtfliege
N2  - All animals learn in order to cope with challenges imposed on them by their environment. This is true also for both larval and adult fruit flies as exemplified in pavlovian conditioning. The focus of this Thesis is on various aspects of the fruit flies learning ability. My main project deals with two types of learning which we call punishment-learning and pain-relief learning. Punishment learning happens when fruit flies are exposed to an odour which is followed by electric shock. After such training, flies have learned that that odour signals pain and consequently will avoid it in the future. If the sequence of the two stimuli is reversed such that odour follows shock, flies learn the odour as a signal for relief and will later on approach it. I first report a series of experiments investigating qualitative and parametric features of relief-learning; I find that (i) relief learning does result from true associative conditioning, (ii) it requires a relatively high number of training trials, (iii) context-shock training is ineffective for subsequent shock-odour learning. A further question is whether punishment-learning and pain-relief learning share genetic determinants. In terms of genetics, I test a synapsin mutant strain, which lacks all Synapsin protein, in punishment and relief-learning. Punishment learning is significantly reduced, and relief-learning is abolished. Pan-neuronal RNAi-mediated knock-down of Synapsin results in mutant-like phenotypes, confirming the attribution of the phenotype to lack of Synapsin. Also, a rescue of Synapsin in the mushroom body of syn97 mutants restores both punishment- and relief-learning fully, suggesting the sufficiency of Synapsin in the mushroom body for both these kinds of learning. I also elucidate the relationship between perception and physiology in adult fruit flies. I use odour-shock conditioning experiments to identify degrees of similarity between odours; I find that those similarity measures are consistent across generalization and discrimination tasks of diverse difficulty. Then, as collaborator of T. Völler and A. Fiala, I investigate how such behavioural similarity/dissimilarity is reflected at the physiological level. I combine the behaviour data with calcium imaging data obtained by measuring the activity patterns of those odours in either the sensory neurons or the projection neurons at the antennal lobe. Our interpretation of the results is that the odours perceptual similarity is organized by antennal lobe interneurons. In another project I investigate the effect of gustatory stimuli on reflexive behaviour as well as their role as reinforcer in larval learning. Drosophila larvae greatly alter their behaviour in presence of sodium chloride. Increasing salt concentration modulates choice behaviour from weakly appetitive to strongly aversive. A similar concentration-behaviour function is also found for feeding: larval feeding is slightly enhanced in presence of low salt concentrations, and strongly decreased in the presence of high salt concentrations. Regarding learning, relatively weak salt concentrations function as appetitive reinforcer, whereas high salt concentrations function as aversive reinforcer. Interestingly, the behaviour-concentration curves are shifted towards higher concentrations from reflexive behaviour (choice behaviour, feeding) as compared to associative learning. This dissociation may reflect a different sensitivity in the respective sensory-motor circuitry.
N2  - Tiere müssen lernen, damit sie sich in ihrer Umwelt zurechtfinden und die Herausforderungen meistern können, die ihre Umwelt ihnen bietet. Dies gilt auch für Taufliegen im larvalen und erwachsenen Stadium, wie man mit der Pavlovschen Konditionierung zeigen kann. Der Schwerpunkt dieser Doktorarbeit liegt auf verschiedenen Aspekten der Lernfähigkeit von Taufliegen. In meinem Hauptprojekt erforsche ich die Arten von Lernprozessen, die stattfinden, wenn die Fliegen entweder den Beginn oder das Ende eines Elektroschocks mit einem Duft assoziieren. Wenn Taufliegen einen Duft wahrnehmen, der von einem Elektroschock gefolgt wird, lernen sie, dass dieser Duft Schmerz signalisiert, und werden ihn konsequenterweise in Zukunft vermeiden. Man kann die Abfolge dieser beiden Reize so umkehren, dass der Duft auf den Elektroschock folgt. Durch ein solches Training wird der Duft für die Fliegen zu einem Signal für das Ende des schmerzhaften Elektroschocks und sie werden, wenn sie diesen Duft später wieder einmal wahrnehmen, auf ihn zugehen. Ich berichte im ersten Kapitel über Experimente, die qualitative und parametrische Besonderheiten der letzteren Lernform untersuchen. Ich finde heraus, dass (i) das Lernen über das Ende des Elektroschocks echtes assoziatives Lernen ist, (ii) dass es eine relativ hohe Anzahl von Trainingsdurchgängen erfordert, (iii) dass Kontext-Schock-Training unbedeutend für anschließendes Schock-Duft-Lernen ist. Im zweiten Kapitel gehe ich der Frage nach, ob die genannten beiden Typen von Lernvorgängen gemeinsame genetische Determinanten haben. Was die Genetik anbelangt, teste ich die Lernfähigkeit eines Synapsin-Mutantenstammes, dem das Synapsinprotein fehlt. Lernen über den Beginn des Elektroschocks ist stark reduziert, und Lernen über das Ende des Elektroschocks fehlt gänzlich. Die Reduzierung des Synapsinproteins im Fliegengehirn durch RNAi resultiert in mutantenähnlichen Phänotypen. Dieser Befund bestätigt, dass der Lernphänotyp auf einem Mangel an Synapsin beruht. Die Expression von Synapsin im Pilzkörper der Mutante erlaubt der Fliege, wieder normal zu lernen; dies weist auf die Hinlänglichkeit von Synapsin im Pilzkörper für beide Arten von Lernen hin. In einem weiteren Projekt untersuche ich den Zusammenhang zwischen Wahrnehmung und Physiologie in erwachsenen Taufliegen. Ich benutze Duft-Schock-Konditionierungsexperimente, um basierend auf dem Verhalten der Tiere Ähnlichkeitsränge von Düften zu ermitteln, und finde eine einheitliche Rangfolge der untersuchten Düfte für verschiedene Generalisierungs- und Diskriminierungs-Aufgaben von unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad. Schließlich erforsche ich in Kooperation mit T. Völler and A. Fiala, wie der Grad der Verhaltensähnlichkeit /-unähnlichkeit von Düften mit der Physiologie der Fliege in Beziehung steht. Ich kombiniere die Verhaltensdaten mit Daten, die mittels funktioneller Bildgebung unter Verwendung genetisch codierter Kalziumsensoren erhalten wurden. Diese Methode erlaubt, Aktivitätsmuster, die von den untersuchten Düften verursacht werden, entweder in den sensorischen Neuronen oder in den Projektionsneuronen des Antennallobus zu messen. Unsere Interpretation der Ergebnisse ist, dass die Verhaltensähnlichkeit der Düfte auf Ebene der Interneuronen im Antennallobus organisiert wird. Weiterhin erforsche ich die Wirkung von Kochsalz (Natriumchlorid) auf das Reflexverhalten und die Rolle von Natriumchlorid als Belohnung oder Bestrafung im Larvenlernen. Larven der Taufliege verändern ihr Reflexverhalten in Gegenwart von Natriumchlorid in hohem Maße. Larven bevorzugen niedrige Salzkonzentrationen gegenüber einem Substrat ohne Salz; erhöht man die Salzkonzentration jedoch, kehrt sich das Wahlverhalten ins Gegenteil um, bis die Tiere das salzhaltige Substrat stark vermeiden. Ein ähnlicher Zusammenhang zwischen Konzentration und Verhalten wird auch für das Fressverhalten gefunden: Larven fressen von einem Substrat mit niedrigen Salzkonzentrationen geringfügig mehr, von einem Substrat mit hohen Salzkonzentrationen jedoch deutlich weniger als von einem Kontrollsubstrat ganz ohne Salz. Was das Lernen betrifft, wirken relativ schwache Salzkonzentrationen als Belohnung, während hohe Salzkonzentrationen als Bestrafung wirken. Interessanterweise ist die Verhaltens-Konzentrations-Kurve von Reflexverhalten (Wahlverhalten, Fressverhalten) verglichen mit assoziativem Lernen in Richtung höherer Konzentrationen verschoben. Diese Dissoziation könnte eine verschiedenartige Sensitivität der Schaltkreise widerspiegeln.
KW  - Taufliege
KW  - Assoziatives Gedächtnis
KW  - Lernverhalten
KW  - Synapsine
KW  - Molekulargenetik
KW  - Drosophila melanogaster
KW  - olfaction
KW  - learning
KW  - memory
KW  - synapsin
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65035
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  - El Hajj, Nady
T1  - Epimutations in Germ-Cell and Embryo Development: Possible Consequences for Assisted Reproduction
T1  - Epimutationen in der Keimzell- und Embryonalentwicklung : Mögliche Konsequenzen für die assistierte Reproduktion
N2  - Assisted reproductive technologies (ART) emerged in the late 1970’s as a therapy for human infertility. Up till now more than 3 million babies have been conceived through ART, demonstrating the safety and efficiency of the technique. Published reports showed an increase in the rate of imprinting disorders (Beckwith Wiedemann Syndrome, Angelman Syndrome, etc.) in babies born after ART. What are the effects imposed through ART and should researchers reassess its safety and implications on the future offspring? Throughout this thesis, I analyzed the methylation patterns of germ cells and embryos to determine whether in vitro maturation and in vitro fertilization have a negative impact on the epigenetic patterns. Furthermore, DNA methylation was compared between sperm of infertile and presumably fertile controls in order to understand whether epigenetic disturbances lead to infertility at the first place. The occurrence of methylation aberrations in germ cells of infertile patients could be transmitted to new-borns and then cause epigenetic disorders. In order to elucidate the imprinting status within single cells, I developed a new technique based on limiting dilution where bisulfite treated DNA is distributed across several wells before amplification. This allowed methylation measurement at the single allele level as well parent of origin detection. In a total of 141 sperm samples from couples undergoing in vitro fertilization (IVF) or intracytoplasmic sperm injection (ICSI) including 106 with male factor or combined infertility and 28 with female infertility, I detected a significant correlation between lower quality of semen parameters (sperm count, percentage of abnormal sperm, and percentage of motile sperm) and the rate of imprinting errors. ALU repeats displayed a higher methylation in sperm DNA of patients leading to a pregnancy and live birth, compared to patients in which pregnancy was not achieved or a spontaneous abortion occurred. A discriminant analysis based on ALU methylation allowed correct classification of >70% of cases. Preliminary data from illumina methylation arrays where more than 27,000 CpGs were analyzed determined that only a single CpG site from the open reading frame C14orf93 was significantly different between the infertile and presumably fertile control group. However, further improvements on data normalization might permit detection of other differentially methylated regions. Comparison of embryos after natural conception, in vitro fertilized embryos from superovulated oocytes, and embryos achieved through fertilization of in vitro cultured oocytes revealed no dramatic effect on the imprinting patterns of Igf2r, H19, and Snrpn. Oocyte cryotop vitrification did not result in a dramatic increase of imprinting mutations in oocytes even though the rate of sporadic methylation errors in single Snrpn CpGs were higher within the in-vitrified group. Collectively, the results I will present within this thesis suggest an increase in the rate of imprinting errors within the germ cells of infertile patients, in addition to a decrease in genome wide methylation of ALU repetitive elements. I did not observe a detrimental effect on the methylation patterns of oocytes and the resulting embryos using in vitro maturation of oocytes and/or standard IVF with in vivo grown superovulated oocytes.
N2  - Assistierte Reproduktionstechniken (ART) wurden in den späten 1970er Jahren als Therapie für unfruchtbare Paare mit Kinderwunsch etabliert. Bis zum heutigen Tage wurden dank ART weltweit mehr als 3 Millionen Kinder geboren, ein eindrucksvoller Beweis für die Sicherheit und Effizienz dieser Methode. Dennoch zeigen veröffentlichte Studien einen Anstieg in der Rate von Imprinting-Erkrankungen (Beckwith Wiedemann-Syndrom, Angelman-Syndrom, etc.) bei Kindern, die nach assistierter Reproduktion geboren wurden. Es stellt sich die Frage, welche Effekte durch ART ausgelöst werden können und ob eine neue Einschätzung dieser Methode bezüglich ihrer gesundheitlichen Implikationen für künftige Generationen notwendig ist. In dieser Arbeit habe ich mögliche negative Effekte von in vitro-Maturation und -Fertili-sierung auf Methylierungsmuster humaner und muriner Keimzellen, sowie Maus-Embryonen untersucht. Aberrante DNA-Methylierungsmuster in Keimzellen von infertilen Patienten könnten auf die Neugeborenen übertragen werden und epigenetische Erkrankungen zur Folge haben. Ob epigenetische Störungen im Zusammenhang mit Infertilität stehen, wurde außerdem durch den Vergleich der DNA-Methylierung von Spermien infertiler und fertiler Männer untersucht. Um den Imprintigstatus auf Einzelzellebene zu bestimmen, habe ich basierend auf „Limiting Dilution“ eine neue Methode entwickelt. Bei diesem Verfahren wird Bisulfit-behandelte DNA vor der PCR-Amplifikation in mehrere Reaktionsgefässe verdünnt. Dies erlaubt die Methylierungsanalyse einzelner Allele und die Detektion elternspezifischer Methylierungsmuster. Mit insgesamt 141 Sperma-Proben von Paaren, die sich einer in vitro- Fertilisierung (IVF) oder einer Intrazytoplasmischen Spermieninjektion (ICSI) unterzogen hatten, davon 28 mit weiblicher und 106 mit männlicher oder kombinierter Unfruchtbarkeit, konnte ich einen positiven Zusammenhang zwischen der Rate an Imprinting-Fehlern und geringer Sperma-Qualität (gemessen an Standardparametern) ableiten. ALU-Sequenzen zeigten in Spermien-DNA von Patienten mit erfolgreicher Schwangerschaft und Geburt eine höhere Methylierung als von Patienten mit fehlgeschlagener Schwangerschaft oder Spontanabort. Eine auf der ALU-Methylierung basierende Diskriminanzanalyse konnte mehr als 70% aller Fälle korrekt klassifizieren. Vorläufige Daten aus Experimenten mit Illumina Methylierungs-Arrays mit einer Auflösung von mehr als 27.000 CpG-Positionen identifizierten einen signifikanten Gruppenunterschied zwischen Patienten- und Kontrollgruppe für eine CpG-Position innerhalb des offenen Leserahmens C14orf93. Verbesserungen der Datenauswertung (Normalisierung, Testung etc.) sollten die Entdeckung weiterer differenziell methylierter Regionen erlauben. Der Vergleich von Mausembryos aus natürlicher Konzeption, aus in vitro kultivierten und fertilisierten Oozyten und aus in vitro Fertilisation nach Superovulation zeigte keine dramatischen Effekte auf die Imprinting-Muster der geprägten Gene Igf2r, H19 und Snrpn. Das gilt auch für Cryo-Top vitrifizierte Oozyten, wenn auch die Rate sporadischer Methylierungsfehler einzelner CpG-Positionen in Snrpn etwas höher war als in den Kontrollgruppen. Zusammengenommen lassen die in dieser Arbeit präsentieren Resultate auf eine Zunahme an Imprinting-Fehlern und eine genomweite Abnahme der Methylierung repetitiver ALU-Sequenzen in den Keimzellen infertiler Patienten schließen.
KW  - Reproduktionsmedizin
KW  - Epigenotypus
KW  - Mutation
KW  - assistierte Reproduktion
KW  - Keimzell- und Embryonalentwicklung
KW  - Epimutation
KW  - Epigenetics
KW  - Asisted Reproduction
KW  - Imprinting
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65995
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Goebel, Werner
A1  - Kreft, Jürgen
T1  - Accumulation of replicative intermediates and catenated forms of the colicinogenic factor E\(_1\) in E. coli during the replication at elevated temperatures
N2  - No abstract available
KW  - Biologie
Y1  - 1972
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60625
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Härtlein, Michael
A1  - Schiessl, Sigrid
A1  - Wagner, Wilma
A1  - Rdest, Ursula
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Goebel, Werner
T1  - Transport of hemolysin by Escherichia coli
N2  - No abstract available
KW  - Biologie
KW  - Hemolysin
KW  - Escberichia coli
KW  - Gene cloning
KW  - Expression
KW  - Transport
Y1  - 1983
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60619
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Burger, Klaus J.
A1  - Goebel, Werner
T1  - Expression of antibiotic resistance genes from Escherichia coli in Bacillus subtilis
N2  - Bifunctional recombinant plasmids were constructed, comprised of the E. coli vectors pBR322, pBR325 and pACYC184 and different plasmids from Gram-positive bacteria, e.g. pBSU161-1 of B. subtilis and pUB110 and pC221 of S. aureus. The beta-lactamase (bla) gene and the chloramphenicol acetyltransferase (cat) gene from the E. coli plasmids were not transcribed and therefore not expressed in B. subtilis. However, tetracycline resistance from the E. coli plasmids was expressed in B. subtilis. Transcription of the tetracycline resistance gene(s) started in B. subtilis at or near the original E. coli promoter, the sequence of which is almost identical with the sequence recognized by σ<sup>55</sup> of B. subtilis RNA polymerase.
KW  - Biologie
Y1  - 1983
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60600
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Berger, Harald
A1  - Härtlein, Michael
A1  - Müller, Bodo
A1  - Weidinger, Gerhard
A1  - Goebel, Werner
T1  - Cloning and expression in Escherichia coli and Bacillus subtilis of the hemolysin (cereolysin) determinant from Bacillus cereus
N2  - From a cosmid gene bank of Bacillus cereus GP4 in Escherichia coli we isolated clones which, after several days of incubation, formed hemolysis zones on erythrocyte agar plates. These clones contained recombinant cosmids with B. cereus DNA insertions of varying lengths which shared some common restriction fragments. The smallest insertionwas recloned as aPstl fragment into pJKK3-1, a shuttle vector which repücates in Bacillus subtilis and E. coli. When this recombinant plasmid (pJKK3-1 hly-1) was transformed into E. coli, it caused hemolysis on erythrocyte agar plates, but in liquid assays no extemal or intemal hemolytic activity could be detected with the E. coli transformants. B. subtilis carrying the same plasmid exhibited hemolytic activity at Ievels comparable to those ofthe B. cereus donor strain. The hemolysin produced in B. subtilis seemed to be indistinguishable from cereolysin in its sensitivity to cholesterol, activation by dithiothreitol, and inactivation by antibodies raised against cereolysin. When the recombinant DNA carrying the cereolysin gene was used as a probe in hybridization experiments with chromosomal DNA from a streptolysin 0-producing strain of Streptococcus pyogenes or from üsteriolysin-producing strains of Usteria monoeytogenes, no positive hybridization signals were obtained. These data soggest that the genes for these three SH-activated cytolysins do not have extended sequence homology.
KW  - Biologie
Y1  - 1983
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60596
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gilmore, Michael S.
A1  - Cruz-Rodz, Armando L.
A1  - Leimeister-Wächter, Michaela
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Goebel, Werner
T1  - A Bacillus cereus cytolytic determinant, cereolysin AB, which comprises the phospholipase C and sphingomyelinase genes: nucleotide sequence and genetic linkage
N2  - A cloned cytolytic determinant from the genome of Bacillus cereus GP-4 has been characterized at the molecular Ievel. Nucleotide sequence determination revealed the presence of two open reading frames. 8oth open reading frames were found by deletion and complementation analysis to be necessary for expression of the hemolytic phenotype by Bacillus subtilis and Escherichia coli hosts. The 5' open reading frame was found to be nearly identical to a recently reported phospholipase C gene derived from a mutant B. cereus strain which overexpresses the respective protein, and it conferred a lecithinase-positive phenotype to the B. subtilis host. The 3' open reading frame encoded a sphingomyelinase. The two tandemly encoded activities, phospholipase C and sphingomyelinase, constitute a biologically functional cytolytic determinant of B. cereus termed cereolysin AB.
KW  - Biologie
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60588
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schülein, Ralf
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Gonski, Sigrid
A1  - Goebel, Werner
T1  - Preprosubtilisin Carlsberg processing and secretion is blocked after deletion of amino acids 97-101 in the mature part of the enzyme
N2  - During an investigation into the substrate specificity and processing of subtilisin Carlsberg from Bacillus licheniformis, two major independent findings were made: (i) as has been shown previously, a stretch of five amino acids (residues 97-101 of the mature enzyme) that loops out into the binding cleft is involved in substrate binding by subtilisin Carlsberg. In order to see whether this loop element also determines substrate specificity, the coding region for these five amino acids was deleted from the cloned gene for subtilisin Carlsberg by site-directed mutagenesis. Unexpectedly the resulting mutant preproenzyme (P42c, M<sub>r</sub>=42 kDa) was not processed to the mature form (M<sub>r</sub> = 30 kDa) and was not released into the medium by a proteasedeficient B. subtilis host strain; rather, it accumulated in the cell membrane. This result demonstrates that the integrity of this loop element, which is very distant from the processing cleavage sites in the preproenzyme, is required for secretion of subtilisin Carlsberg. (ii) In culture supernatants from B. subtilis harbouring the cloned wild-type subtilisin Carlsberg gene the transient appearance (at 0-3 h after onset of stationary phase) of a processing intermediate (P38c, M<sub>r</sub> = 38 kDa) oftbis protease could be demonstrated. P38c very probably represents a genuine proform of subtilisin Carlsberg.
KW  - Biologie
KW  - Bacillus
KW  - Proenzyme
KW  - Subtilisin maturation
KW  - Site-directed mutagenesis
KW  - Subtilisin Carlsberg
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60577
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Goebel, Werner
A1  - Kathariou, S.
A1  - Kuhn, M.
A1  - Sokolovic, Z.
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Köhler, S.
A1  - Funke, D.
A1  - Chakraborty, T.
A1  - Leimeister-Wächter, M.
T1  - Hemolysin from Listeria-biochemistry, genetics and function in pathogenesis
N2  - No abstract available
KW  - Biologie
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60563
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Goebel, Werner
A1  - Chakraborty, T.
A1  - Kreft, Jürgen
T1  - Bacterial hemolysins as virulence factors
N2  - No abstract available
KW  - Biologie
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60553
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Funke, Dorothee
A1  - Haas, Albert
A1  - Lottspeich, Friedrich
A1  - Goebel, Werner
T1  - Production, purification and characterization of hemolysins from Listeria ivanovii and Listeria monocytogenes Sv4b.
N2  - In culture supematants of both Listeria ivanovii and Listeria monocytogenes Sv4b, for the first time a hemolysin of molecular weight 58 kDa was identified, which had all the characteristics of an SH-activated cytolysin, and which was therefore identified as Iisteriolysin 0 (LLO). In the case of L. ivanovii a second major supematant protein of molecular weight 24 kDa co-purified with LLO. However, the function of this protein has to be determined. In culture supematants of L. ivanovii a sphingomyelinase and a Iecithinase activity could be detected, both enzymatic activities together contributing to the pronounced hemolysis caused by L. ivanovii. The N-tenninal amino acid sequences of LLO and the 24 kDa from L. ivanovii are shown.
KW  - Biologie
KW  - Hemolysin
KW  - Listeria
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60545
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Haas, Albert
A1  - Brehm, Klaus
A1  - Kreft, Jürgen
A1  - Goebel, Werner
T1  - Cloning, characterization, and expression in Escherichia coli of a gene encoding Listeria seeligeri catalase, a bacterial enzyme highly homologous to mammalian catalases
N2  - A gene coding for catalase (hydrogen-peroxide:hydrogen-peroxide oxidoreductase; EC 1.11.1.6) of the grain-positive bacterium Listeria seeligeri was cloned from a plasmid library of EcoRI-digested chromosomal DNA, with Escherichia coli DHSa as a host. The recombinant catalase was expressed in E. coli to an enzymatic activity approximately SO times that of the combined E. coli catalases. The nucleutide sequence was determined, and the deduced amino acid sequence revealed 43.2% amino acid sequence identity between bovine liver catalase and L. seeligeri catalase. Most of the amino acid residues which are involved in catalytic activity, the formation of the active center accession channel, and heme binding in bovine liver catalase were also present in L. seeligeri catalase at the corresponding positions. The recombinant protein contained 488 amino acid residues and had a calculated molecular weight of 55,869. The predicted isoelectric point was 5.0. Enzymatic and genetic analyses showed that there is most probably a single catalase of this type in L. seeligeri. A perfect 21-bp inverted repeat, which was highly homologous to previously reported binding sequences of the Fur (ferric uptake regulon) protein of E. coli, was detected next to the putative promoter region of tbe L. seeligeri catalase gene.
KW  - Biologie
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60536
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Haas, Albert
A1  - Dumbsky, Martina
A1  - Kreft, Jürgen
T1  - Listeriolysin genes: complete sequence of ilo from Listeria ivanovii and of lso from Listeria seeligeri
N2  - The completc DNA scqucnccs coding for thc thiol-activated cytolysins from Listeria ivanovii, ivanolysin 0 (ILO) and for sccligerolysin 0 (LSO) from Listeria seeligeri have been dctermined. Thc deduced amino acid scquences revealed that: (i) the primary translation products comprise 528 (ILO) and 530 (LSO) amino acids. respectively. (ii) ILO contains two cysteines. LSO has a substitution in the conserved cysteine motif.
KW  - Biologie
KW  - Thiol-activated cytolysin
KW  - Listeriolysin O
KW  - Cysteine: motif
KW  - ( L. ivanovii )
KW  - ( L. selligeri)
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60529
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Brehm, Klaus
A1  - Haas, Albert
A1  - Goebel, Werner
A1  - Kreft, Jürgen
T1  - A gene encoding a superoxide dismutase of the facultative intracellular bacterium Listeria monocytogenes
N2  - A gene (Imsod) encoding superoxide dismutase (SOD; EC 1.15.1.1) of the facultative intracellular pathogen, Listeria monocytogenes, was cloned by functional complementation of an SOD-deficient Escherichia coli mutant. The nucleotide sequence was determined and the deduced amino acid (aa) sequence (202 aa) showed close similarity to manganese-containing SOD's from other organisms. Subunits of the recombinant L. monocytogenes SOD (re-SOD) and of both E. coli SODs formed enzymatically active hybrid enzymes in vivo. DNA/DNA-hybridization experiments showed that this type of recombinant re-sod gene is conserved within the genus Listeria.
KW  - Biologie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60515
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lampidis, Robert
A1  - Gross, Roy
A1  - Sokolovic, Zeljka
A1  - Goebel, Werner
A1  - Kreft, Jürgen
T1  - The virulence regulator protein of Listeria ivanovii is highly homologous to PrfA from Listeria monocytogenes and both belong to the Crp-Fnr family of transcription regulators
N2  - No abstract available
KW  - Biologie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60503
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Barnekow, Angelika
T1  - Differential expression of the cellular oncogenes c-src and c-yes in embryonal and adult chicken tissues
N2  - The cellular onc-genes c-src and c-yes are expressed very differently during chicken embryonic development. The c-src mRNA and its translational product are detectable at high levels in brain extracts of chicken embryos and adult chickens, whereas muscle extracts show an age-dependent decrease in the amounts of c-src-specific mRNA and pp60<sup>c-src</sup> kinase activity. In contrast, the Ievels of c-yes mRNA in brain, heart, and muscle are relatively low in early embryonic stages and increase later on to values comparable to those found for liver, while in adult animals the pattern of c-yes expression is similar to that of the c-src gene. From the close correlation between the Ievels of pp60<sup>c-src</sup>, its enzymatic activity, and its corresponding mRNA at a given stage of development and in given tissues, it appears that the expression of pp60<sup>c-src</sup> is primarily controlled at the level of transcription. It is suggested that because of the different patterns of expression, the two cellular oncogenes, c-src and c-yes, play different roles in cell proliferation during early embryonic stages as weil as in ensuing differentiation processes.
KW  - Biochemie
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59289
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Barnekow, Angelika
A1  - Gessler, Manfred
T1  - Activation of the pp60\(^{c-src}\) kinase during differentiation of monomyelocytic cells in vitro
N2  - Tbe proto-oncogene c-src, the cellular homolog of the Rous sarcoma virus (RSV) transforming gene v-src, is expressed in a tissue-specific and age-dependent manner. Its physiological function, although still unknown, appears to be more closely related to differentiation processes than to proliferation processes. To obtain more information about the physiological role of the c-src gene in cells, we have studied differentiation-dependent alterations using the human HL-60 leukaemia cell line as a model system. Induction of monocytic and granulocytic differentiation of HL-60 cells by 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) and dimethylsulfoxide (DMSO) is associated with an activation of the pp60<sup>c-src</sup> tyrosine kinase, but not with increased c-src gene expression. Control experiments exclude an interaction of TPA and DMSO themselves with the pp60<sup>c-src</sup> kinase.
KW  - Biochemie
KW  - c-src
KW  - differentiation
KW  - protein tyrosine kinase
KW  - protooncogene
Y1  - 1986
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59278
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Bruns, Gail A. P.
T1  - Molecular mapping and cloning of the breakpoints of a chromosome 11p14.1-p13 deletion associated with the AGR syndrome
N2  - Chromosome 11p13 is frequently rearranged in individuals with the WAGR syndrome (Wilms tumor, aniridia, genitourinary anomalies, and mental retardation) or parts of this syndrome. To map the cytogenetic aberrations molecularly, we screened DNA from cell Unes with known WAGR-related chromosome abnormalities for rearrangements with pulsed fleld gel (PFG) analysis using probes deleted from one chromosome 11 homolog of a WAGR patient. The first alteration was detected in a cell line from an individual with aniridia, genitourinary anomalies, mental retardation, and a deletion described as 11p14.1-p13. We have located one breakpoint close to probe HU11-164B and we have cloned both breakpoint sites as well as the junctional fragment. The breakpoints subdivide current intervals on the genetic map, and the probes for both sides will serve as important additional markers for a long-range restriction map of this region. Further characterization and sequencing of the breakpoints may yield insight into the mechanisms by which these deletions occur.
KW  - Biochemie
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59264
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Thomas, G. H.
A1  - Couillin, P.
A1  - Junien, C.
A1  - McGillivray, B. C.
A1  - Hayden, M.
A1  - Jaschek, G.
A1  - Bruns, G. A.
T1  - A deletion map of the WAGR region on chromosome II
N2  - The WAGR (Wilms tumor, aniridia, genitourinary anomalies, and mental retardation) region has been assigned to chromosome 11p13 on the basis of overlapping constitutional deletions found in affected individuals. We have utilized 31 DNA probes which map to the WAGR deletion region, together with six reference loci and 13 WAGR-related deletions, to subdivide this area into 16 intervals. Specific intervals have been correlated with phenotypic features, leading to the identification of individual subregions for the aniridia and Wilms tumor loci. Delineation, by specific probes, of multiple intervals above and below the critical region and of five intervals within the overlap area provides a framework map for molecular characterization of WAGR gene loci and of deletion boundary regions.
KW  - Biochemie
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59255
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Bruns, G. A. P.
T1  - A physical map around the WAGR complex on the short arm of chromosome 11
N2  - A long-range restriction map of part of the short arm of ehromosome 11 including the WAGR region has been constructed using pulsed-field gel electrophoresis and a number of infrequently cutting restriction enzymes. A total of 15.4 Mbp has been mapped in detall, extending from proximal 11p14 to the distal part of 11p12. The map localizes 35 different DNA probes and reveals at least nine areas with features eharaeteristle of BTF islands, some of which may be candidates for the different loci underlying the phenotype of the WAGR syndrome. This map will furthermore allow screening of DNA from individuals with WAGR-related phenotypes and from Wilms tumors for associated chromosomal rearrangements.
KW  - Biochemie
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59246
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - van Heyningen, V.
A1  - Bickmore, W. A.
A1  - Seawright, A.
A1  - Fletcher, J. M.
A1  - Maule, J.
A1  - Fekete, G.
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Bruns, G. A.
A1  - Huerre-Jeanpierre, C.
A1  - Junien, C.
T1  - Role for the Wilms tumor gene in genital development?
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59238
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Hameister, H.
A1  - Henry, I.
A1  - Junien, C.
A1  - Braun, T.
A1  - Arnold, H. H.
T1  - The human MyoD1 (MYF3) gene maps on the short arm of chromosome 11 but is not associated with the WAGR locus or the region for the Beckwith-Wiedemann syndrome
N2  - The human gene encoding the myogenic determination factor myf3 (mouse MyoD1) has been mapped to the short arm of chromosome 11. Analysis of several somatic cell hybrids containing various derivatives with deletions or translocations revealed that the human MyoD (MYF3) gene is not associated with the WAGR locus at chromosomal band 11pl3 nor with the loss of the heterozygosity region at 11p15.5 related to the Beckwith-Wiedemann syndrome. Subregional mapping by in situ hybridization with an myf3 specific probe shows that the gene resides at the chromosomal band llp14, possibly at llp14.3.
KW  - Biochemie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59221
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  - JOUR
A1  - Wolf, Markus
A1  - Klug, Jörg
A1  - Hackenberg, Reinhard
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
A1  - Beato, Miguel
A1  - Suske, Guntram
T1  - Human CC10, the homologue of rabbit uteroglobin: genomic cloning, chromosomal localization and expression in endometrial cell lines
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59206
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - König, A.
A1  - Bruns, G. A. P.
T1  - The genomic organization and expression of the WT1 gene
N2  - The Wilms tumor gene WTl, a proposed tumor suppressor gene, has been identifled based on its location within a homozygous deletion found in tumor tissue. The gene encodes a putative transcription factor containing a Cys/His zinc finger domain. The critical homozygous deletions, however, are rarely seen, suggesting that in many cases the gene may be inactivated by more subtle alterations. To facilitate the seareh for smaller deletions and point mutations we have established the genomic organization of the WTl gene and have determined the sequence of all 10 exons and flanking intron DNA. The pattern of alternative splicing in two regions has been characterized in detail. These results will form the basis for future studies of mutant alleles at this locus.
KW  - Biochemie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59195
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Grupe, Andrew
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
A1  - Pongs, Olaf
T1  - The potassium channel gene HK1 maps to human chromosome 11p14.1, close to the FSHB gene
N2  - Transiently activating (A-type) potassium (K) channels are important regulators of action potential and action potential firing frequencies. HK1 designates the firsthuman cDNA that is highly homologous to the rat RCK4 cDNA that codes for an A-type K-channel. The HK1 channel is expressed in heart. By somatic cell hybrid analysis, the HK1 gene has been assigned to human chromosome 11p13-pl4, the WAGR deletion region (Wilms tumor, aniridia, genito-urinary abnormalities and mental retardation). Subsequent pulsed field gel (PFG) analysis and comparison with the well-established PFG map of this region localized the gene to 11p14, 200-600 kb telomeric to the FSHB gene.
KW  - Biochemie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59184
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Poulat, F.
A1  - Morin, D.
A1  - Konig, A.
A1  - Brun, P.
A1  - Giltay, J.
A1  - Sultan, C.
A1  - Dumas, R.
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Berta, P.
T1  - Distinct molecular origins for Denys-Drash and Frasier syndromes
N2  - The direct involvment of the Wilm's tumor suppressor gene (WTl) in Denys-Drash syndrome through mutations within exons 8 or 9 has recently been established. The absence of such alterations in three patients with Frasier syndrome provides a molecular basis for distinguishing these two syndromes that are associated with streak gonads, pseudohermaphroditism and renal failure.
KW  - Biochemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59172
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Konig, Anja
A1  - Jakubiczka, Sybille
A1  - Wieacker, Peter
A1  - Schlösser, Hans W.
A1  - Gessler, Manfred
T1  - Further evidence that imbalance of WT1 isoforms may be involved in Denys-Drash syndrome
N2  - No abstract available
KW  - Biochemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59167
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneider, Matthias
T1  - Characterisation of Metalloprotease-mediated EGFR Signal Transactivation after GPCR Stimulation
T1  - Charakterisierung der EGFR Signaltransaktivierung nach GPCR Stimulation
N2  - In the context of metalloprotease-mediated transactivation of the epidermal growth factor receptor, different monoclonal antibodies against ADAM17 / TACE were characterized for their ability to block the sheddase. Activity of some of them was observed at doses between 2µg/mL and 10µg/mL. Kinetic analyses showed their activity starting at around 30 minutes. In cellular assays performed with the antibodies, especially upon treatment of cells with sphingosine-1-phosphate a reduction in proliferation was observed with some candidates. Moreover this study provides potential new roles for ß-Arrestins. Their involvement in the triple membrane-passing signal pathway of EGFR transactivation was shown. Furthermore, in overexpressing cellular model systems, an interaction between ADAM17 and ß-Arrestin1 could be observed. Detailed analysis discovered that phosphorylation of ß-Arrestin1 is crucial for this interaction. Additionally, the novel mechanism of UV-induced EGFR transactivation was extended to squamous cell carcinoma. The mechanism happens in a dose dependent manner and requires a metalloprotease to shed the proligand Amphiregulin. The involvement of both ADAM9 and ADAM17, being the metalloproteases responsible for this cleavage, was shown for SCC9 cells.
N2  - Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene monoklonale Antikörper gegen ADAM17 / TACE im Kontext der Metalloprotease-vermittelten Transaktivierung des Epidermalen Wachstumsfaktors auf ihre Fähigkeit hin untersucht, die Proteaseaktivität zu unterdrücken. Einige von Ihnen zeigten inhibitorische Aktivität bei Konzentrationen zwischen 2µg/ml und 10µg/ml. Die Untersuchung der Zeitabhängigkeit ihrer Wirkungsweise ergab eine Aktivität ab 30 Minuten Vorinkubation. In zellulären Versuchen konnte eine Verminderung der Proliferation besonders nach Stimulation mit Sphingosin-1-Phosphat gezeigt werden. Darüber hinaus konnten möglich neue Funktionen von ß-Arrestinen gezeigt werden. Eine Beteiligung am „triple membrane-passing“ Signalwegs der Transaktivierung des Epidermalen Wachstumsfaktors wurde dargestellt. Zudem wurde eine Interaktion von ß-Arrestin1 und ADAM17 in überexprimierenden Zellsystemen gezeigt. Detaillierte Analysen belegten, dass die Phosphorylierung von ß-Arrestin1 eine notwendige Voraussetzung dafür ist. Weiterhin wurde der neue Mechanismus der UV-vermittelten Aktivierung des epidermalen Wachstumsfaktors auf Plattenephithelkarzinom-Zellen ausgeweitet. Er findet in einer dosisabhängigen Form statt und bedarf einer Metalloprotease zum Aktivieren des Liganden Amphiregulin. Sowohl ADAM9 als auch ADAM17 wurden als die verantwortlichen Metalloproteasen in den untersuchten SCC9 Zellen ermittelt.
KW  - Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Metalloprotease
KW  - Krebs <Medizin>
KW  - EGF Rezeptor
KW  - Transaktivierung
KW  - GPCR
KW  - UV
KW  - EGFR Transactivation
KW  - Metalloprotease
KW  - GPCR
KW  - Cancer
KW  - UV
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65105
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Henry, Isabelle
A1  - Hoovers, Jan
A1  - Barichard, Fernande
A1  - Berthéas, Marie-Francoise
A1  - Puech, Anne
A1  - Prieur, Fabienne
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Bruns, Gail
A1  - Mannens, Marcel
A1  - Junien, Claudine
T1  - Pericentric intrachromosomal insertion responsible for recurrence of del(11)(p13p14) in a family
N2  - The combined use of qualitative and quantitative analysis of I I p I 3 polymorphic markers tagether with chromosomal in situ suppression hybridization (CISS) with biotin labeled probes mapping to I I p allowed us to characterize a complex rearrangement segregating in a family. We detected a pericentric intrachromosomal insertion responsible (or recurrence of del( I I )(p 13p 14) in the family: an insertion of band I I p 13-p 14 carrying the genes for predisposition to Wilms' tumor, WT I, and for aniridia, AN2, into the long arm of chromosome I I in II q 13-q 1<4. Asymptomatic balanced carriers were observed over three generations. Classical cytogenetics had failed to detect this anomaly in the balanced carriers, who were first considered to be somatic mosaics for del( II )(p 13). Two of these women gave birth to children carrying a deleted chromosome II. most likely resulting from the loss of the I I p 13 band inserted in I I q. Although in both cases the deletion encompassed exactly the same maternally inherited markers, there was a wide Variation in clinical expression. One child, with the karyotype 46,XY,del(ll)(pllpl4), presented the full-blown WAGR syndrome with anlridia, mental retardation, Wilms' tumor, and pseudohermaphroditism, but also had proteinuria and glomerular sclerosis reminiscent of Drash syndrome. In contrast, the other one, a girl with the karyotype 46,XX,del( I I )(p I 3), only had aniridia. Although a specific set of mutational sites has been observed in Drash patients, these findings suggest that the loss of one copy of the WTI gene can result in similar genital and kidney abnormalities.
KW  - Biochemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59157
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Konig, Anja
A1  - Moore, Jay
A1  - Qualman, Steven
A1  - Arden, Karen
A1  - Cavenee, Webster
A1  - Bruns, Gail
T1  - Homozygous inactivation of WTI in a Wilms' tumor associated with the WAGR syndrome
N2  - Wilms' tumor is a childhood nephroblastoma that is postulated to arise through the inactivation of a tumor suppressor gene by a two-hit mechanism. A candidate II p 13 Wilms' tumor gene, WTI, has been cloned and shown to encode a zinc finger protein. Patients with the WAGR syndrome (Wilms' tumor, aniridia, genitourinary abnormalities, and mental retardation) have a high risk of developing Wilms' tumor and they carry constitutional deletions of one chromosome II allele encompassing the WTI gene. Analysis of the remaining WTI allele in a Wilms' tumor from a WAGR patient revealed the deletion of a single nucleotide in exon 7. This mutation likely played a key role in tumor formation, as it prevents translation of the DNA-binding zinc finger domain that is essential for the function of the WTI polypeptide as a transcriptional regulator.
KW  - Biochemie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59146
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schwarz, Klaus
A1  - Hameister, Horst
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Grzeschik, Karl-Heinz
A1  - Hansen-Hagge, Thomas E.
A1  - Bartram, Claus R.
T1  - Confirmation of the localization of the human recombination activating gene 1 (RAG1) to chromosome 11p13
N2  - The human recombination activating gene 1 (RAGl) has previously been mapped to chromosomes 14q and 11 p. Here we confirm the chromosome 11 assignment by two independent approaches: autoradiographic and fluorescence in situ hybridization to metaphase spreads and analysis of human-hamster somatic cell hybrid DNA by the polymerase chain reaction (PCR) and Southern blotting. Our results unequivocally localize RAG1 to llp13.
KW  - Biochemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59136
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schwartz, Faina
A1  - Neve, Rachel
A1  - Eisenman, Robert
A1  - Gessler, Manfred
A1  - Bruns, Gail
T1  - A WAGR region gene between PAX-6 and FSHB expressed in fetal brain
N2  - Developmental delay or mental retardation is a frequent component of multi-system anomaly syndromes associated with chromosomal deletions. Isolation of genes involved in the mental dysfunction in these disorders should define loci important in brain formation or function. We have identified a highly conserved locus in the distal part of 11 p 13 that is prominently expressed in fetal brain. Minimal expression is observed in a number of other fetal tissues. The gene maps distal to PAX-6 but proximal to the loci for brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and the beta subunit of follicle stimulating hormone (FSHB), within a region previously implicated in the mental retardation component of some WAGR syndrome patients. Within fetal brain, the corresponding transcript is prominent in frontal, motor and primary visual cortex as weil as in the caudate-putamen. The characteristics of this gene, including the striking evolutionary conservation at the locus, suggest that the encoded protein may function in brain development.
KW  - Biochemie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-59125
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kirchmaier, Bettina Carmen
T1  - Characterization of the Popeye domain containing gene family in zebrafish
T1  - Charakterisierung der Popeye domain containing Genfamilie im Zebrafisch
N2  - The Popeye domain containing (Popdc) gene family of membrane proteins is predominantly expressed in striated and smooth muscle tissues and has been shown to act as novel cAMP-binding proteins. In mice, loss of Popdc1 and Popdc2, respectively, affects sinus node function in the postnatal heart in an age and stress-dependent manner. In this thesis, I examined gene expression pattern and function of the Popdc gene family during zebrafish development with an emphasis on popdc2. Expression of the zebrafish popdc2 was exclusively present in cardiac and skeletal muscle during cardiac development, whereas popdc3 was expressed in striated muscle tissue and in distinct regions of the brain. In order to study the function of these genes, an antisense morpholino-based knockdown approach was used. Knockdown of popdc2 resulted in aberrant development of facial and tail musculature. In the heart, popdc2 morphants displayed irregular ventricular contractions with 2:1 and 3:1 ventricular pauses. Recordings of calcium transients using a transgenic indicator line Tg(cmlc2:gCaMP)s878 and selective plane illumination microscopy (SPIM) revealed the presence of an atrioventricular (AV) block in popdc2 morphants as well as a complete heart block. Interestingly, preliminary data revealed that popdc3 morphants developed a similar phenotype. In order to find a morphological correlate for the observed AV conduction defect, I studied the structure of the AV canal in popdc2 morphants using confocal analysis of hearts of the transgenic line Tg(cmlc2:eGFP-ras)s883, which outlines individual cardiac myocytes with the help of membrane-localized GFP. However, no evidence for morphological alterations was obtained. To ensure that the observed arrhythmia phenotype in the popdc2 morphant was based on a myocardial defect and not caused by defective valve development, live imaging was performed revealing properly formed valves. Thus, in agreement with the data obtained in knockout mice, popdc2 and popdc3 genes in zebrafish are involved in the regulation of cardiac electrical activity. However, both genes are not required for cardiac pacemaking, but they play essential roles in AV conduction. In order to elucidate the biological importance of cAMP-binding, wild type Popdc1 as well as mutants with a significant reduction in binding affinity for cAMP in vitro were overexpressed in zebrafish embryos. Expression of wild type Popdc1 led to a cardiac insufficiency phenotype characterized by pericardial edema and venous blood retention. Strikingly, the ability of the Popdc1 mutants to induce a cardiac phenotype correlated with the binding affinity for cAMP. These data suggest that cAMP-binding represents an important biological property of the Popdc protein family.
N2  - Die Popeye domain containing (Popdc) Gene kodieren für eine Familie von Membranproteinen, die vorwiegend in der gestreiften und glatten Muskulatur exprimiert werden und in der Lage sind cAMP zu binden. In Mäusen resultiert der Verlust von Popdc1 oder Popdc2 in einer stressinduzierten Sinusknotendysfunktion, die sich altersabhängig entwickelt. In meiner Dissertation habe ich das Expressionsmuster und die Funktion der Popdc Genfamilie mit Schwerpunkt auf dem popdc2-Gen im Zebrafisch untersucht. Das popdc2-Gen im Zebrafisch wurde ausschließlich in der Herz- und Skelettmuskulatur exprimiert, während popdc3 sowohl in der quergestreiften Muskulatur, als auch im Gehirn exprimiert wurde. Um die Funktion dieser Gene zu untersuchen, wurde die Prozessierung der prä-mRNA mit Hilfe von Morpholinos unterdrückt, die gegen die Spleißdonor bzw. -akzeptorsequenzen von popdc2 und popdc3 gerichtet waren. Das Fehlen von popdc2 im Zebrafisch resultierte in einer Fehlentwicklung der Gesichts- und Schwanzmuskulatur. Im Herzen der popdc2-Morphanten waren ventrikuläre Überleitungsstörungen mit einem 2:1 oder 3:1 Rhythmus zu beobachten. Analysen der Calciumfreisetzung mittels SPIM (selective plane illumination microscopy) in der transgenen Zebrafischlinie Tg(cmlc2:gCaMP)s878, die einen fluoreszierenden Calciumindikator exprimiert, zeigten in den popdc2-Morphanten einen AV-Block bis hin zum kompletten Herzblock. Interessanterweise ergaben vorläufige Analysen in popdc3-Morphanten einen ähnlichen Phänotyp. Um eine mögliche morphologische Ursache der beobachteten AV-Überleitungsstörung zu finden, habe ich die Struktur des AV-Kanals von popdc2-Morphanten mit Hilfe der transgenen Zebrafischlinie Tg(cmlc2:eGFP-rass883) und konfokaler Mikroskopie untersucht. Allerdings konnte ich kein Anzeichen für morphologische Veränderungen erkennen. Um sicherzugehen, dass der beobachtete Rhythmusphänotyp der popdc2-Morphanten nicht auf einer myokardialen Störung beruht oder auf einem Defekt bei der Klappenentwicklung, wurden zusätzlich Lebendaufnahmen angefertigt, die zeigten, dass die Klappen normal entwickelt waren. In Übereinstimmung mit den Daten aus den Knockout-Mäusen haben die popdc2- und popdc3-Gene auch im Zebrafisch eine wichtige Funktion bei der elektrischen Reizleitung im Herzen. Allerdings sind die beiden Gene für die Erregungsbildung im Sinusknoten nicht essentiell, sondern werden für die Signalübertragung im AV-Kanal benötigt. Um die biologische Signifikanz der cAMP-Bindung zu untersuchen, wurden Wildtyp-Popdc1 und Punktmutanten, die eine Reduktion in der cAMP-Bindung aufweisen, nach RNA-Injektion in Zebrafischembryonen überexprimiert. Die Injektion von Wildtyp-Popdc1 induzierte eine embryonale Herzinsuffizienz, die durch perikardiales Ödem und venösen Blutstau charakterisiert war. Die Fähigkeit der Popdc1-Punktmutanten, einen Herzphänotyp nach Überexpression zu induzieren, war direkt korreliert mit der Bindungsaffinität für cAMP. Diese Daten lassen den Schluss zu, dass die Fähigkeit der cAMP-Bindung eine wichtige biologische Eigenschaft der Popdc-Proteinfamilie darstellt.
KW  - Zebrabärbling
KW  - Genexpression
KW  - Herzmuskel
KW  - Herz
KW  - Popdc Genfamilie
KW  - heart
KW  - popdc gene family
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-49413
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  - 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  - THES
A1  - Hauber, Melanie Erika
T1  - Description and Improvement of the 'Whedo'-Aquaculture-System in Malanville (North of Benin)
T1  - Beschreibung und Entwicklung des \'Whedo\'-Aquakultur-Systems in Malanville (Nord Benin)
N2  - This work delves into the recently developed ‘Whedo’-aquaculture-system in the rural community of Malanville (North Benin)and aims on providing a closer insight on this – for the area--recent system including the ecological but also the sociological and economical aspects in order to develop this extensive traditional fishery to a more productive semi-intensive aquaculture system. With the retreat of the flood ‘Whedos’ usually become infested with numerous hydato-and tenagophytes, while the presence and density of the free-floating macrophytes were positively related to the nutrient content of the ‘Whedo’. Extensive plant infestation also affects water quality through the decomposition of organic material and its accumulation in thick mud layers on the pond bottom as well as through the nocturnal oxygen consumption. Unfavourable water quality, especially low dissolved oxygen as well as high conductivity and nitrite levels, was identified to be the main factor determining which fish species were able to survive the harsh conditions prevailing in the ‘Whedos’ during the dry season. With the deteriorating water quality with advancing dry season, fish diversity decreased significantly leaving only species that are highly adapted to such unfavourable conditions. The most abundant species were Clarias gariepinus, Heterotis niloticus, Oreochromis niloticus L., Hemichromis c.f. letourneauxi, Polypterus senegalus and Epiplatys spilargyreius. Besides, the investigations also concentrated on the fish diversity of the rivers Niger and Sota with the results that for three species distribution gaps could be closed and for further three species their already known distribution could be expanded. But otherwise it could also be detected that some economically important species that were abundant in the past. In regard to the ‘Whedo’-management, the investigations showed that the owners lack most of the knowledge on appropriate management strategies, e.g. the feeding and stocking regime. The exploitation period depends on the extent of the previous annual flood and the location of the ‘Whedo’ within the floodplain, but the main season is from February to April. The biomass harvested on a hectare basis separated for each of the ‘Whedos’ averaged 17 tons/ha in 2008 and 8.6 tons/ha in 2009. However, 72 percent of the total biomass of Clarias only had an average weight of 40 grams. Therefore, two separated feeding trials were conducted and in total 6 supplementary feeds were tested on Clarias gariepinus. Groundnut cake, fish trash, rice bran, blood meal and azolla meal were used in different combination and rations to formulate the experimental diets. Diet containing 19 percent blood meal resulted in the best economical benefits showing that the use of high quality feed ingredients such as groundnut cake is not recommendable because local fish prices are too low to compensate the additional feeding costs. Instead of high quality feed farmers should focus on ingredients that are free of charge and easy to process. The supplementation based on 19 percent blood meal resulted in the doubling of the net profit compared to the income based on feeding only rice bran, thus provided higher additional income, enhancing the livelihood of the fish farmers. Concluding, the ‘Whedo’-aquaculture system is still in its infancy but nevertheless is an attractive system for the rural population because of existing knowledge of post-flood wetland fisheries as well as the low investment needed for its installation. Additionally, the local fish supply will increase and hence not only contribute to a better provision of protein-rich food and reduced pressure on the wild fish stocks but might also prevent fish prices to increase in a way that the poor won’t be able anymore to afford their most important source of animal protein. But fish farmers need more knowledge on appropriate management strategies and thus should be provided with technical support to guarantee a successful development and not to discourage the owners as a consequence of avoidable failures. Furthermore, the use of supplementary feed offers a cheap and effective means to increase the biomass production and thus enhance the extensive fishery to a semi-intensive aquaculture system.
N2  - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem unlängst entwickeltem ‚Whedo’-System im ländlichen Bezirk Malanville (Nordbenin)und wurde darauf ausgerichtet, nähere Erkenntnisse über die Bewirtschaftungsweise der ‚Whedos’ und deren jüngsten Entwicklungen in diesem Gebiet zu erlangen. Ein Einblick in die ökologischen, aber auch soziologischen and ökonomischen Aspekte ist die Grundlage für die Fortentwicklung dieser extensiven traditionellen Fischerei in eine ertragsreichere semi-intensive Fischzucht. Im Rahmen dieser Recherche wurden die Eigenschaften der ‚Whedos’ im Bezug auf die Art und Dauer der Überschwemmung untersucht. Mit dem Rückgang der Flut werden die Fischlöcher gewöhnlich von zahlreichen Hydato- und Tenagophyten überwuchert, wobei der Grad des Schwimmpflanzenbewuchses positiv mit dem Nährstoffgehalt des Wassers korrelierte. Die meisten Fischlöcher zeigten eine, mit fortschreitender Regenzeit abnehmende Wasserqualität. Schlechte Wasserqualität, vor allem geringe Sauerstoffkonzentrationen und hohe Salz- und Nitritgehalte, wurde als der bestimmende Faktor für das Vorkommen der Fischarten in den ‚Whedos’ während der Trockenzeit identifiziert. Die Fischdiversität nimmt mit zunehmender Verschlechterung der Wasserqualität signifikant ab und dienen nur noch Arten als Habitat, die an schlechte Wasserqualität speziell angepasst sind. Die häufigsten Arten waren Clarias gariepinus, Heterotis niloticus, Oreochromis niloticus L., Hemichromis c.f. letourneauxi, Polypterus senegalus und Epiplatys spilargyreius. Zusätzlich beschäftigte sich diese Arbeit auch mit der Fischdiversität der Flüsse Niger und Sota. In diesem Rahmen wurden für drei Fischarten Verbreitunglücken geschlossen und für drei weitere Arten deren bereits bekanntes Verbreitungsgebiet erweitert. Im Gegensatz dazu konnte jedoch auch festgestellt werden, dass ehemals stark vertretende Fischarten aus den Fängen der Fischer verschwunden sind. Der Zeitpunkt der Befischung hängt im Allgemeinen von der Flutintensität, der Lage des Fischloches innerhalb des Überflutungsgebietes und auch von den Marktpreisen ab, wobei die meisten Ernten zwischen Februar und April, kurz vor Beginn der nächsten Regenzeit im Mai, stattfanden. Der durchschnittliche Biomasseertrag, basierend auf den Werten der einzelnen ‚Whedos’ betrug 17 Tonnen im Jahre 2008 und 8,6 Tonnen im Jahre 2009. Um die Wachstumsraten der Fische zu verbessern wurden zwei unterschiedliche Fütterungsversuche durchgeführt. Erdnusspresskuchen, Fischabfälle, Reisspelzen, Blutmehl und Azolla-Mehl wurden in verschiedenen Zusammensetzungen und Anteilen als Grundlage der Futtermittel verwendet. Die Futtermittel mit einem Anteil von 10 bzw. 19 Prozent Blutmehl wurden von den Fischen während der gesamten Fütterungsperiode aktiv konsumiert und erzielten die höchsten Nettogewinne. Die Versuchsergebnisse zeigen deutlich, dass qualitativ hochwertige Materialien nicht als Ergänzungsfutter geeignet sind, da die geringen Marktpreise für Fisch die zusätzlichen Kosten nicht decken können. Anstatt qualitativ hochwertigem Ergänzungsfutter sollten die Besitzer Materialien bevorzugen, die kostenlos bzw. günstig und zudem einfach zu verarbeiten sind. Das Ergänzungsfutter mit einem Blutmehlgehalt von 19 Prozent erzielte, im Vergleich zur gewöhnlichen Fütterung mit Reisspelzen, einen zweimal höheren Nettogewinn. Das zusätzlich erwirtschaftete Nebeneinkommen könnte somit zu einem verbesserten Lebensunterhalt der Besitzer beitragen. Obwohl sich das ‚Whedo’-System noch in seinen Anfängen befindet, wird es von der ländlichen Bevölkerung aufgrund ihrer Erfahrungen bezüglich der Fischerei in den Überflutungsgebieten und der geringen Installationskosten, hoch geschätzt und weiter ausgebaut.
KW  - Aquakultur
KW  - Extensivtierhaltung
KW  - Clarias gariepinus
KW  - Benin
KW  - Aquakultur
KW  - Whedos
KW  - Benin
KW  - extensive Fischerei-Systeme
KW  - Clarias gariepinus
KW  - Aquaculture
KW  - Whedos
KW  - Benin
KW  - extensive fishery
KW  - Clarias gariepinus
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57711
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pillai, Deepu
T1  - Differential effects of Pigment epithelium derived factor and epidermal growth factor on Ischemia-reperfusion injury in rats - a magnetic resonance imaging study at 3 tesla
T1  - Unterschiedlichen Wirkungen von PEDF und EGF auf Ischämie-Reperfusionsschaden bei Ratten - Eine Kernspintomografie studie bei 3 Tesla
N2  - Stroke, after myocardial infarction and cancer is the third most common cause of death worldwide and 1/6th of all human beings will suffer at least one stroke in their lives. Furthermore, it is the leading cause for adult disability with approximately one third of patients who survive for the next 6 months are dependent on others. Because of its huge socioeconomic burden absorbing 6% of all health care budgets and with the fact that life expectancy increases globally, one can assume that stroke is already, and will continue to be, the most challenging disease. Ischemic stroke accounts for approximately 80% of all strokes and results from a thrombotic or embolic occlusion of a major cerebral artery (most often the middle cerebral artery, MCA) or its branches Following acute ischemic stroke, the most worrisome outcome is the rapidly increasing intra-cranial pressure due to the formation of space-occupying vasogenic oedema which can have lethal consequences. Permeability changes at the Blood-Brain Barrier (BBB) usually accompanies the oedematous development and their time course can provide invaluable insight into the nature of the insult, activation of compensatory mechanisms followed by long term repair. Rodent models of focal cerebral ischemia have been developed and optimized to mimic human stroke conditions and serve as indispensable tools in the field of stroke research. The presented work constituting of three separate but complete works by themselves are sequential, where, the first part was dedicated to the establishment of non-invasive small animal imaging strategies on a 3 tesla clinical magnetic resonance scanner. This facilitated the longitudinal monitoring of pathological outcomes following stroke where identical animals can serve as its own control. Tissue relaxometric estimations were carried out initially to derive the transverse (T2), longitudinal (T1) and the transverse relaxation time due to magnetic susceptibility effects (T2*) at the cortical and striatal regions of the rodent brain. Statistically significant differences in T2*-values could be found between the cortex and striatal regions of the rodent brain. The derived tissue relaxation values were considered to modify the existing imaging protocols to facilitate the study of the rodent model of ischemic stroke. The modified sequence protocols adequately characterized all the clinically relevant sequels following acute ischemic stroke, like, the altered perfusion and diffusion characteristics. Subsequent to this, serial magnetic resonance imaging was performed to investigate the temporal and spatial relationship between the biphasic nature of BBB opening and, in parallel, the oedema formation after I/R injury in rats. T2-relaxometry for oedema assessment was performed at 1 h after ischemia, immediately following reperfusion, and at 4, 24 and 48 hours post reperfusion. Post-contrast T1-weighted imaging was performed at the last three time points to assess BBB integrity. The biphasic course of BBB opening with significant reduction in BBB permeability at 24 hours after reperfusion was associated with a progressive expansion of leaky BBB volume, accompanied by a peak ipsilateral oedema formation. At 48 hours, the reduction in T2-value indicated oedema resorption accompanied by a second phase of BBB opening. In addition, at 4 hours after reperfusion, oedema formation could also be detected at the contralateral striatum which persisted to varying degrees throughout the study, indicative of widespread effects of I/R injury. The observations of this study may indicate a dynamic temporal shift in the mechanisms responsible for biphasic BBB permeability changes, with non-linear relations to oedema formation. Two growth factor peptides namely pigment epithelium derived factor (PEDF) and epidermal growth factor (EGF) with widely different trophic properties were considered for their beneficial effects, if any, in the established rodent model of I/R injury and studied up to one week employing magnetic resonance imaging. Both the selected, trophic factors demonstrated significant neuroprotection as demonstrated by a reduction in infarct volume, even though PEDF was found to be the most potent one. PEDF also demonstrated significant attenuation of oedema formation in comparison to both the control and EGF groups, even though EGF could also demonstrate oedema suppression. In the present work, we noticed that interventions with macromolecule protein/peptides by itself could mediate remote oedema at distant sites even though the significance of such an observation is not clear at present. Susceptibility (T2*) weighted tissue relaxometric estimations were considered at the infarct region to detect any metabolic changes arising out of any neuroprotection and/or cellular proliferation / neurogenesis. PEDF group demonstrated a striking reduction of the T2*-values, which is indicative of an increased metabolic activity. Moreover, all the groups (Control, EGF and PEDF) demonstrated significantly elevated T2*-values at the contralateral striatum, which is indicative of widespread metabolic suppression usually associated with a variety of traumatic brain conditions. Moreover, as expected from the properties of PEDF, it demonstrated an extended BBB permeability suppression throughout the duration of the study. This study underlines the merits of considering non-invasive imaging strategies without which it was not possible to study the required parameters in a longitudinal fashion. All the observations are adequately supported by reasonably well defined mechanisms and needs to be further verified and confirmed by an immunohistochemical study. These results also need to be complemented by a functional study to evaluate the behavioural outcome of animals following these treatments. These studies are progressing at our laboratory and the results will be duly published afterwards.
N2  - Schlaganfall ist nach Herzinfarkt und Krebs die dritthäufigste Todesursache weltweit und 1/6 aller Menschen erleiden mindestens einen Schlaganfall in ihrem Leben. Wichtiger ist jedoch, dass Schlaganfallerkrankungen ist die führende Ursache für dauerhafte Behinderungen darstellen. Ungefähr ein Drittel dieser Patienten, die die ersten 6 Monate überleben sind auf die Hilfe anderer angewiesen. Die enorme Wichtigkeit des Schlaganfalls begründet sich zudem dadurch, dass schon jetzt die sozioökonomischen Kosten 6% der gesamten Gesundheitausgaben betragen und die globale Lebenserwartung weiter steigen wird. Der ischämische Hirninfarkt ist der mit 80% vorherrschende Schlaganfalltyp und resultiert aus thrombotischen und embolischen Verschlüssen der großen hirnversorgenden Arterien und deren Ästen (insbesondere der A. cerbri media). Die wichtigste Komplikation mit hoher Mortalität nach einem ischämischen Schlaganfall ist Entwicklung eines raumfordernden vasogene Ödementwicklung. Änderungen der Permeabilität der Blut-Hirn Schranke (BHS) begleitet die Ödementwicklung und Analyse der zeitlichen BHS Permeabilität können wichtige Erkenntnisse über den natürlichen Verlauf eines Hirninfarkts und die Aktivierung kompensatorischer Mechanismen, die in Reparaturvorgänge münden, liefern. Verschiedene modelle des akuten ischämischen Schlaganfalls mit Nagetieren wurden entwickelt um die Schlaganfalltherapie des Menschen weiter zu entwickeln. Sie sind momentan unersetzliche Instrumente in der Schlaganfallforschung. Die hier vorgestellte Arbeitet setzt sich auch 3 abgeschlossenen sequentiellen Teilprojekten zusammen. Das erste Teilprojekt befasst mit der Etablierung von der nicht-invasiven Kleintierbildgebung auf einem klinischen 3 Tesla Kernspintomographen. Diese Arbeit bildet die Grundlage für das in vivo Monitoring der pathologischen Veränderungen nach Schlaganfall in einem identischen Versuchstier nachverfolgt werden kann und so die eigene Kontrolle darstellt. Gewebs relaxometrische Messungen wurden initial durchgeführt um die transverse (T2), longitudinal (T1) und transverse (T2*) Relaxationszeit (aufgrund der magnetischen Suszeptibilitätseffekte) in kortikalen und striatalen Hirnregionen der Nagetiere zu bestimmen. Statistisch signifikante Unterschiede in der T2*- Werte konnte zwischen der kortikalen und Striatalen Regionen des Gehirn von Nagetieren gefunden werden. Hierdurch konnten bestehende Messprotokolle vom Menschen auf die Nagetiere optimiert und für die Untersuchungen des Schlaganfalls genutzt werden. Diese Vorarbeiten erlauben klinisch relevante Veränderungen wie eine veränderte Diffusion und Perfusion nach ischämischen Schlaganfall zu verfolgen. Basierend auf diesen Vorarbeiten wurde die örtliche und zeitliche Charakterisierung der bi-phasischen BHS-Öffnung und der Ödementwicklung nach experimenteller I/R der Ratte mittels serieller Magnetresonanztomographie (MRT) untersucht. Hier diente die T2-Relaxometrie zur Ödemquantifizierung und wurde 1 Stunde nach Beginn der zerebralen Ischämie, unmittelbar nach Reperfusion und im Intervall von weiteren 4, 24 und 48 Stunden durchgeführt. Eine T1-gewichtete Sequenz wurde vor und nach Gabe von Kontrastmittel an den drei letztgenannten Zeitpunkten zeigte den bi-phasischen Verlauf der BHS-Öffnung 4 und 48 Stunden nach Reperfusion. Eine signifikante Reduktion der BHS Permeabilität 24 Stunden war zum einem mit einer Erhöhung des Gesamtvolumens der gestörten BHS und zum anderen mit Maximum der Ödementwicklung assoziiert. Darüber hinaus konnte 48 Stunden nach Reperfusion bereits eine Resorption des Ödems anhand der T2-Relaxometrie gemessen werden während die zweite Phase der bi-phasischen BHS-Öffnung auftrat. Zusätzlich trat 4 Stunden nach Reperfusion eine Ödembildung auch der nicht-ischämischen Striatum auf, welche in unterschiedlichem Maße über die Studiendauer persistierte. Dies spricht dafür, dass Ischämie und Reperfusion Effekte auf das gesamte Gehirn haben können. Zusammenfassend sprechen die Beobachtung dafür, dass der zeitlichen Entwicklung des Hirnödems verschiedene Mechanismen der erhöhten Blut-Hirn Schranken Permeabilität zu Grunde liegen. Zwei Wachstumsfaktoren, der, Pigment epithelium abstammende Wachstumsfaktor (PEDF) und der epidermale Wachstumsfaktor (EGF), mit deutlich unterschiedlichen trophischen Eigenschaften wurden auf ihre positiven Effekte im etablierten Tiermodel der zerebralen I/R hin untersucht. Dabei wurden serielle MRT Untersuchungen bis hin zu einer Woche genutzt. Beide Wachstumsfaktoren führten im Model zu einer signifikanten Neuroprotektion, die sich in einer Reduktion des Infarktvolumens gegenüber einer Kontrolle mit Kochsalz zeigte. PEDF allerdings hatte gegenüber EGF eine potentere Wirkung und zeigte darüber hinaus und noch deutlicher als EGF eine signifikante Verminderung der Ödembildung. Allerdings zeigte eine Behandlung mit diesen großmolekularen Proteinen zumindest nach 24 Stunden auch eine Neigung zur Ödembildung in vom Schlaganfall nicht betroffenen Hirnarealen, deren Signifikanz allerdings noch unklar ist. T2*- gewichtete Relaxationsmessungen können dazu genutzt werden, um metabolische Veränderungen, die aus neuroprotektiven Therapieansätzen bzw. zellulärer Proliferation bzw. Neurogenese entstehen, zu quantifizieren. Hier zeigten insbesondere mit PEDF behandelte Versuchstiere eine hochsignifikante Reduktion der T2*-Werte, welche als Hinweis auf eine erhöhte metabolische Aktivität gewertet werden können. Insgesamt zeigten alle Behandlungsgruppen (Kochsalzkontrollen, EGF und PEDF) behandelte Tiere signifikant erhöhte T2*-werte auf des kontralateralen Striatums, welche auf eine weitreichende metabolische Suppression hindeuten, wie sie normalerweise bei einer Reihe von traumatischen Hirnerkrankungen gefunden werden können. Ein weiterer Befund ist, wie erwartet, die ausgedehnte Verminderung der BHS-Durchgängigkeit durch PEDF über die gesamte Dauer der Untersuchung hinweg. Diese Studie unterstreicht den Nutzen nicht-invasiver Bildgebungsstrategien, ohne die die Untersuchung der benötigten Parameter in einem longitudinalen Design nicht möglich wäre. Ausblickend müssen diese gut mittels MRT charakterisierten Prozesse durch immunhistologische und funktionelle Untersuchungen gestützt und nachfolgend publiziert werden.
KW  - Schlaganfall
KW  - Ischemie
KW  - NMR-Tomographie
KW  - Epidermaler Wachstumsfaktor
KW  - MRI
KW  - MRI
KW  - Stroke
KW  - Ischemia
KW  - PEDF
KW  - EGF
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57341
ER  -