TY  - THES
A1  - Blocka, Joanna
T1  - Molecular mechanisms underlying Woodhouse-Sakati syndrome: characterization of DCAF17 with specific, polyclonal antibodies
T1  - Molekulare Grundlagen des Woodhouse-Sakati Syndroms: Charakterisierung des DCAF 17 mit spezifischen, polyklonalen Antikörpern
N2  - Woodhouse-Sakati syndrome (WSS) is a rare multisystemic, autosomal recessive disease. The underlying cause of WSS are mutations of C2orf37 gene, which result in a truncated protein. Little is known about the function of C2orf37 (DDB1-CUL4A-associated factor 17, DCAF17) apart from it being part of the DDB1-CUL4-ROC1 E3 ubiquitin ligase complex, specifically binding directly to DDB1 and serving as a substrate recruiter for E3. There are two major isoforms of DCAF17: beta (65 kDa, 520 amino acids) and alpha (27 kDa, 240 amino acids), which is a C-terminal part of beta. The intracellular localization of the WSS protein is thought to be primarily the nucleolus. A murine ortholog protein was found to be expressed in all tissues with a relatively higher expression in the brain, liver, and skin.The aim of this work was to investigate DCAF17 in HeLa cells in more detail, in particular the redistribution of both WSS isoforms on the subcellular and -nuclear level as well as their chemical features. For these experiments, I developed, through recombinant expression and affinity purification, a specific polyclonal antibody against a WSS-epitope 493-520. Furthermore, three other specific polyclonal antibodies were obtained through affinity purification with help of commercially produced high-affinity epitope peptides.By means of these antibodies, I determined- through immunofluorescence and subcellular protein fractionation- that, apart from the redistribution of the WSS protein within the non-soluble = chromatin-bound nuclear fraction, a significant amount of both WSS isoforms is present in the soluble nuclear fraction. Indeed, treatment of purified nuclear envelopes with an increasing concentration of NaCl as well as urea confirmed a non-covalent binding of the WSS protein to the nuclear envelope with the detachment ofbeta-WSS at a lower NaCl concentration than alpha-WSS. In regard to the chromatin-bound WSS protein, I performed hydrolysis of nuclear and nucleolar extract with DNase and RNase. The results indicate that the WSS protein is bound to DNA but not RNA, with alpha-WSS being possibly located more abundantly in the nucleolus, whereas beta-WSS within other subnuclear departments. Furthermore, in all the above-mentioned experiments, a presence of an 80-kDa protein, which specifically reacted with the polyclonal high-affinity antibodies and showed similar redistribution and chemical features as alpha- and beta-WSS, was observed. In order to investigate whether this protein is a posttranslationally modified WSS isoform, I performed deglycosylation and dephosphorylation of nuclear extract, which showed no disappearance or change in abundance of the 80-kDa band on Western blot. While other ways of poststranslational modification cannot be excluded as the cause of occurrence of the 80-kDa protein, an existence of a third, yet undescribed, major isoform is also conceivable. Summarizing, this work contributed to a deeper characterization of the WSS protein, which can help future investigators in developing new experimental ideas to better understand the pathology of WSS.
N2  - Woodhouse-Sakati Syndrom (WSS) ist eine seltene, autosomal rezessive Multisystemerkrankung, deren Ursache Mutationen im C2orf37 Gen, resultierend in einem trunkierten Protein, sind. Die Funktion des C2orf37 (DDB1-CUL4A-associated factor 17, DCAF 17) ist weitgehend unbekannt. Das Protein ist Teil des DDB1-CUL4-ROC1 E3-Ubiquitin-Ligase-Komplexes, wo es direkt an DDB1 bindet und Substrate für E3 rekrutiert. Zwei Isoformen des DCAF17: beta (65 kDa, 520 Aminosäuren) und alpha (27 kDa, 240 Aminosäuren), die ein C-terminaler Teil der beta-Isoform ist, sind heutzutage bekannt. Man geht von einer primär nukleolären Lokalisation des WSS-Proteins in den Zellen aus. Untersuchungen des murinen C2orf37-Ortholog-Proteins ergaben eine Expression in allen Zellen mit einer erhöhten Expression im Gehirn, in der Leber und in der Haut. Das Ziel dieser Arbeit war es, DCAF17 in HeLa-Zellen zu untersuchen, insbesondere die Lokalisation beider WSS-Isoformen auf dem subzellulären und -nukleären Niveau sowie deren chemische Eigenschaften. Durch rekombinante Expression und Affinitätsreinigung entwickelte ich spezifische polyklonale Antikörper gegen das WSS-Epitop 493-530. Zudem reinigte ich drei weitere spezifische polyklonale Antikörper mithilfe kommerziell produzierter hochaffiner Epitop-Peptide auf. Mithilfe dieser Antikörper konnte ich- durch Immunfluoreszenz und subzelluläre Proteinfraktionierug- eine Lokalisation des WSS-Proteins in der löslichen Kernfraktion, zusätzlich zu der bereits bekannten chromatingebundenen Kernfraktion, nachweisen. Die Behandlung reiner Kernhüllen mit steigernden NaCl-Konzentrationen und Harnstoff zeigte eine nicht-kovalente Bindung des DCAF17 an die Kernhülle mit einer Ablösung der beta-Isoform von der Kernhülle bereits bei niedrigeren NaCl-Konzentrationen als im Falle der alpha-Isoform. Um das chromatingebundene DCAF17 genauer zu untersuchen, führte ich eine Hydrolyse des Ganzkern- und Nukleolusextraktes mit DNase und RNase durch. Diese ergab eine Bindung des WSS-Proteins an die DNA, jedoch nicht an die RNA, mit der möglichen Hauptlokalisation der alpha-Isoform im Nukleolus und der beta-Isoform in anderen subnukleären Kompartimenten. Des Weiteren wurde in den oben beschriebenen Experimenten ein 80-kDa Protein nachgewiesen, das eine spezifische Reaktion mit den polyklonalen hochaffinen Antikörpern sowie eine dem WSS-Protein ähnliche subzelluläre / -nukleäre Lokalisation und chemische Eigenschaften zeigte. Um zu untersuchen, ob es sich um ein posttranslational modifiziertes DCAF17 handelt, führte ich Deglycosylierung und Dephosphorylierung des Ganzkernextraktes durch. Diese zeigten weder ein Verschwinden noch eine Änderung des 80-kDa-Signals auf Immunoblots. Obwohl eine andere Art einer posttranslationalen Proteinmodifizierung ist nicht ausgeschlossen, entspricht dieses Protein möglicherweise einer dritten, bisher nicht beschriebenen, Hauptisoform des DCAF17.
Zusammenfassend trug diese Arbeit zur genaueren Charakterisierung des WSS-Proteins bei. Dies kann zukünftigen Forschern helfen, die Pathologie des WSS besser zu verstehen.
KW  - Humangenetik
KW  - Molekulargenetik
KW  - Grundlagenforschung
KW  - Woodhouse-Sakati Syndrom
KW  - Woodhouse-Sakati sydrome
KW  - DCAF17
KW  - Humangenetik
KW  - genetics
KW  - autosomal recessive
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-174766
ER  - 
TY  - THES
A1  - Glotzbach-Schoon, Evelyn
T1  - Contextual fear conditioning in humans: The return of contextual anxiety and the influence of genetic polymorphisms
T1  - Kontextuelle Furchtkonditionierung beim Menschen: die Wiederkehr von Kontextangst und der Einfluss von genetischen Polymorphismen
N2  - Als Angst bezeichnet man einen nicht auf spezifische Objekte gerichteten länger anhaltenden zukunfts-orientierten Zustand der Besorgnis. Diese ist kennzeichnend für Angststörungen wie Panikstörung, generalisierte Angststörung und Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS). Experimentell kann Angst durch kontextuelle Furchtkonditionierung ausgelöst werden. Bei dieser Art der Konditionierung werden aversive Ereignisse als unvorhersehbar erlebt, wodurch der gesamte Kontext mit der Gefahr assoziiert wird. Diese Arbeit hat zum Ziel, Mechanismen der Entstehung und Aufrechterhaltung von Kontextangst zu untersuchen. Dies sind zum einem erleichterte Akquisition von Kontextkonditionierungen und deren fehlerhafte Extinktion. Hier ist vor allem die Fragestellung relevant, wie dies durch genetische Varianten moduliert wird (Studie 1). Zum anderen soll die Wiederkehr der Angst nach der Extinktion mit einem neuen Reinstatement-Paradigma untersucht werden (Studie 2). Zur Untersuchung dieser Forschungsfragen wurden zwei kontextuelle Furchtkonditionierungsstudien in virtueller Realität (VR) durchgeführt. Während der Akquisition wurden leicht schmerzhafte elektrische Reize (unkonditionierter Stimulus, US) unvorhersehbar präsentiert, während die Probanden in einem virtuellen Büroraum waren. Dadurch wurde dieser Raum zum Angstkontext (CXT+). Ein zweiter Büroraum wurde nie mit dem US gepaart, deshalb wurde dieser Raum zum Sicherheitskontext (CXT-). Die Extinktion, in der die Kontexte ohne US präsentiert wurden, fand 24 h später statt, und ein Test zum Abruf der Extinktion bzw. zur Wiederkehr der Angst nochmals 24 h später. In beiden Studien wurde die Angst auf drei verschiedenen Ebenen gemessen: Verhalten (angstpotenzierter Schreckreflex), Physiologie (tonische Hautleitfähigkeit), und verbale Ebene (explizite Ratings). Die Probanden für Studie 1 wurden anhand der 5-HTTLPR (S+ Risikoallel vs. LL nicht-Risikoallel) und NPSR1 rs324981 (T+ Risikoallel vs. AA nicht-Risikoallel) Polymorphismen stratifiziert, sodass vier kombinierte Genotyp Gruppen (S+/T+, S+/LL, LL/T+ und LL/AA) mit je 20 Probanden vorlagen. Es zeigte sich, dass der angstpotenzierte Schreckreflex durch die Interaktion zwischen beiden genetischen Polymorphismen moduliert wurde. Nur Träger beider Risikoallele (S+ Träger des 5-HTTLPR und T+ Träger des NPSR1 Polymorphismus) zeigten einen höheren Schreckreflex im CXT+ als im CXT- während der Akquisition. Der Abruf der Extinktion an Tag 3, gemessen anhand des Schreckreflexes, wurde allerdings nicht durch die Genotypen moduliert. Interessanterweise zeigte sich auf dem expliziten Angstlevel (Valenz- und Angstratings) nur ein Einfluss des NPSR1 Polymorphismus, und zwar bewerteten die nicht-Risikoallel Träger (AA) den CXT+ mit negativerer Valenz und höherer Angst im Vergleich zum CXT-; die Risikoallel Träger (T+) taten dies nicht. In der zweiten Studie wurde fast das gleiche Paradigma benutzt wie in der ersten Studie mit der Ausnahme, dass eine Versuchsgruppe (Reinstatementgruppe) den US noch einmal am Anfang des dritten Untersuchungstages vor der Präsentation von CXT+ und CXT- appliziert bekam. Die zweite Versuchsgruppe (Kontrollgruppe) erhielt keinen US, sondern wurde direkt durch CXT+ und CXT- geführt. Es zeigte sich, dass nur in der Reinstatementgruppe die Angst auf impliziter und expliziter Ebene wiederkehrte, d.h. die Probanden zeigten einen höheren Schreckreflex und höhere Angstratings auf den CXT+ im Vergleich zum CXT-. Wichtig war vor allem, dass die Wiederkehr der Angst in der Reinstatementgruppe mit der Veränderung der Zustandsangst und der Stimmung (von der Extinktion zum Test) korrelierte. D.h. je größer die Angst und je negativer die Stimmung wurden, desto höher war die Wiederkehr der Angst. Zusammengefasst belegt Studie 1, dass erleichterte kontextuelle Furchtkonditionierung auf impliziter Ebene (Schreckreflex) ein Endophänotyp für Angststörungen sein könnte, was zu unserem Verständnis der Ätiologie von Angststörungen beitragen könnte. Die Ergebnisse der zweiten Studie legen nahe, dass eine ängstliche und negative Stimmung nach der Extinktion die Rückkehr von Angst begünstigen könnte. Darüber hinaus scheint das VR-basierte kontextuelle Furchtkonditionierungsparadigma ein geeignetes Mittel zu sein, um Mechanismen der Angstentstehung und Angstwiederkehr experimentell zu erforschen. Weiterführende Studien könnten nun auch Angstpatienten untersuchen und das Paradigma auf evolutionär-relevante Kontexte (z.B. Höhe, Dunkelheit, weite Plätze) ausweiten.
N2  - Sustained anxiety is considered as a chronic and future-oriented state of apprehension that does not belong to a specific object. It is discussed as an important characteristic of anxiety disorders including panic disorder, generalized anxiety disorder (GAD) and posttraumatic stress disorder (PTSD). Experimentally, sustained anxiety can be induced by contextual fear conditioning in which aversive events are unpredictably presented and therefore the whole context becomes associated with the threat. This thesis aimed at investigating important mechanisms in the development and maintenance of sustained anxiety: (1) facilitated acquisition and resistant extinction of contextual anxiety due to genetic risk factors (Study 1), and (2) the return of contextual anxiety after successful extinction using a new reinstatement paradigm (Study 2). To this end, two contextual fear conditioning studies were conducted in virtual reality (VR). During acquisition one virtual office was paired with unpredictable mildly painful electric stimuli (unconditioned stimulus, US), thus becoming the anxiety context (CXT+). Another virtual office was never paired with any US, thus becoming the safety context (CXT-). Extinction was conducted 24 h later, i.e. no US was presented, and extinction recall was tested another 24 h later on Day 3. In both studies context-evoked anxiety was measured on three different response levels: behavioral (anxiety-potentiated startle reflex), physiological (skin conductance level), and verbal (explicit ratings). In Study 1, participants were stratified for 5-HTTLPR (S+ risk allele vs. LL no risk allele) and NPSR1 rs324981 (T+ risk allele vs. AA no risk allele) polymorphisms, resulting in four combined genotype groups with 20 participants each: S+/T+, S+/LL, LL/T+, and LL/AA. Results showed that acquisition of anxiety-potentiated startle was influenced by a gene × gene interaction: only carriers of both risk alleles (S+ carriers of the 5-HTTLPR and T+ carriers of the NPSR1 polymorphism) exhibited significantly higher startle magnitudes in CXT+ compared to CXT-. However, extinction recall as measured with anxiety-potentiated startle was not affected by any genotype. Interestingly, the explicit anxiety level, i.e. valence and anxiety ratings, was only influenced by the NPSR1 genotype, in a way that no risk allele carriers (AA) reported higher anxiety and more negative valence in response to CXT+ compared to CXT-, whereas risk allele carriers (T+) did not. Study 2 adopted nearly the same paradigm with the modification that one group (reinstatement group) received one unsignaled US at the beginning of the experimental session on Day 3 before seeing CXT+ and CXT-. The second group served as a control group and received no US, but was immediately exposed to CXT+ and CXT-. Results showed a return of anxiety on the implicit and explicit level (higher startle responses and anxiety ratings in response to CXT+ compared to CXT-) in the reinstatement group only. Most important, the return of contextual anxiety in the reinstatement group was associated with a change of state anxiety and mood from extinction to test, that is the more anxiety and negative mood participants experienced before the reinstatement procedure, the higher their return of anxiety was. In sum, results of Study 1 showed that facilitated contextual fear conditioning on an implicit behavioral level (startle response) could be regarded as an endophenotype for anxiety disorders, which can contribute to our understanding of the etiology of anxiety disorders. Results of Study 2 imply that anxiety and negative mood after extinction could be an important facilitator for the return of anxiety. Furthermore, the present VR-based contextual fear conditioning paradigm seems to be an ideal tool to experimentally study mechanisms underlying the acquisition and the return of anxiety. Future studies could investigate clinical samples and extend the VR paradigm to evolutionary-relevant contexts (e.g., heights, darkness, open spaces).
KW  - Angst
KW  - Genetik
KW  - Kontextkonditionierung
KW  - context conditioning
KW  - anxiety
KW  - genetics
KW  - virtual reality
KW  - Virtuelle Realität
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87955
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weißflog, Lena
T1  - Molecular Genetics of Emotional Dysregulation in Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder
T1  - Molekulargenetik emotionaler Dysregulation bei Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom
N2  - Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is a genetically complex childhood onset neurodevelopmental disorder which is highly persistent into adulthood. Several chromo-somal regions associated with this disorder were identified previously in genome-wide linkage scans, association (GWA) and copy number variation (CNV) studies. In this work the results of case-control and family-based association studies using a can-didate gene approach are presented. For this purpose, possible candidate genes for ADHD have been finemapped using mass array-based SNP genotyping. The genes KCNIP4, CDH13 and DIRAS2 have been found to be associated with ADHD and, in addition, with cluster B and cluster C personality disorders (PD) which are known to be related to ADHD. Most of the associations found in this work would not withstand correction for multiple testing. However, a replication in several independent populations has been achieved and in conjunction with previous evidence from linkage, GWA and CNV studies, it is assumed that there are true associations between those genes and ADHD. Further investigation of DIRAS2 by quantitative real-time PCR (qPCR) revealed expression in the hippocampus, cerebral cortex and cerebellum of the human brain and a significant increase in Diras2 expression in the mouse brain during early development. In situ hybrid-izations on murine brain slices confirmed the results gained by qPCR in the human brain. Moreover, Diras2 is expressed in the basolateral amygdala, structures of the olfactory system and several other brain regions which have been implicated in the psychopatholo-gy of ADHD. In conclusion, the results of this work provide further support to the existence of a strong genetic component in the pathophysiology of ADHD and related disorders. KCNIP4, CDH13 and DIRAS2 are promising candidates and need to be further examined to get more knowledge about the neurobiological basis of this common disease. This knowledge is essential for understanding the molecular mechanisms underlying the emergence of this disorder and for the development of new treatment strategies.
N2  - Bei Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom (ADHS) handelt es sich um eine ge-netisch komplexe neuronale Entwicklungsstörung, die im Kindesalter einsetzt und eine hohe Persistenz ins Erwachsenenalter aufweist. Mehrere chromosomale Regionen zeigten eine Assoziation mit dieser Erkrankung in genomweiten Kopplungsanalysen, Assoziations- (GWA) und Copie Number Variation (CNV) Studien. In dieser Arbeit werden die Ergebnisse von Fall-Kontroll- und Familien-basierten Assozia-tionsstudien, basierend auf der Annahme bestimmter Kandidatengene, vorgestellt. Die möglichen Kandidatengene wurden mit Hilfe eines massenspektrometrischen Verfahrens für SNP Genotypisierungen untersucht. Für die Gene KCNIP4, CDH13 und DIRAS2 konnte eine Assoziation mit ADHS und zudem mit Persönlichkeitsstörungen gefunden werden. Die meisten der in dieser Arbeit berichteten Assoziationen würden einer Korrektur für multiples Testen nicht standhalten. Dennoch kann von einer tatsächlichen Assoziation dieser Gene mit ADHS ausgegangen werden da eine Replikation in verschiedenen unab-hängigen Stichproben stattgefunden hat und zudem vorangegangene Kopplungsanalysen, GWA und CNV Studien auf eine Assoziation hindeuten. Die weitere Untersuchung des DIRAS2 Gens mit Hilfe von quantitativer real-time PCR (qPCR) ergab eine Expression des Gens im Hippocampus, dem zerebralen Kortex und dem Kleinhirn des Menschen. Zudem wurde ein signifikanter Anstieg der Diras2 Expression im murinen Gehirn während der frühen Entwicklungsstadien beobachtet. In situ Hybridisie-rungen auf Maushirnschnitten bestätigten die Ergebnisse der qPCR im menschlichen Ge-hirn. Außerdem wird Diras2 in der basolateralen Amygdala, in Komponenten des olfakto-rischen Systems und in mehreren anderen Hirnarealen, die vermutlich an der Pathologie von ADHS beteiligt sind, exprimiert. Zusammenfassend untermauern die Ergebnisse dieser Arbeit die Tatsache dass eine star-ke genetische Komponente an der Entstehung von ADHS beteiligt ist. KCNIP4, CDH13 und DIRAS2 sind vielversprechende Kandidatengene und sollten weiter untersucht werden um nähere Einblicke in die Neurobiologie dieser häufigen Erkrankung zu erhalten. Das dadurch erlangte Wissen ist notwendig um die molekularen Mechanismen die ADHS zu-grunde liegen zu verstehen und um neue Behandlungsstrategien entwickeln zu können.
KW  - Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom
KW  - Molekulargenetik
KW  - Assoziation
KW  - ADHD
KW  - genetics
KW  - association studies
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69345
ER  -