TY  - THES
A1  - Brändlein, Stephanie
T1  - Tumorimmunität: Spezifität, Genetik und Funktion natürlicher IgM-Antikörper
T1  - Tumorimmunity: Specificity, Genetics and Function of natural IgM antibodies
N2  - Die Entstehung maligner Zellen durch irreversible genetische Veränderungen ist ein allgegenwärtiger Prozess im menschlichen Organismus. Allein die spontane Mutationsrate genügt um in einem Organismus permanent transformierte Zellen entstehen zu lassen, welche den Körper in kürzester Zeit überschwemmen würden. Auch wenn bestimmte genetische Schäden frühzeitig durch Reparaturmechanismen beseitigt werden und sich nicht jede transformierte Zelle in einem Tumor manifestiert, so ist die eigentliche Frage nicht, warum Krebs entsteht, sondern warum er bei der hohen Mutationsrate so selten auftritt. Verantwortlich für die frühe Erkennung und Beseitigung transformierter Zellen ist das körpereigene Immunsystem, das in der Lage ist die meisten aberranten Zellen zu entfernen, sodass der manifeste Tumor die Ausnahme und nicht die Regel ist. Der menschliche Organismus verfügt über ein angeborenes und ein erworbenes Immunsystem. Bis heute ist nicht eindeutig geklärt, ob maligne Zellen mit ihren veränderten Oberflächenstrukturen erst eine Immunantwort induzieren müssen oder ob, wie bei der Abwehr infektiöser Partikel, die angeborene Immunität für die Beseitigung von Tumorzellen verantwortlich ist. Die in dieser Arbeit verwendete humane Hybridoma Technologie (Immortalisierung menschlicher Lymphozyten und Isolierung monoklonaler Antikörper) bietet die einzigartige Möglichkeit, sowohl aus an Krebs erkrankten Patienten als auch aus gesunden Probanden tumorspezifische Antikörper zu isolieren und durch deren genauere Charakterisierung Einblicke in die humorale Immunität gegen maligne Zellen zu erhalten. In der vorliegenden Arbeit werden fünf humane monoklonale Antikörper beschrieben, die aus verschiedenen Tumorpatienten gewonnen wurden, sowie zwei Antikörper, die aus gesunden Probanden isoliert werden konnten. In allen Fällen erwiesen sich die Antikörper als tumorspezifisch, d.h. sie reagieren nicht mit gesundem Gewebe und sind demnach keine Autoantikörper. Es handelt sich weiterhin in allen Fällen um Antikörper des IgM-Isotyps; es konnten keinen Antikörper anderer Ig-Klassen isoliert werden. Genetische Analysen ergaben, dass alle isolierten Antikörper gering oder gar nicht mutiert waren, was bedeutet, dass sie nicht durch Stimulation affinitätsgereift sind. Zudem konnte demonstriert werden, dass alle Antikörper Apoptose von Tumorzellen induzieren und dass sie an eine Zuckerkette ihrer Antigene binden oder solche Carbohydrate zumindest entscheidend in die Bindung involviert sind. Die Eigenschaften der in dieser Arbeit beschriebenen Antikörper wurden mit anderen bereits etablierten IgM-Antikörpern verglichen. Hierbei stellte sich heraus, dass alle Antikörper, welche sich als tumorspezifisch erwiesen, ähnliche Eigenschaften zeigen. Interessant ist zudem die Beobachtung, dass die Keuzreaktion der Antikörper, also ihre Reaktion mit anderen Tumorgeweben, reziprok mit dem Mutations-grad korreliert ist. Je mehr Mutationen ein Antikörper aufweist, desto eingeschränkter und spezifischer sind demnach seine Reaktionen mit anderen Tumoren. Dies deutet darauf hin, dass auch innerhalb der Keimbahn-kodierten Antikörper durch vereinzelte Mutationen eine höhere Variabilität erzeugt werden kann. Ähnlich wie bei der Affinitätsreifung der erworbenen Immunität scheint sich auch hier die Spezifität mit der Anzahl der Mutationen zu erhöhen. Zusammenfassend weisen die erhaltenen Ergebnisse darauf hin, dass zumindest die humorale Immunität gegen maligne Zellen das Resultat der angeborenen Immunität ist und nicht von Tumorzellen induziert wird. Dies bedeutet zudem, dass Moleküle wie natürliche Antikörper in der Immunität eine viel größere Rolle spielen als bisher angenommen. Ähnliche Ergebnisse wurden bereits bei der Untersuchung der Immunität gegen bakterielle Antigene erzielt, sodass hier vermutet werden kann, dass die gleichen Mechanismen zugrunde liegen wie bei der Abwehr transformierter Zellen. Darüber hinaus wird die Frage beantwortet, warum ein manifester Tumor eine Ausnahme bleibt. Die angeborene, primäre Immunität verfügt über ein existierendes Repertoire an Rezeptoren, welche eine ausreichende Variabilität aufweisen, und muss daher nicht erst über ein komplexes System von Erkennung und Stimulation, wie die adaptierte Immunität, induziert werden. Dieser logistische Vorsprung der natürlichen Immunität garantiert eine permanente Überwachung und eine schnelle Reaktion gegenüber veränderten Zellen und fremden Partikeln.
N2  - The formation of malignant cells through irreversible genetic alterations is a chronic process in a human organism. The spontaneous mutation rate is high enough to let transformed cells arise permanently in an organism and to flood the body with these cells in a short period of time. Although specific genetic damages were eliminated very early by repair mechanisms and not every transformed cell became a manifest tumour, the major question to be answered is not why cancer arises but why it occurs so infrequently despite of the high mutation rate. The immune system is responsible for the early detection and elimination of transformed cells. It is able to remove most of the transformed cells so that tumour formation is the exception but not the rule. The immune system of the human organism consists of an innate and an acquired system. Until the present time it is not explained definitely, whether malignant cells with their altered surface structure have to induce an immune answer or if the innate immunity is responsible for the elimination of tumour cells like for infectious particles. In this dissertation the human hybridoma technology (immortalisation of human lymphocytes and isolation of human monoclonal antibodies) was used to investigate this question. This technique offers the unique possibility to isolate tumour-specific antibodies from cancer patients as well as from healthy persons and to attain additionally insights into the humoral immunity against malignant cells. Five human monoclonal antibodies were described which were isolated from different cancer patients and in addition two antibodies obtained from healthy donors. In all of the cases the antibodies prove to be tumour-specific which means they do not react with healthy tissues and are according to this no auto-antibodies. All of them are IgM antibodies, no tumour-specific IgA or IgG antibody was detectable. Genetic analysis show that all isolated antibodies were only slightly mutated or not mutated at all, which means that they were not affinity-maturated due to antigen stimulation. Furthermore it was possible to demonstrate that all isolated tumour-specific IgM antibodies induce apoptosis in tumour cells. Another result indicates that carbohydrates are involved in the binding of the antibodies to their corresponding antigen. The characteristics of the antibodies were compared with other IgM antibodies which were already established in our lab. Here all antibodies which prove to be tumour-specific show similar characteristics. Interestingly the amount of cross reactivity with other tumour tissues correlates reciprocally with the degree of mutations. The more mutations an antibody displays the more reduced are the reactions with other tumour tissues. This indicates that, similar to the affinity-maturation of adapted immunity, an increase of specificity and most likely also variability of germ-line coded antibodies can be generated by few mutations. Our observations indicate that the humoral immunity against malignant cells is the result of the innate immunity. This means moreover that molecules like natural antibodies play a much more important role in immunity than assumed so far. Similar results were obtained already with analysis of immunity against bacterial antigens. This leads to the assumption that here the same mechanisms are involved like in the defence against transformed cells. Moreover the question could be answered why a manifest tumour remains an exception. The innate, primary immunity has an existing repertoire of receptors which are variable enough so that a complex system of recognition and stimulation like in the acquired immunity does not have to be induced. This logistic advantage of the natural immunity guarantees a permanent control and a fast reaction towards altered cells and foreign particles.
KW  - Tumorimmunologie
KW  - Immunglobulin M
KW  - Tumorimmunität
KW  - natürliche IgM-Antikörper
KW  - Tumorimmunity
KW  - natural IgM antibodies
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6661
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reisch, Natasa
T1  - Das Cysteine-String-Protein in Drosophila melanogaster: Molekulare und funktionelle Analyse verschiedener CSP-Mutanten; Ein Modell zur räumlich und zeitlich kontrollierten CSP-Expression
T1  - The cysteine string protein in Drosophila melanogaster: Molecular and functional analysis of different CSP-mutants; A model for spatial and temporal controlled CSP-expression
N2  - Die Exozytose von Neurotransmittern und Peptiden während der Verarbeitung und Weiterleitung von Reizen im Nervensystem wird durch eine komplexe Maschinerie von Proteinen reguliert. Das konservierte Cysteine String Protein (CSP), das gebunden an synaptische und andere sekretorische Vesikel vorliegt, konnte in den vergangenen Jahren als Teil in diesen Prozess eingeordnet werden. Die Frage nach der genauen Funktion von CSP während der Exozytose ist allerdings weiterhin offen. CSP-Nullmutanten in Drosophila melanogaster zeigen temperatursensitive Paralyse und eine extrem verkürzte Lebenserwartung, gepaart mit verminderter Fertilität. In larvalen Nerv-Muskel Präparaten kommt es bei Temperaturen über 29°C zu einem reversiblen Block der elektrophysiologisch messbaren synaptischen Transmission. Die Primärstruktur des Cysteine String Proteins kann in folgende konservierte Sequenzabschnitte unterteilt werden: eine N-terminale Protein Kinase A Phosphorylierungsstelle, eine Region mit Homologie zu einer charakteristischen Domäne von DnaJ-Proteinen (DnaJ-Domäne), einen als Linkerregion bezeichneten Abschnitt, eine cysteinreiche Sequenz, die bei Drosophila aus dem namensgebenden Strang von 11 aufeinanderfolgenden Cysteinen flankiert von 2 Cysteinpaaren besteht, und einen schwächer konservierten C-Terminus, in dem sich auch einzelne Spleißvarianten unterscheiden. Versuche mit Vertebraten konnten zeigen, dass CSP in einem trimeren Komplex aus Hsc70/CSP/SGT vorkommt und bei der Exozytose wahrscheinlich als molekulares Co-Chaperon wirkt. Der Cysteinstrang liegt mehrfach palmityliert vor und ist für die Zielfindung des Proteins zur Vesikelmembran essentiell. In vorangegangenen Arbeiten wurde begonnen, bei Drosophila durch gezielte Mutagenese und Keimbahntransformation die Rolle des Cysteinstrangs, der Linkerregion und des C-Terminus für die Funktion des CSP zu analysieren. In der vorliegenden Dissertation wurden in transgenen Fliegen die Eigenschaften von Isoformen mit vier unterschiedlich mutierten Varianten des Cysteinstrangs (CSLP, SCSP, CLP, SSP) und je Deletionen in der Linkerregion (LΔ8) und im C-terminalen Bereich (CΔ27) charakterisiert. Die subzelluläre Verteilung und veränderte Membranbindungseigenschaften dieser Proteine wurden mithilfe von Membranfraktionierung und Glycerindichtegradienten von Homogenaten der transgenen Mutanten aufgezeigt. Die Isoformen CLP und SSP sind aufgrund der fehlenden Palmitylierung nicht an die Membran der synaptischen Vesikel gebunden, während die Isoform CSLP sowohl in der Vesikelmembranfraktion als auch als lösliches Protein nachgewiesen werden kann. Die flankierenden Cysteinpaare und die verbliebenen Cysteine in den Isoformen CSLP und SCSP erfüllen offenbar noch teilweise die Aufgabe des Cysteinstrangs bei der Zielfindung der Proteine. Eine Depalmitylierung mit Hydroxylamin löst das verkürzte SCSP Protein ebensowenig aus der Membran wie das intakte CSP. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen stehen im Einklang mit immunhistochemischen Befunden. Die Deletion bzw. Substitution der zentralen 11 Cysteine in den Isoformen CSLP, CLP und SSP äußert sich in den transgenen Fliegen in einer gleichmäßigeren Verteilung der Proteine, die nicht mehr wie im Wildtyp auf das synaptische Neuropil beschränkt ist. Keine der Isoformen mit verändertem Cysteinstrang ist in der Lage die Funktion des wildtypischen CSP zu übernehmen, da die adulten transgenen Fliegen den temperatursensitiven Phänotyp und eine kurze Lebensdauer ähnlich den Csp-Nullmutanten zeigen. Die Proteinisoformen LΔ8 und CΔ27 dagegen lassen in den biochemischen Analysen keine Abweichung vom Wildtyp erkennen und weisen auch eine wildtypische Verteilung in Kryostat-Gehirnschnitten auf. Die Deletion in der Linkerregion in der Isoform LΔ8 scheint die Funktion des CSPs allerdings einzuschränken, da die entsprechenden transgenen Fliegen bereits bei 38°C, wildtypische Tiere dagegen erst bei 40°C paralysieren. Die in der Literatur beschriebene Interaktion zwischen Drosophila CSP und Syntaxin konnte für die transgen exprimierte größte CSP Isoform CSP1 in Immunpräzipitationsexperimenten mit Drosophila-Kopfhomogenat bestätigt werden. Die Frage nach einer Interaktion zwischen Syntaxin und den anderen untersuchten mutierten CSP-Isoformen bleibt dagegen offen. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit dem Versuch, mithilfe des UAS/Gal4- und des Flippase/FRT -Systems die CSP-Expression räumlich und zeitlich zu kontrollieren. Dazu wurde aufgrund von Datenbankangaben eine minimale FRT-Sequenz aus Oligonukleotiden mit entsprechenden Linkern konstruiert. Das gesamte Csp-Gen beziehungsweise die Csp cDNA1 einschließlich der regulatorischen Sequenzen wurde zwischen zwei gleichgerichteten FRT-Sequenzen pW8 eingebracht. Die Keimbahntransformation führte zu mehreren transgenen Fliegenlinien. Nach aufwendigen Kreuzungen mit Gal4-, UAS-Flippase- und Csp-Null-Linien entstanden Fliegen im CSP-Nullhintergrund, welche eine durch die verwendete Gal4-Linie definierte Expression von Flippase zeigten und das FRT-Konstrukt trugen. Diese Fliegen sollten in Flippase positiven Bereichen keine CSP-Expression mehr zeigen. Verhaltensanalysen an solchen Tieren bei normaler und erhöhter Temperatur könnten dann Aufschluss über die Funktion der Zellen ohne CSP-Expression geben. Leider konnten die erwarteten Veränderungen in der CSP-Expression nicht beobachtet werden, obwohl alle Konstrukte sich nach einer Überprüfung als intakt erwiesen haben. Die Ursache für die fehlende Rekombination zwischen den FRT-Sequenzen ist möglicherweise in einer zu geringen Länge dieser Zielsequenz der Flippase zu suchen. Im dritten Abschnitt der Arbeit wird der Csp-Genlokus und seine benachbarten Gene vorgestellt, und die möglichen Auswirkungen der Deletionen in den zur Verfügung stehenden Mutanten CspU1, CspU1w und CspK16 diskutiert. Aufgrund der Daten aus dem Drosophila Genomprojekt lag die Spekulation nahe, dass der Phänotyp der Deletionsmutanten auch durch eine veränderte Expression der benachbarten Gene stromab- und stromaufwärts des Csp Gens beeinflusst werden könnte. Die Auswertung eines Northern Blots von PolyA+-RNA adulter Fliegen, sowie einfache Verhaltenstests an vorliegenden und neu generierten CSP-Nullmutanten konnten diesen Verdacht allerdings nicht bestätigen.
N2  - Exocytosis during synaptic transmission is regulated by a complex machinery of numerous proteins. CSPs (cysteine string proteins), conserved from C.elegans to mamals, are attached to synaptic vesicle membranes and other secretory granules. They were therefore implicated to play a distinct part in this regulated process. However the exact role of the CSP protein in exocytosis is not yet known. Studies of Drosophila in null mutants for the Csp gene revealed a temperature sensitive paralytic phenotype, severely shortened lifespan and fertility. Exposure of larval nerve-muscle preparations to elevated temperatures (>29°C) lead to a reversible block of neurotransmitter release in electrophysiological measurements. The primary structure of the cysteine string protein is characterized by distinct conserved domains: a N-terminal protein kinase A (PKA) phosphorylation site, a region showing high homology to a domain found in DnaJ proteins (DnaJ-domain), a region called linker domain, a cysteine rich region, which in Drosophila comprises the characteristic string of 11 cysteines flanked by two additional pairs of cysteines, and a less conserved C-terminal region, which is absent in various splice variants. Experiments using vertebrates showed that CSP is part of a trimeric complex of Hsc70/CSP/SGT and may possibly act as co-chaperone during exocytotic processes. The cysteine string is found to be modified with multiple palmitoyl residues and appears to be essential for targeting of the protein to the vesicle membrane. In earlier studies mutagenesis and germ-line transformation were used to initiate an analysis on the role of the cysteine string, the linker domain and C-terminal region for CSP function. The present thesis extends this work by characterizing in transgenic flies four different mutated cysteine string isoforms (CSLP, SCSP, CLP, SSP) and deletions affecting the linker domain (LΔ8) and C-terminal region (CΔ27) using transgenic flies. The subcellular distribution and altered membrane binding properties of the mutated isoforms were analyzed using glycerol gradients and membrane fractionation. Due to the lack of palmitoylation CLP and SSP are exclusively found as soluble proteins in the cytosol whereas CSLP can also be found attached to vesicle membranes in membrane fractions. The flanking and remaining cysteines in the isoforms CSLP and SCSP apparently are able to partially direct the proteins to the membrane. The shortened cysteine string in SCSP is sufficient to induce membrane binding and is as resistant to depalmitoylation with hydroxylamine as wildtype CSP. The biochemical results correspond to the immunohistochemical findings, which show an almost homogenous distribution of the proteins CSLP, CLP and SSP, unlike the wildtype staining which is confined to neuropil regions in the adult brain. The mutant isoforms with deleted or substituted cysteine string do neither rescue the temperature sensitive phenotype nor the short life span observed in CSP-null mutants. In contrast the proteins LΔ8 and CΔ27 exhibit wildtype properties in the biochemical assays and the staining pattern of the adult brain. The deletion LΔ8 seems to interfere with regular CSP function in some way, as these transgenic flies paralyze at 38°C whereas wildtype flies paralyze at 40°C. The previously described interaction of CSP and syntaxin in Drosophila could be confirmed by precipitating syntaxin together with the largest CSP isoform CSP1 from Drosophila head homogenates using an antibody against CSP. A possible disruption of this interaction in the mutant transgenic flies could not be shown and remains to be investigated. The second part of this work describes the attempt to temporally and spatially regulate CSP expression by employing the UAS/Gal4- and flippase/FRT-system. Using database information a minimal FRT-sequence with apprropriate linkers was generated from oligonucleotides. The entire Csp gene or Csp cDNA1 with necessary regulatory sequences was ligated between two FRT sites and inserted into the transformation vector pW8. After extensive crossing of transgenic flies carrying the FRT-construct with Gal4-,UAS-flippase-, and Csp-null-lines flies were obtained which expressed the flippase in defined areas of Gal4 expression and contained the FRT construct, all in Csp-null background. Areas positiv for flippase expression should loose transgenic CSP expression. Behavioural analyis of these flies at normal and elevated temperatures should provide functional information on the cells lacking CSP. Unfortunately no differences in behaviour or staining pattern of adult brain could be detected, although all constructs were proven to be functional. The lack of recombination events might be due to the reduced length of the flippase target sequence used. The third project presents the Csp-locus and its neighbouring genes in Drosophila. The possible influence of deletions in the CSP null mutants CspU1, CspU1w and CspK16 on the expression of neighbouring genes are discussed. Based on sequence data offered by the Drosophila genome project it was speculated that these genes might influence the mutant phenotype. Northern blotting of adult head polyA+-RNA, simple tests of behaviour of already known and newly generated Csp null mutants could not confirm this speculation.
KW  - Taufliege
KW  - Cysteinderivate
KW  - Genexpression
KW  - Cysteine String Protein
KW  - Drosophila melanogaster
KW  - Cysteine String Protein
KW  - Drosophila melanogaster
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6291
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fischer, Andreas
T1  - Biochemische Charakterisierung der basischen Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren Hey1 und Hey2 sowie Untersuchung ihrer Rolle während der Herz- und Gefäßentwicklung
T1  - Biochemical characterisation of the basic helix-loop-helix transcription factors Hey1 and Hey2 and analysis of their role in cardiovascular development
N2  - Die Entwicklung eines vielzelligen Organismus aus einer befruchteten Eizelle ist nur durch komplexe zelluläre Regulationsmechanismen möglich. Dabei spielt der Notch-Signaltransduktionsweg eine zentrale Rolle während der Determination von Zellschicksalen und der Zelldifferenzierung. Die primären Zielgene der Notch-Signalkaskaskade bei Vertebraten sind die Hes- sowie die kürzlich identifizierten Hey-Gene. Die Hey-(hairy and E(spl) related with YRPW motif)-Gene kodieren drei hairy/E(spl)/Hes-verwandte basische Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren, die durch eine Orange-Domäne und einen charakteristischen Carboxyterminus gekennzeichnet sind. Während der Embryonalentwicklung werden die Hey-Gene dynamisch in zahlreichen Geweben exprimiert. Ziel dieser Arbeit war es, neue Hey-Interaktionsproteine aus embryonalen Genbanken zu isolieren, die Bindung an weitere bHLH-Transkriptionsfaktoren zu überprüfen und ihre DNA-Bindung zu analysieren. Um die physiologische Hey2-Funktion zu ergründen, wurden Hey2-Knockoutmäuse untersucht. In einem ersten Versuch wurde eine neue Screeningmethode erprobt, bei der Proteinexpressionsfilter mit markierten Hey1-Peptiden nach interagierenden Proteinen durchsucht wurden. Hierbei sind 53 Proteine isoliert worden, jedoch konnte nach eingehenderen Untersuchungen kein relevanter Bindungsspartner beschrieben werden. Für weitere Analysen unter mehr physiologischen Bedingungen wurde das Yeast Two-Hybrid Verfahren für Hey1 und Hey2 etabliert. Das Screening von murinen embryonalen cDNA-Genbanken mit verschiedenen Hey1-Fragmenten führte zur Isolation von mehreren hundert Klonen. Die interessantesten Kandidaten wurden weiteren biochemischen Tests unterzogen, wobei jedoch keine neuen Interaktionspartner verifiziert werden konnten. Mit gezielten direkten Yeast Two-Hybrid und GST-Pulldown Assays für vermutete Kandidaten konnte jedoch die Interaktion von Hey1 bzw. Hey2 mit den bHLH-Proteinen E2-2, E2-5, MyoD und c-hairy1 nachgewiesen werden. Außerdem wurde festgestellt, dass Hey1 und Hey2 Homodimere und Hey1/Hey2-Heterodimere bilden. Die stärkste Interaktion wurde mit dem in der Somitogenese rhythmisch exprimierten c-hairy1-Protein beobachtet. Da Hey2 und c-hairy1 im präsomitischen Mesoderm und in den Somiten coexprimiert werden und starke Heterodimere ausbilden, erscheint es wahrscheinlich, dass beide Proteine gemeinsam die Transkription nachgeschalteter Gene steuern. Diese Interaktionsstudien zeigten außerdem erstmals, dass die Orange-Domäne entscheidend an der Bildung der Dimere beteiligt ist, da durch sie die Dimerisierung in vivo deutlich verstärkt wurde. Schließlich konnte gezeigt werden, dass Hey1 und Hey2, im Gegensatz zu den übrigen hairy-Proteinen, nicht mit dem Corepressor Groucho/TLE1 interagieren. Electrophoretic Mobility Shift Assays ergaben, dass die Hey1- und Hey2-Proteine an eine E(spl)-spezifische E-Box DNA-Sequenz (CACGTG) binden. Auch die interagierenden bHLH-Proteine c-hairy1, E2-2 und E2-5 binden als Homodimere an diese DNA-Sequenz. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Hey2-Genfunktion an Hey2-Knockoutmäusen untersucht. Etwa 80 % der homozygoten Mäuse starben wenige Tage nach der Geburt. Sie zeigten eine massive Hypertrophie der Herzventrikel, die wahrscheinlich die Todesursache darstellt. Die lacZ-Expression der untersuchten Organe entsprach der Hey2-Expression im Wildtyp. Es fiel dabei auf, dass es postnatal zu einer Herunterregulation der Hey2-Transkription kommt. Mit Elektrokardiogrammen wurden keine Reizleitungsstörungen bei neugeborenen Hey2-Knockoutmäusen festgestellt. Interessanterweise konnte mit Arteriographien ausgeschlossen werden, dass die Ventrikelhypertophie Folge einer Aortenstenose wie bei der gridlock (zf-Hey2)-Mutante im Zebrafisch ist. Vielmehr führt eine homozygote Hey2-Deletion zu einer Kardiomyopathie in Kombination mit verschiedenene Herzfehlern. Untersuchungen der Hey1- und HeyL-Expression in Hey2-Knockoutembryonen mittels RNA in situ Hybridisierungen zeigten keine Veränderungen im Vergleich mit dem Wildtyp. Daraus kann gefolgert werden, dass Hey1 und HeyL zumindest dort, wo sie nicht mit Hey2 coexprimiert sind, die Hey2-Funktionen nicht kompensieren können. Weitere Erkenntnisse über die Funktionen der Hey-Gene werden sicherlich die Studien an den Doppelknockoutmäusen ergeben. Die bisherigen Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Hey-Gene essentiell für die murine Herzentwicklung sind. Weitere Untersuchungen müssen nun zeigen, welche Rolle diese Gene bei der Entstehung von kongenitalen Herzfehlern des Menschen spielen.
N2  - The development from a single fertilized oocyte to a multicellular organism requires complex cellular regulatory mechanisms. During this process the Notch signalling pathway plays a crucial role in determining cell fate and differentiation. Primary target genes of the Notch signalling cascade in vertebrates are Hes and the recently identified Hey genes. Hey (hairy and E(spl) related with YRPW motif) genes encode three hairy/E(spl)/Hes related basic helix-loop-helix transcription factors characterised by an Orange domain and a conserved carboxyterminus. During embryonic development Hey genes are dynamically expressed in various tissues. The goal of this study was to isolate novel Hey-interacting proteins from embryonic cDNA libraries, to analyse the binding to other bHLH transcription factors and to examine their DNA-binding properties. To elucidate the physiological role of Hey2, Hey2 knockout mice were analysed. First, a new screening method was used to identify Hey1-binding proteins from protein expression filters hybridised with labelled Hey1 peptides. Out of 53 candidates isolated no relevant interaction partner could be verified after more detailed examination. For further analysis under more physiological conditions the yeast-two hybrid system was established for Hey1 and Hey2. Screening of murine embryonic cDNA libraries with different Hey1 fragments led to the identification of several hundred clones. The most interesting ones were further analysed with biochemical assays, but no novel interaction partner could be verified. With direct yeast-two hybrid and GST-pulldown assays of candidate proteins an interaction of Hey1 and Hey2 with the bHLH proteins E2-2, E2-5, MyoD and c-hairy1 was found. Furthermore, it could be shown that Hey1 and Hey2 can form homodimers as well as Hey1/Hey2 heterodimers. However, the strongest interaction was seen with c-hairy1, which is dynamically expressed during somitogenesis. Hey2 and c-haiy1 are coexpressed in the presomitic mesoderm and in somites and their strong interaction suggests that both proteins together regulate the transcription of target genes. These interaction studies showed for the first time that the Orange domain is important for dimer formation in vivo, because it strongly increased binding strength. Furthermore, it could be shown that Hey1 and Hey2 do not interact with the corepressor Groucho/TLE1, which is in contrast to all other hairy-related proteins. Electrophoretic mobility shift assays revealed that Hey1 and Hey2 proteins are able to bind an E(spl)-specific E-box DNA sequence (CACGTG). The interacting bHLH proteins c-hairy1, E2-2 and E2-5 could also bind to this sequence as homodimers. The aim of the second part of this study was to examine Hey2-lacZ knockout mice. About 80 % of the homozygous mice died within a few days after birth. They exhibited massive ventricular hypertrophy as the most likely cause of death. Expression of lacZ in the organs analysed was comparable to Hey2 in wildtype. It became clear that Hey2 transcription is downregulated postnatally. Electrocardiography showed no conduction failure or arrythmia in newborn knockouts. Interestingly, it could be ruled out by angiography that ventricular hypertrophy is caused by aortic coarctation as seen in the gridlock (zf-Hey2) zebrafish mutant. However, loss of Hey2 leads to cardiomyopathy combined with various cardiac structural defects. Hey1 and HeyL expression in Hey2 knockout embryos was not altered as shown by RNA in situ hybridisation. Therefore, it can be concluded that Hey1 and HeyL can not compensate Hey2 function, at least in organs where they are not coexpressed. A better understanding of the Hey genes will be achieved by studying double knockout mice. This work clearly shows that Hey genes are essential for murine heart development. Further analysis will reveal if these genes also play a role in congenital heart disease in humans.
KW  - Hey1
KW  - Hey2
KW  - Transkriptionsfaktoren
KW  - Herz
KW  - Gefäße
KW  - Hey1
KW  - Hey2
KW  - transcription factors
KW  - heart
KW  - vessels
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6086
ER  - 
TY  - THES
A1  - Treichel, Dieter
T1  - Isolierung, evolutive Einordnung und funktionelle Charakterisierung von Knopfkopf, einem buttonhead-Ortholog in der Maus
T1  - Isolation, evolutioniary analysis and functional characterization of Knopfkopf, a buttonhead ortholog in the mous.
N2  - Isolierung des Sp1-verwandten Transkriptionsfaktors Knopfkopf mittels eines PCR-basierten Homologie-Screens in der Maus. Das Gen Knopfkopf wurde anschließend hinsichtlich der evolutiven Verwandtschaftsbeziehungen zum Drosophila-Gen buttonhead eingeordnet. Eine funktionelle Charakterisierung erfolgte mit Hilfe einer gezielten Geninaktivierung durch homologe Rekombination (knock out). Es konnte gezeigt werden, dass das Gen in der Embryogenese der Maus essentiell ist für die Entwicklung der Extremitäten, der Nase und des Zentralen Nervensystems sowie der sekundären Gastrulation.
N2  - Isolation of the Sp1-related transkription factor Knopfkopf by a PCR-based homology screen in the mouse. The Knopfkopf gene was analysed regarding its evolutionary relationship with the Drosophila gene buttonhead. The functional characterization was done via a targeted gene inactivation by a homologous recombination (knock out). It was shown that the gene is necessary during the mouse embryogenesis for the development of limbs, nose, central nervous system, as well as the secondary gastrulation.
KW  - Maus
KW  - Gap-gen
KW  - Gastrulation
KW  - Genexpression
KW  - Knopfkopf
KW  - buttonhead
KW  - Knopfkopf
KW  - buttonhead
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5867
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kumar, Andreas
T1  - Expression und Aufreinigung von intrazellulären Anteilen des Interleukin-4-Rezeptors als GST-Fusionsproteine und Messung von Protein-Protein-Wechselwirkungen
T1  - Expression and Purification of Intracellular Parts of the Interleukin-4-Receptor as GST-Fusion-Proteins and Detection of Protein-Protein-Interactions
N2  - In dieser Doktorarbeit wurden zwei intrazelluläre Anteile des IL-4 Rezeptors als GST-Fusionsproteine exprimiert. GST-E1, in dem das cytoplasmatische membranproximale 1/3 von IL-4Ralpha (173 AS) einschließlich des Box 1 Motivs an GST fusioniert ist, konnte nach differenzierter De- und Renaturierung und Bindung an Glutathion-Sepharose Matrix in elektrophoretisch reiner Form aufgereinigt werden. GST-gammainP5D4, in dem die intrazelluläre Domäne von gamma c an GST gebunden vorliegt, konnte nur als heterogenes Gemisch mit 4 C-terminal verkürzten Fraktionen erhalten werden. Mit diesen rekombinanten Fusionsproteinen wurden Immunpräzipitationsversuche in Lysaten IL-4R-transfizierter Ba/F3 Zellen vor und nach Stimulation mit IL-4 durchgeführt. Für GST-E1 wurde eine Wechselwirkung mit Jak1 nachgewiesen, die dem bisherigen Kenntnisstand entspricht; für GST-ginP5D4 hingegen konnte eine Wechselwirkung mit Jak3 nicht gezeigt werden. Beide Proteine sind in der Lage, STAT5 zu präzipitieren; diese Bindung erscheint unabhängig von der IL-4 Stimulation der Zellen und läßt neue Spekulationen über den Mechanismus der Signaltransduktion durch STAT5 zu. Danach könnten nach den hier gewonnenen Informationen beide IL-4-Rezeptorketten jeweils ein STAT5 Molekül zur STAT5-Dimerisirerung nach Rezeptoraktivierung beitragen. Es ist somit gelungen, ein in-vitro-Modell zur Messung von Protein-Protein-Wechselwirkungen am IL-4 Rezeptor zu etablieren, welches für weitere Untersuchungen eingesetzt werden kann.
N2  - Two intracellular parts of the interleukin-4-receptor were expressed as GST-fusion-proteins. GST-E1, which comprises the cytoplasmic membrane-proximal 1/3 of IL-4Ralpha (173 AS) including the box1-motif fused to GST, could be purified electrophoretically clean after differential denaturation and renaturation and specific binding to Glutathion-Sepharose Matrix. GSTgammainP5D4, which comprises the intracellular domain of gamma c fused to GST, could only be purified as a heterogenous mixture with 4 C-terminally truncated proteins. Immunoprecipitation experiments were performed in lysates of IL-4R transfected Ba/F3 cells before and after stimulation with IL-4. For GST-E1, an interaction with Jak1 was shown, reflecting the current state of knowledge; however, an interaction with Jak3 could not be shown for GSTgamma in P5D4. Both proteins are able tp precipitate STAT5; this binding appears independet of IL-4 stimulation of the cells and allows for new speculations on the signal transduction mechanism by STAT5. According to the information gained in this work, both IL-4-receptor chains could contribute one STAT5 molecule to STAT5 dimerisation after receptor activation. Therefore, the goal was achieved to establish an in-vitro-model for the detection of protein-protein interactions on the interleukin-4-receptor, which can be used for further investigations.
KW  - Interleukin-4
KW  - Rezeptor
KW  - Signaltransduktion
KW  - GST-Fusionsprotein
KW  - Jak/ STAT
KW  - Interleukin-4
KW  - receptor
KW  - signal transduction
KW  - GST fusion protein
KW  - Jak/ STAT
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5338
ER  - 
TY  - THES
A1  - Böll, Susanne
T1  - Ephemere Laichgewässer: Anpassungsstrategien und physiologische Zwänge der Gelbbauchunke (Bombina variegata) in einem Lebensraum mit unvorhersehbarem Austrocknungsrisiko
T1  - Temporary ponds: Adaptations and physiological constraints of the yellow-bellied toad (Bombina variegata) living in a habitat with an unpredictable risk of desiccation
N2  - Die Gelbbauchunke Bombina variegata gilt als eine typische Pionierart, die bevorzugt vegetationslose, ephemere Gewässer mit hohem Austrocknungsrisiko als Laichgewässer nutzt. Kleinstgewässer dieser Art zeichnen sich durch hohe Fluktuationen abiotischer (Temperatur, Ionenkonzentration, Wasserstand), aber auch biotischer Faktoren (Dichte, Räuberdruck) aus. In Anpassung an das zeitlich und räumlich unvorhersehbare Auftreten dieser Gewässer hat die Gelbbauchunke eine für eine temperate Art außergewöhnlich lange Fortpflanzungsperiode (April - August). Die Weibchen zeigten während der Saison eine kontinuierliche Eientwicklung, die es ihnen erlaubt, opportunistisch mehrfach abzulaichen und damit eine zeitliche Risikostreuung der Gelege zu betreiben. Darüber hinaus nutzt Bombina variegata alle Möglichkeiten der räumlichen Risikostreuung, indem sie ihre Gelege in kleinen Portionen innerhalb von Pfützen, aber auch auf verschiedene Pfützen verteilt. Die hohe Variabilität in den produzierten Eigrößen, besonders zwischen den Gelegen verschiedener Weibchen, ließ auf den ersten Blick eine weitere Strategie zur Risikostreuung vermuten; allerdings war die Eigröße von der Kondition der Weibchen abhängig: während gut konditionierte Weibchen in der Lage waren, sowohl größere Eier als auch größere Gelege zu produzieren, gingen schlechter konditionierte Weibchen einen „trade-off“ zugunsten einer möglichst hohen Fekundität ein. Unter günstigen Bedingungen greift diese Strategie, während die Produktion überdurchschnittlich großer Eier unter Austrocknungsbedingungen von Vorteil ist: Kaulquappen großer Eier hatten eine entsprechend größere Schlupfgröße und zeigten gegenüber Quappen kleinerer Eier eine beschleunigte Entwicklung. Auch bei den Labor- und Freilanduntersuchungen, die sich mit der Frage be-schäftigten, wie Bombina variegata auf kritische Veränderungen des Wasservo-lumens reagiert, war eine enorme Variabilität in den Wachstums- und Entwicklungsverläufen der Kaulquappen der verschiedenen Ansätze zu beobachten, die sich nur bedingt auf abweichende Versuchsbedingungen zurückführen ließ; vielmehr dürfte die qualitative Ausstattung der Quappen eine wesentliche Rolle gespielt haben. Dabei kristallisierten sich in den verschiedenen Versuchen zwei unterschiedliche Entwicklungsstrategien heraus: Kaulquappen, die eine insgesamt relativ lange Entwicklungszeit benötigten, zeigten eine hohe phänotypische Plastizität und reagierten adaptiv auf abnehmende Wasserstände, indem sie ihre Entwicklung auf Kosten ihres Wachstums beschleunigten. Bei Quappen, die im Durchschnitt eine wesentlich schnellere Entwicklungszeit besaßen, war diese per se günstige hohe Entwicklungsrate dagegen fixiert, unabhängig davon, während welcher Entwicklungsphase die Quappen auf veränderte Bedingungen umgestellt wurden. Unter verschlechterten Bedingungen zeigten sie lediglich Wachstumseinbußen. Ähnlich reagierten Kaulquappen auf zunehmende Ionenkonzentrationen bzw. sinkende Wasserstände. Dagegen wirkte sich Ammoniak, Exkretionsprodukt von Amphibienlarven, in erhöhten Konzentrationen stark negativ aus und beeinträchtigte sowohl das Wachstum als auch die Entwicklung der Quappen. Auf Räuber, die im Vergleich zum Austrocknungsrisiko temporärer Gewässer eine eher untergeordnete Rolle spielen, reagierten Bombina variegata-Quappen nur bedingt. Erst nach Fütterung der Libellenlarven mit Unkenquappen schränkten sie vorübergehend ihre Aktivität ein und mieden den räubernahen Bereich, ohne dass dadurch die Entwicklungsgeschwindigkeit oder das Wachstum der Quappen beeinträchtigt wurde; allerdings war eine erhöhte Mortalität zu beobachten.
N2  - The yellow-bellied toad, Bombina variegata, lives in highly dynamic habitats, where she predominantly uses shallow pools with no vegetation as breeding sites. These temporary ponds have a high risk of desiccation and show strong fluctuations in abiotic (e.g. temperature, ion concentration, water level) as well as biotic factors (e.g. density, predation pressure). In accordance with the unpredictability of breeding sites in time and space, Bombina variegata has an unusually long breeding season for a temperate zone species lasting from April to August. During this period females showed continuous egg development, allowing for repeated opportunistic spawning bouts as a temporal risk spreading strategy. Besides, B. variegata uses all opportunities of spacial risk spreading by distributing her eggs within as well as between different pools. A high variability of egg sizes, especially between clutches of different females was observed indicating another risk spreading strategy. However, mean egg size was dependent on the condition of the female: while females with an above average condition were able to produce both, large eggs as well as large clutches, females of lower condition were forced to undergo a trade-off, aiming at a high fecundity but at the cost of reduced egg size. This is a successful strategy under favourable conditions, however under drying conditions the pro-duction of large eggs is of major advantage: tadpoles from large eggs had larger hatching sizes and metamorphosed earlier than tadpoles from small eggs. Furthermore, an enormous variability in mean size at metamorphosis and devel-opmental time was observed in a series of lab and field experiments where tad-poles were exposed to varying water volumes. These findings cannot fully be attributed to differences in experimental design, but rather indicate inherent differences of tadpoles of different cohorts. Basically, two developmental strategies were observed: tadpoles exhibiting a long larval period had a high phenotypic plasticity and showed an adaptive trade-off under decreasing water levels, ac-celerating their development at the cost of reduced growth. On the other hand, tadpoles that developed at a faster rate in the first place showed a fixed devel-opment and merely reduced their growth, no matter at which developmental stage the change to unfavourable conditions occurred. Similar results were ob-tained when tadpoles were exposed to increases in ion concentrations or to wa-ter level reductions. However, increased levels of ammonia, the excretion prod-uct of tadpoles, led to a major negative impact on both, growth and development of the tadpoles. In comparison to the risk of desiccation, predators play only a minor role in temporary ponds. Accordingly, Bombina variegata tadpoles reduced their activity and avoided the area of the dragonfly larvae only temporarily, after these were fed with tadpoles. Neither growth nor development of the larvae were impaired; however, a higher mortality was observed.
KW  - Bombina variegata
KW  - Risikostreuung
KW  - phänotypsche Plastizität
KW  - Entwicklungsgeschwindigkeit
KW  - Räuberdruck
KW  - Bombina variegata
KW  - risk spreading
KW  - phenotypic plasticity
KW  - developmental time
KW  - predation pressure
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5268
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TY  - THES
A1  - Delfgaauw, Jacqueline
T1  - Melanomspezifische Genexpression und Signaltransduktion bei Xiphophorus: Die Rolle des Transkriptionsfaktors Mitf
T1  - Melanoma specific genexpression and signal transduction in Xiphophorus: The role of the transcription factor Mitf
N2  - Die Kenntnis der Transkriptionsregulationsmechanismen stellt eine wichtige biochemische Grundlage für das Verständnis der molekularen Ereignisse, die der Krebsentstehung zugrunde liegen, dar. Eine Schlüsselrolle in der transkriptionellen Kontrolle der Genexpression spielen hierbei die Transkriptionsfaktoren. Diese sind nukleäre Proteine, die mit spezifischen DNA-Elementen interagieren und so die Transkription eines in cis-Position lokalisierten Zielgens regulieren. Da der “microphthalmia associated” Transkriptionsfaktor Mitf-M spezifisch in Melanozyten und Melanomzellen exprimiert wird, scheint er eine wichtige Rolle in der melanomspezifischen transkriptionellen Aktivierung zu spielen und war deshalb im Rahmen dieser Arbeit näher untersucht worden. Das Xiphophorus Melanomsystem, ein genetisch gut charakterisiertes Modell, wurde herangezogen, um unter zu Hilfenahme des Tyrosinasegens des mit Xiphophorus nahe verwandten Medaka (Oryzias latipes) die Transkriptionsregulation im Melanom näher zu untersuchen. Zuerst wurde gezeigt, dass der Medaka Tyrosinasepromotor spezifisch in einer Melanomzellinie von Xiphophorus (PSM Zellen) aktiviert wird. Eine 3,2 kb lange Sequenz, die 5´ zum Transkriptionsstart liegt, reicht dabei aus, eine extrem hohe, melanomspezifische Promotoraktivität zu erreichen. Dabei sind die Regionen, die sogenannte E-Boxen (CANNTG) enthalten, von besonderer Wichtigkeit für die Promotoraktivität in der Melanomzellinie, während sie in embryonalen Xiphophoruszellen (A2, als Kontrollzellen eingesetzt) keinen Einfluß auf die Expression haben. An diese E-Box-Sequenzen binden sogenannte b-HLH-Leuzinzipper Transkriptionsfaktoren. Es konnte auf indirektem Wege bewiesen werden, dass es das Protein Mitf sein muß, das an die E-Boxen im Tyrosinasegenpromotor bindet und somit die transkriptionelle Aktivierung ausübt. In EMSA Studien wurde gezeigt, dass die E-Boxen ein Kernprotein aus PSM-Zellen binden, und das dieses spezifisch an diese 6 bp lange Sequenz bindet, da Mutationen der zentralen Oligonukleotid-Sequenz die Bindung zerstörten. Ein weiterer indirekter Beweis für die Bindung von Mitf an diese E-Boxen konnte durch Co-Transfektionsexperimente erbracht werden. Auch in Säugerfibroblastenzellen konnte ektopisch eingebrachtes Mitf-M die Medaka Tyrosinasegenpromotorkonstrukte durch Bindung an E-Boxen aktivieren und das Luciferasegen zur Expression bringen. Das heißt also, dass Mitf-M ausreicht um sogar in nicht-Melanomzellen den Tyrosinasegenpromotor zu transaktivieren. Aufgrund dieser verschiedenen Experimente konnte gefolgert werden, dass diese Mitf-Bindungsstellen essentiell für eine hohe melanom- oder pigmentzellspezifische Promotoraktivität sind. Die Bindungsstelle A, die nahe der Basalpromotorregion im Medaka Tyrosinasegen liegt (-126/-131), scheint hierbei besonders wichtig für die Promotoraktivität und vor allem auch für die Vermittlung der Zelltypspezifität zu sein. Promotorkonstrukte mit den drei E-Boxen A (-126/-131), B (-2651/-2656) und C (-2866/-2871) zeigten eine gegenüber dem Konstrukt nur mit der A-Bindungsstelle höhere Aktivität. Es scheint sich ein additiver Effekt der Mitf-Bindungsstellen auszuwirken. Es konnte allerdings auch gezeigt werden, dass die E-Boxen nicht alleine verantwortlich für die Melanom- bzw. Pigmentzellspezifität sind. Neben den Mitf-Bindungsstellen gibt es noch weitere Elemente im Tyrosinasegenpromotor, die an der Bestimmmung der Spezifität beteiligt sind, und die zwar durch Deletionsreihen im Promotor eingegrenzt, dennoch noch nicht eindeutig bestimmt werden konnten. Die Wichtigkeit des Transkriptionsfaktors Mitf bzw. seiner Funktionen spiegelt sich auch in seiner starken Konservierung im Laufe der Evolution wider. Vergleichende Studien zeigten dass der Transkriptionsfaktor mit seinen verschiedenen Isoformen in Säugern wie in Vertebraten gut konserviert wurde. Nähere Analysen konnten das Vorhandensein zweier separater Gene für Mitf-M und Mitf-B bei Teleostiern nachweisen, während bei Säugetieren und Vögeln nur ein einziges Gen für die unterschiedlichen Mitf Proteine kodiert. Für das Verständnis der molekularen Prozesse bei der Melanombildung von Xiphophorus war es wichtig die Rolle von Mitf in der Signaltransduktion zu analysieren. Es war möglich einen direkten Zusammenhang zwischen der in PSM Zellen exprimierten Rezeptortyrosinkinase Xmrk, dem Genprodukt des Tumor-induzierenden Onkogens von Xiphophorus, und dem Transkriptionsfaktor Mitf nachzuweisen und seine Regulation über Signaltransduktionswege näher zu klären. Die Regulation von Mitf über den MAPkinase-Weg, konnte durch Inhibitorexperimente nachgewiesen werden. Aufgrund der zahlreichen Aktivitäten von Mitf innerhalb der Melanozyten, und seiner Aktivierungsfunktion für verschiedene Zielgene, ist dieser Transkriptionsfaktor von großer Bedeutung für sowohl Differentierung/Pigmentierung wie auch Proliferation/Überleben der Tumorzellen.
N2  - The analysis of transcriptional regulation is the essential biochemical basis for understanding the molecular mechanisms underlying cancer development. A key role in the transcriptional control of gene expression is played by transcription factors. These are nuclear proteins, interacting with specific DNA elements and thereby regulating the transcription of a target gene, which is located in cis position. The microphthalmia associated transcription factor Mitf-M, which is expressed specifically in melanocytes and melanoma cells seems to play an important role in the melanoma specific transcriptional activation. This thesis therefore focused on the function and the role of Mitf. The genetically well characterized Xiphophorus melanoma system was used as a model. Utilizing the tyrosinase gene of the closely related Medaka (Oryzias latipes) the transcriptional regulation in melanoma was investigated. First it was shown that the Medaka tyrosinase promoter was activated specifically in a melanoma cell line from Xiphophorus (PSM cells). A 3,2 kb sequence upstream the transcription start is sufficient for a high melanoma specific promoter activation. The region containing so called E-boxes (CANNTG) is of special importance for the promoter activity in the melanoma cell line whereas in embryonic cells from Xiphophorus (A2 cells, as control) the E-boxes had no influence on the expression. Members of the b-HLH-leucin zipper transcription factor family bind to this E-boxes. An indirect approach showed that it has to be the protein Mitf that binds to the E-boxes in the promoter of the tyrosinase gene and thereby mediates transcriptional activation. EMSA studies revealed a nuclear protein from PSM cells binding to the E-boxes. This binding occurs specifically to the 6 bp core sequence since mutations of the central oligonucleotid sequence destroyed the binding. An further indirect proof for the binding of Mitf to the E-boxes and thus regulation by Mitf, was obtained through co-transfection experiments. Ectopically delivered Mitf-M even in mammalian fibroblasts activated tyrosinase gene promoter constructs via binding to the E-boxes and by that mediated expression of the luciferase gene. Mitf-M is sufficient to transactivate the tyrosinase gene promoter even in non-melanoma cells. On the basis of these experiments it was concluded that the Mitf binding sites are essential for a high melanoma or pigment cell specific promoter activity. The binding site A, located near the basal promoter region in the Medaka tyrosinase gene (-126/-131), appears to be of a special importance for the promoter activity and for the mediation of tissue specificity. In comparison with the construct only with binding site A, the promoter constructs with all three E-boxes A (-126/-131), B (-2651/-2656) and C (-2866/-2871) showed a higher activity. This seems to be an additive effect of the Mitf binding sites. But it could be shown as well that it are not the E-boxes alone that are responsible for melanoma specificity. Besides the Mitf binding sites there exist further elements in the tyrosinase gene promoter that contribute to the specificity. Experiments with deletion constructs could help to narrow down these elements in the promoter, but they are not yet precisely determined. The importance of the transcription factor Mitf and its functions is reflected as well in its strong evolutionary conservation. Comparative studies showed that the transcription factor with its different isoforms is well conserved between mammals and lower vertebrates. More detailed analysis proved the presence of two separate genes for Mitf-M and Mitf-B in teleosts, whereas in mammals and birds only one single gene exists, coding for the different Mitf proteins. For understanding the molecular mechanisms of melanoma formation in Xiphophorus it was important to analyse the role of Mitf in signal transduction in the tumor cells. It was possible to demonstrate a direct link between the receptor tyrosine kinase Xmrk, the gene product of the tumor inducing oncogene in Xiphophorus, which is expressed in PSM cells and Mitf, and to contribute to its regulation in signal transduction pathways. A regulation of Mitf by the MAPkinase pathway was shown by inhibitor experiments. Because of the numerous activities of Mitf in melanocytes this transcription factor plays a pivotal role in the activation of various genes of high importance for differentiation/pigmentation as well as proliferation/survival of the cells.
KW  - Schwertkärpfling
KW  - Melanom
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Melanom
KW  - Fisch-Modell-System
KW  - microphthalmia associated transcription factor
KW  - microphthalmia associated transcription factor
KW  - fish model system
KW  - melanoma
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5217
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TY  - THES
A1  - Rosenzweig, Rainer
T1  - Experimentelle Bestimmung der "Verrechnungs"-Zeiten beim Stereosehen anhand der verzögert wahrgenommenen Tiefenumkehr von bewegten, teilweise verdeckten Objekten
T1  - Delayed Stereopsis Illusion
N2  - Wie viel Zeit benötigt unser 3D-Sehen? Bei pseudoskopischer Betrachtung eines undurchsichtigen Objekts („Zweig“), das räumlich vor einer zufallsgemusterten Fläche („Hecke“) liegt, erscheint das Objekt in einem Ausschnitt hinter dieser Fläche. Bewegt sich das Muster der Hecke, das räumlich vor diesem Ausschnitt wahrgenommen wird, vertikal, so nimmt man an der in Bewegungsrichtung vorderen Kante des Rechtecks eine illusionäre „Lücke“ wahr, in der die Tiefenposition des bewegten Musters undefiniert ist. Dieses Phänomen wird als Delayed Stereopsis Illusion (DSI) bezeichnet. Die „DSI-Lücke“ trägt das Muster der bewegten Fläche, ihre räumliche Tiefe wird aber irgendwo zwischen Objekt und Flächenebene wahrgenommen. Analog zu Bela Julesz´ topologischen „Niemandsländern“ an den beiden vertikalen Rändern des Quadrates, wird diese DSI-Lücke als „rechen“-zeitbedingtes Niemandsland bezeichnet. Denn anhand der Breite dieser Lücke kann man die 3D-Ermittlungszeit bestimmen, die das Gehirn für die Bestimmung der Tiefenposition des aus dem „Nichts“ auftauchenden Musters benötigt. Messdaten wurden psychophysisch mit einem Computer-generierten Modellsystem gewonnen. In drei Experimentalserien E1-E3 haben insgesamt 14 Versuchspersonen die wahrgenommene Breite der DSI-Lücke unter definierten Versuchsbedingungen mit zwei unterschiedlichen Messmethoden angegeben. Dabei wurden insgesamt 881 Einzelmessungen durchgeführt, davon 212 Einzelmessungen in E1, 384 in E2 und 285 in E3. Die Messdaten von E1 und E2 ließen anfangs vermuten, dass es beim 3D-Sehen zwei verschieden schnelle Verarbeitungswege für langsame und schnelle Bewegungen gibt. Diese Annahme wurde aber durch die Ergebnisse von E3 widerlegt: Die 3D-Ermittlungszeit hängt nicht von der Geschwindigkeit des bewegten Musters ab, sondern hat einen konstanten Wert, der – von Person zu Person unterschiedlich – zwischen 50 und 80 ms liegt. Lerneffekte und Mustereigenschaften wie z.B. Raumfrequenzen haben keinen messbaren Einfluss auf die Breite der DSI-Lücke und damit auf die 3D-Ermittlungszeit. Unter Berücksichtigung der wahrgenommenen Ortsverschiebung bewegter Muster nach de Valois und de Valois (1991) wird eine entsprechende Korrektur der aus den DSI-Lücken erschlossenen Zeiten diskutiert. In jedem Fall aber ist auch die korrigierte 3D-Ermittlungszeit wesentlich länger als die Mindestzeit von 17 ms, die nach Julesz zur Wahrnehmung dynamischer Random-dot-Stereogramme nötig ist: 17 ms sind viel zu kurz, um die Tiefenpositionen in jedem Einzelbild zu ermitteln. Unser 3D-System scheint in diesem Fall also nur zu prüfen, dass sich an den Tiefenpositionen nichts geändert hat, und hält so lange die Tiefenwahrnehmung des schwebenden Objekts konstant. [Die Untersuchung wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.]
N2  - How much time does our visual system need to perform stereopsis? Viewed pseudoscopically, an opaque square floating above a random-dot pattern appears as a rectangular cut-out. When the pattern moves vertically upwards, an illusory gap with undefined depth position is perceived at the upper edge of the square. This phenomenon is called Delayed Stereopsis Illusion (DSI). The „DSI-gap” carries the pattern of the moving plane, its spatial depth, however, is perceived somewhere between the moving pattern and the cut-out. In analogy with Julesz's „noman's- land“ we called this DSI-gap „trailing-edge no-man's-land“. Its width indicates the 3-D computation time needed to determine spatial depth of the pattern, which virtually appears „from nowhere“. Data were gathered psychophysically with a computer generated model system. In three experimental series E1-E3 14 subjects marked the width of the DSI-gap under various welldefined conditions with two different methods. A total of 881 single measurements were performed, 212 of them in E1, 384 in E2 and 285 in E3. The results indicate interindividually different 3-D computation times between 50 and 80 ms. Learning, and pattern parameters like spatial frequency did not significantly influence the perceived width of the DSI-gap. Regarding the perceived shift of moving patterns according to de Valois and de Valois (1991), an adequate correction of the delays concluded from the measured DSI gaps is discussed. In any case, the minimum presentation time of 17 ms, at which Julesz´ dynamic random-dot-stereograms are just recognizable, is much too short to determine the position in depth in each single frame. The 3-D system rather seems to check that the depth situation has not changed, and maintains the percept of the floating square. [Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.]
KW  - Räumliches Sehen
KW  - Zeit
KW  - DSI
KW  - Illusion
KW  - Verrechnungszeit
KW  - 3D-Sehen
KW  - Delayed Stereopsis Illusion
KW  - DSI
KW  - Illusion
KW  - 3d-vision
KW  - Delayed Stereopsis Illusion
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5081
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TY  - THES
A1  - Pilgrim, Sabine
T1  - Entwicklung eines "DNA-Delivery"-Systems auf der Basis von Virulenz-attenuierten Listerien
T1  - Development of a DNA delivery system using virulence-attenuated Listeria strains
N2  - Virulenz-attenuierte Bakterien sind geeignete Vektoren für den Transport von Vakzine-DNA in das Zytosol von Antigen-präsentierenden Zellen ("DNA delivery"). In dieser Arbeit wurde dazu das intrazelluläre Bakterium Listeria monocytogenes verwendet, welches sich im Zytosol von Zellen vermehrt und fortbewegt. Ausgestattet mit einer intrazellulären Lysis-Kassette kann Listeria in vitro effektiv Plasmid-DNA in das Zytosol verschiedener Zelltypen freisetzen. Zur Virulenz-Attenuierung wurde das Gen iap im Chromosom des Bakteriums deletiert. Der daraus resultierte Stamm, in Folgenden als iap bezeichnet, erwies sich als hoch attenuiert im Modell der murinen Listeriose. Diese Attenuation konnte auf einen Defekt in der Beweglichkeit der Bakterien innerhalb von Wirtszellen zurückgeführt werden, da sich bei diesem Stamm das Protein ActA, das essentiell für die Aktin-basierte Motilität von L. monocytogenes ist, fehlerhaft auf der Oberfläche der Bakterien anordnet. Zusätzlich konnte demonstriert werden, dass iap in der Zellteilung beeinträchtigt ist und deshalb eine veränderte Morphologie aufweist. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein so genanntes "Balanced-lethal" System etabliert. Dazu wurde das essentielle Gens trpS im Chromosom deletiert, während gleichzeitig eine trpS-Expressions-Kassette auf einem Vakzine-Plasmid inseriert wurde. Dieses System gewährleistet, dass das Trägerbakterium dieses Plasmid weder in vitro noch in vivo verliert. Dies ist besonders wichtig im Hinblick auf eine bakteriolytische Lysis-Kassette, welche ebenfalls auf diesem Plasmid kodiert ist. Es wurden verschiedene Lysis-Kassetten, die alle aus einem Listeria-spezifischen Phagenlysin und einem vorangestellten zytosolischen listeriellen Promotor zusammengesetzt waren, miteinander verglichen. Dabei wurde beobachtet, dass die für die Übertragung von Plasmid-DNA in das Zytosol von Wirtszellen wirksamste Phagenlysin-Kassette (PactA-ply118) die Bakterien in vitro nur partial abtötet, während sie in vivo zu einer besonders hohen Attenuation der Bakterien führt. Unter Verwendung dieses "DNA delivery" Systems wurden Mäuse oral mit Listerien infiziert, die ein DNA-Vakzine-Plasmid zur Expression des Leishmania Antigens KMP-11 trugen. Dabei konnte bei 27 % aller Tiere, die zweimal mit diesen Listerien infiziert worden sind, eine KMP-11 spezifische, proliferative Immunantwort gemessen werden. Listerien, die einen Defekt in ihrer Motilität besitzen (delta-iap, delta-actA), erwiesen sich darin beeinträchtigt, Plasmid-DNA im Zytosol von Zellen freizusetzen. Anhand dieser Stämme konnte gezeigt werden, dass die Fähigkeit von L. monocytogenes, sich innerhalb von Zellen zu bewegen und in benachbarte Zellen einzudringen eine wichtige Voraussetzung für einen effizienten Transfer von Plasmid-DNA in vitro darstellt.
N2  - Virulence-attenuated bacteria are useful carriers to introduce a DNA vaccine into antigen presenting cells (DNA delivery). To this end, the intracellular bacterium Listeria monocytogenes was used in this work, which is able to replicate and spread inside host cells. Hence Listeriae are able to efficiently release plasmid DNA within the cytosol in vitro when they are provided with a cytosolic lysis cassette. The expression of the antigen by the cell leads to the presentation of antigenic epitopes on the cell's major histocompatibilty complex (MHC) class I molecules, due to the antigen being endogenous. This stimulates the activation of CD8+ T cells which are important for clearance of tumours, parasites and virus infected cells. In order to create a virulence-attenuated carrier strain the gene iap was deleted in the chromosome of the bacterium. The resulting strain, designated as iap, was shown to be highly attenuated in mice. This was due to a defect of the intracellular motility since ActA, a protein which is necessary for actin-based motility of Listeria, was localised incorrectly at the bacterial surface. Additionally, it was demonstrated that iap is impaired in cell division which leads to an altered cell morphology. In this work a so-called balanced-lethal plasmid system was established. The essential gene trpS was deleted from the chromosome of L. monocytogenes and a trpS transcription unit was inserted in a vaccine DNA plasmid thus ensuring that no plasmid loss happens in vitro and also within the host organism. This is in particular important in terms of a bacteriolytic lysis cassette which is also encoded by the plasmid. Different lysis cassettes were tested consisting of a Listeria-specific phage lysin and an intracellular promoter of Listeria. The cassette PactA-ply118 was found the be most effective due to its DNA delivery capacity but it mediates only a partial lysis of the intracellular bacteria. However, this cassette leads to a high attenuation of Listeria in mice. Using this DNA delivery system mice were orally infected with Listeria harbouring a KMP-11 expression plasmid. 27 % of animals infected twice exhibited a specific proliferative response to the leismanial antigen KMP-11. Listeriae with a defect in their spreading capacity (delta-iap, delta-actA) were impaired in the cytosolic release of plasmid DNA. With these strains it was demonstrated, that spreading is an important prerequisite for L. monocytogenes to be an efficient DNA delivery carrier in vitro.
KW  - Listeria monocytogenes
KW  - Gentransfer
KW  - Listeria
KW  - Gentransfer
KW  - Vakzinierung
KW  - p60
KW  - "Balanced-lethal" Plasmid-System
KW  - Listeria
KW  - DNA delivery
KW  - vaccine
KW  - p60
KW  - balanced-lethal plasmid system
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4754
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TY  - THES
A1  - Ziegler, Christian G.
T1  - Die B-Chromosomen der Ukelei (Alburnus alburnus)
T1  - The B chromosomes of the Ukelei (Alburnus alburnus). Cytogenetic and molecular analyses
N2  - Im Karpfenfisch Alburnus alburnus wurden die bisher größten überzähligen Chromosomen bei Wirbeltieren entdeckt. Dies ermöglichte eine umfangreiche zytogenetische und molekulare Studie dieser außergewöhnlichen Genomelemente. Aus Populationsstudien, die mehrere Fundorte in Deutschland einschlossen, konnten Informationen über die Verteilung der B Chromosomen in Fischen verschiedener Herkunftsorte ermittelt werden. Eine derartige Studie könnte zukünftig auch auf andere Länder ausgedehnt werden. Eine detaillierte, zytogenetische Analyse mit allen konventionellen Hellfeld- und Fluoreszenzbänderungen sowie Fluoreszenz in situ Hybridisierungen mit den ribosomalen 5S, 18S/28S rDNA-Proben und der Telomerprobe (TTAGGG)n, zeigte, dass die außergewöhnlich großen B Chromosomen von A. alburnus heterochromatisch, GC-reich und spät replizierend sind. Es wurden bei Alburnus alburnus keinerlei Hinweise auf heteromorphe Geschlechtschromosomen gefunden. Die molekularen Untersuchungen basierten hauptsächlich auf AFLP-Analysen, mit denen eine B Chromosomen-spezifische Bande entdeckt und isoliert werden konnte. Nach Klonierung und Sequenzierung sowie dem Durchsuchen einer Fischspezifischen Datenbank konnte eine retrotransposable Sequenz (Gypsy/Ty3 LTRRetrotranpson) gefunden werden. Ferner konnte eine deutliche Homologie zu dem Nterminalen Teil der reversen Transkriptase von Medaka, Oryzias latipes, dokumentiert werden. Die Southern blot-Untersuchungen und der PCR-Test zeigten, dass es sich bei der entdeckten 203 bp-Sequenz um eine B Chromosomen- und Alburnus alburnus-spezifische Sequenz handelt, welche hochrepetitiv über die beiden Arme der überzähligen Chromosomen verteilt ist. Der Ursprung und die Funktion der massiven überzähligen Chromosomen blieb offen. Da es aber nach wie vor wenig Information über B Chromosomensequenzen und DNA-Organisation im Allgemeinen und besonders bei Fischen gibt (Mestriner et al., 2000), sind die Ergebnisse dieser Studie für die Aufdeckung des Ursprungs und der Evolution überzähliger Chromosomen von allgemeiner Bedeutung, da sie wohl den Hauptanteil der DNA-Zusammensetzung des größten, bisher unter den Wirbeltieren entdeckten überzähligen Chromosoms darstellen. Die Analyse meiotischer Chromosomen zeigte, dass das B Chromosom in der Diakinese als selbstpaarendes Ringchromosom vorliegt. Zusammenfassung und Ausblick 101 Mittels durchflußzytophotometrischer DNA-Messungen konnte der Beitrag des außerordentlich großen B Chromosoms zum Gesamt-DNA-Gehalt von A. alburnus bestimmt werden und Fische auf das Vorhandensein des überzähligen Chromosoms, allerdings unter Tötung, analysiert werden. Dies kann in Zukunft durch Ausnutzung von Sequenzinformation über das B Chromosom und der damit einhergehenden Konstruktion spezifischer PCR-Primer („minimal-invasiver Flossentest“) vermieden werden. Fische aus unterschiedlichen Populationen, eventuell auch europaweit, können so schnell und zuverlässig auf das Vorhandensein des überzähligen Chromosoms hin untersucht werden, mit dem Zweck, durch künftige Verpaarung der Tiere mit 0, 1 oder 2 B Chromosomen den Vererbungs- bzw. Weitergabemechanismus der überzähligen Chromosomen auf die nächste Generation zu studieren.
N2  - In the cyprinid fish Alburnus alburnus the largest supernumerary chromosomes in vertebrates were found. This enables a detailed cytogenetic and molecular study of these extraordinary genome elements. From Population studies, including different locations in Germany, information about the distribution of the B chromosome polymorphism was gained. Such a study could in the future be extended on other European countries. A detailed cytogenetic analysis with all conventional bright field and fluorescence bandings as well as in situ hybridisation using the 5S, 18S/28S rDNA-probe and the telomere probe shows that the unusually large B chromosomes of A. alburnus are heterochromatic, rich in GC-base pairs and late replicating. No hints to heteromorphic sex chromosomes were found in A. alburnus. The molecular studies were predominately based on AFLP-analyses, with which a B chromosome-specific band was found and isolated. After cloning and sequencing as well as screening a fishspecific database a retrotransposable sequence (Gypsy/Ty3 LTR-retrotransposon) was found. Additionally, a strong homology to the N-terminal part of a reverse transcriptase of medaka, Oryzias latipes, could be documented. Southern blot analyses and a PCR-test demonstrated that the found 203 bp-sequence is B chromosome- and Alburnus alburnus-specific and distributed in a highly repetitive manner on both of the arms of the supernumeray chromosomes. The origin and function of the massive supernumerary chromosomes remains open. Since there is not much information about B chromosome sequences and DNA organisation in general and especially in fishes (Mestriner et al., 2000), the results of this study are of general interest for the detection of the origin and evolution of supernumerary chromosomes, since the results obviously present the major part of the DNA-composition of the largest supernumerary chromosomes, so far found in vertebrates. Analyses of meiotic chromosomes show that the B chromosome behaves as autopaired ring chromosome in diakineses. Using DNA-flow measurements, the contribution of the especially large B chromosome to the DNA content of A. alburnus could be determined and fishes could be analysed on the presence of the supernumerary chromosome, by sacrificing them. This could in future be circumvented by the use of sequence information about the B chromosome and the possibility of constructing special PCR-primers (minimal-invasive fin-test).
KW  - Ukelei
KW  - B-Chromosom
KW  - Cytogenetik
KW  - B Chromosomen
KW  - Alburnus alburnus
KW  - Zytogenetik
KW  - Duchflußzytophotometrie
KW  - B chromosomes
KW  - Alburnus alburnus
KW  - cytogenetics
KW  - flow-cytometry
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4702
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