@article{KuehnSchoenEdelmannetal.2013, author = {K{\"u}hn, Heike and Sch{\"o}n, Franz and Edelmann, Karola and Brill, Stefan and M{\"u}ller, Joachim}, title = {The Development of Lateralization Abilities in Children with Bilateral Cochlear Implants}, series = {ORL}, volume = {75}, journal = {ORL}, number = {2}, issn = {0301-1569}, doi = {10.1159/000347193}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196375}, pages = {55-67}, year = {2013}, abstract = {Objectives: The purpose of this study was to investigate the development of lateralization skills in children who received bilateral cochlear implants (CIs) in sequential operations. Methods: The lateralization skills of 9 children with a mean age of 4.1 years at the first surgery and 5.5 years at the second surgery were assessed at 3 time intervals. Children were assessed with a 3-loudspeaker setup (front, left and right) at 0.9 years (interval I) and 1.6 years (interval II) after the second implantation, and after 5.3 years of bilateral implant use (interval III) with a 9-loudspeaker setup in the frontal horizontal plane between -90° and 90° azimuth. Results: With bilateral implants, a significant decrease in lateralization error was noted between test interval I (45.0°) and II (23.3°), with a subsequent significant decrease at test interval III (4.7°). Unilateral performance with the CI did not improve significantly between the first 2 intervals; however, there was a bias of responses towards the unilateral side by test interval III. Conclusions: The lateralization abilities of children with bilateral CIs develop in a relatively short period of time (1-2 years) after the second implant. Children appear to be able to acquire binaural skills after bilateral cochlear implantation.}, language = {en} } @phdthesis{Mueller2021, author = {M{\"u}ller, Heike Milada}, title = {Anpassung an Trocken- und Salzstress: Untersuchungen an Modellpflanzen und Extremophilen}, doi = {10.25972/OPUS-17900}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-179005}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die wahrscheinlich gr{\"o}ßten Probleme des 21. Jahrhunderts sind der Klimawandel und die Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung f{\"u}r eine steigende Zahl an Menschen. Durch die Zunahme von extremen Wetterbedingungen wie Trockenheit und Hitze wird der Anbau konventioneller, wenig toleranter Nutzpflanzen erschwert und die dadurch notwendige, steigende Bew{\"a}sserung der Fl{\"a}chen f{\"u}hrt dar{\"u}ber hinaus zu einer zus{\"a}tzlichen Versalzung der B{\"o}den mit f{\"u}r Pflanzen toxischen Natrium- und Chlorid-Ionen. Kenntnisse {\"u}ber Anpassungsstrategien salztoleranter Pflanzen an Salzstress, aber auch detailliertes Wissen {\"u}ber die Steuerung der Transpiration und damit des Wasserverlusts von Pflanzen sind daher wichtig, um auch k{\"u}nftig ertragreiche Landwirtschaft betreiben zu k{\"o}nnen. In dieser Arbeit habe ich verschiedene Aspekte der pflanzlichen Stressphysiologie bearbeitet, die im Folgenden getrennt voneinander zusammengefasst werden. I. Funktionelle Unterschiede der PYR/PYL-Rezeptoren von Schließzellen Entscheidend f{\"u}r den Wasserstatus von Pflanzen ist die Kontrolle des Wasserverlusts durch Spalt{\"o}ffnungen (Stomata), die von einem Paar Schließzellen gebildet werden. Externe Faktoren wie Licht, Luftfeuchtigkeit und CO2, sowie interne Faktoren wie das Phytohormon Abszisins{\"a}ure (ABA) regulieren {\"u}ber Signalkaskaden die Stomaweite und dadurch den Wasserverlust. Die zugrunde liegenden Signalkaskaden {\"u}berlappen teilweise. Vor allem der Stomaschluss durch erh{\"o}htes CO2 und ABA weisen viele Gemeinsamkeiten auf und die Identifizierung des Konvergenzpunktes beider Signale ist immer noch aktueller Gegenstand der Forschung. Von besonderem Interesse sind dabei die in Schließzellen exprimierten ABA-Rezeptoren der PYR/PYL-Familie. Denn obwohl bislang nicht nachgewiesen werden konnte, dass CO2 zu einem Anstieg des ABA-Gehalts von Schließzellen f{\"u}hrt deuten einige Studien darauf hin, dass die ABA-Rezeptoren selbst am CO2-Signalweg beteiligt sind. Durch Untersuchungen der Stomareaktion von Arabidopsis ABA-Rezeptormutanten konnte ich in dieser Arbeit zeigen, dass die in Schließzellen exprimierten ABA-Rezeptoren der PYR/PYL-Familie funktionale Unterschiede aufweisen. F{\"u}nffach-Verlustmutanten der ABA-Rezeptoren PYR1, PYL2, 4, 5 und 8 (12458) waren in ihrem ABA-induzierten Stomaschluss beeintr{\"a}chtigt und nur die Komplementation mit PYL2 und in geringerem Maße PYR1 konnte die ABA-Sensitivit{\"a}t wiederherstellen. Die Stomata von 12458-Verlustmutanten waren außerdem insensitiv gegen{\"u}ber erh{\"o}htem CO2, was auf eine Beteiligung der ABA-Rezeptoren am CO2-induzierten Stomaschluss hindeutet und diese Sensitivit{\"a}t konnte nur durch die Komplementation mit PYL4 oder PYL5, nicht aber mit PYL2 wiederhergestellt werden. Somit konnten in dieser Arbeit erstmals funktionelle Unterschiede der PYR/PYLs beim Stoma-Schluss nachgewiesen werden. Alle externen und internen Stomaschluss-Signale haben außerdem Einfluss auf die Genexpression der Schließzellen und f{\"u}hren zu individuellen expressionellen Adaptionen. In vorangegangenen Microarray Studien konnte gezeigt werden, dass jeder Stimulus auch die Expression eines distinkten Sets an ABA-Rezeptoren beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ich außerdem zeigen, dass die Expression der ABA-Rezeptoren bereits auf kleine {\"A}nderungen der ABA-Konzentration der Schließzellen reagiert und dass diese sich außerdem in ihrer Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber ABA unterschieden. Geringe {\"A}nderungen der ABA-Konzentration von Schließzellen haben demnach Auswirkungen auf deren Rezeptor-zusammensetzung. Dar{\"u}ber hinaus konnte ich zeigen, dass die Rezeptoren die Expression unterschiedlicher nachgeschalteter Gene beeinflussen, was darauf hindeutet, dass Anpassungen des Rezeptorpools durch geringe {\"A}nderungen des ABA-Gehalts von Schließzellen schlussendlich auf genexpressioneller Ebene zur l{\"a}ngerfristigen Adaption an externe Bedingungen f{\"u}hren und die Rezeptoren auch hier funktional verschieden sind. II. Stomat{\"a}re Besonderheiten der toleranten Dattelpalme (Phoenix dactylifera) Dattelpalmen kommen nat{\"u}rlicherweise an besonders trockenen und heißen Standorten vor, an denen es aufgrund der harschen Bedingungen nur sehr wenigen Pflanzen m{\"o}glich ist {\"u}berhaupt zu wachsen. Ein naheliegender Grund f{\"u}r die herausragende Toleranz dieser Art gegen{\"u}ber wasserlimitierenden Bedingungen ist eine Anpassung der stomat{\"a}ren Regulation zu Gunsten des Wasserhaushalts. In dieser Arbeit konnte ich durch vergleichende Untersuchungen der lichtabh{\"a}ngigen Transpiration sowie dem ABA-induzierten Stomaschluss grundlegende Unterschiede in der Stomaphysiologie der Dattelpalmen und der eher sensitiven Modellpflanze Arabidopsis thaliana nachweisen. Blattgaswechselmessungen zeigten, dass Dattelpalmen in der Lage sind die Spalt{\"o}ffnungen bei niedrigen Lichtintensit{\"a}ten, bei denen Arabidopsis bereits deutlich ge{\"o}ffnete Stomata aufwies, geschlossen zu halten. Der bedeutendste Unterschied in der Stomaphysiologie von Dattelpalmen und Arabidopsis lag aber im ABA-induzierten Stomaschluss. W{\"a}hrend {\"u}ber die Petiole verabreichtes ABA bei Arabidopsis innerhalb von 15 Minuten zu einem vollst{\"a}ndigen Stomaschluss f{\"u}hrte, konnte ich in dieser Arbeit zeigen, dass der ABA-induzierte Stomaschluss der Datteln nitratabh{\"a}ngig ist. ABA allein f{\"u}hrte nur zu einem sehr langsamen Stomaschluss der innerhalb einer Stunde nicht vollst{\"a}ndig abgeschlossen war. Nur in Gegenwart von Nitrat f{\"u}hrte die ABA-Gabe in den Transpirationsstrom der Fiederbl{\"a}tter der Datteln zu einem schnellen und vollst{\"a}ndigen Stomaschluss. In Arabidopsis wird der in Schließzellen vorkommende Anionenkanal AtSLAC1 durch eine {\"u}ber den ABA-Signalweg vermittelte Phosphorylierung aktiviert, was schlussendlich zur Aktivierung spannungsabh{\"a}ngiger Kationenkan{\"a}le und zum Ausstrom von Kalium aus den Schließzellen f{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Nitratabh{\"a}ngigkeit der ABA-Antwort der Schließzellen von Dattelpalmen auf Eigenschaften von PdSLAC1 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist und dieser Kanal nur in Anwesenheit von extrazellul{\"a}rem Nitrat aktivierbar ist. Mittlerweile konnte, unter anderem basierend auf diesen Ergebnissen, eine Tandem-Aminos{\"a}uresequenz identifiziert werden, die die SLAC-Homologe monokotyler Pflanzen wie der Dattelpalme von der dikotyler Pflanzen unterscheidet und zumindest teilweise f{\"u}r die nitratabh{\"a}ngige Aktivierung des Stomaschlusses vieler monokotyler verantwortlich ist. III. Die Salztoleranz von Phoenix dactylifera und Chenopodium quinoa Sowohl Dattelpalmen als auch C. quinoa weisen, verglichen mit den meisten anderen Pflanzen, eine hohe Toleranz gegen{\"u}ber NaCl-haltigen B{\"o}den auf. In dieser Arbeit habe ich die Salztoleranz beider Arten untersucht, um so Strategien zu identifizieren, die diesen Pflanzen diese gesteigerte Toleranz erm{\"o}glichen. Dattelpalmen k{\"o}nnen nat{\"u}rlicherweise auf salzigen B{\"o}den wachsen. Makroskopisch weisen diese Pflanzen aber keine Anpassungen wie bspw. Salzdr{\"u}sen auf und bislang ist unklar wie Dattelpalmen mit dem NaCl aus dem Boden umgehen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass der Natriumgehalt der Fiederbl{\"a}tter der Datteln durch eine sechsw{\"o}chige Bew{\"a}sserung mit 600mM NaCl, was ungef{\"a}hr der Konzentration von Meerwasser entspricht, nicht zunimmt. Demnach sind Datteln so genannte „Exkluder", also Pflanzen, die eine {\"u}berm{\"a}ßige Natriumaufnahme in photosynthetisch aktives Gewebe vermeiden. Der Natriumgehalt der Wurzeln dagegen nahm unter Salzstress aber zu. Diese Zunahme war allerdings in unterschiedlichen Bereichen der Wurzeln verschieden stark. Flammenphotometrische Messungen ergaben einen vom Wurzelansatz ausgehenden graduellen Anstieg des Natriumgehalts, der an der Wurzelspitze am h{\"o}chsten war. Dar{\"u}ber hinaus konnte eine Induktion von PdSOS1, einem putativen Na+/H+-Antiporter in diesen unteren, natriumhaltigen Bereichen nachgewiesen werden. Eine hohe SOS1-Aktivit{\"a}t gilt bereits in anderen toleranten Arten als Schl{\"u}sselmerkmal f{\"u}r deren Toleranz und die gesteigerte Expression von PdSOS1 deutet auf eine erh{\"o}hte Natrium-Exportrate aus der Wurzel zur{\"u}ck in den Boden in diesen unteren Bereichen hin, was schlussendlich den Ausschluss von Natrium vermitteln k{\"o}nnte. In sensitiven Arten f{\"u}hrt Salzstress h{\"a}ufig zu einer Abnahme der Kaliumkonzentration des Gewebes. Interessanterweise war dies weder f{\"u}r das Blatt- noch das Wurzelgewebe der Dattelpalmen der Fall. Der Kaliumgehalt beider Gewebe blieb trotz der Bew{\"a}sserung der Pflanzen mit Salzwasser konstant. Auf expressioneller Ebene konnte ich dar{\"u}ber hinaus zeigen, dass PdHAK5, ein putativer hochaffiner Kaliumtransporter, der unter Kontrollbedingungen {\"u}berwiegend in den oberen Wurzelabschnitten exprimiert wurde, durch den Salzstress dort reprimiert wurde. PdKT, ebenfalls ein putatives Kalium-Transportprotein dagegen, wurde nicht durch die Salzbehandlung beeinflusst, was zusammengenommen darauf hindeutet, dass das Aufrechterhalten des Kaliumgehalts bei Salzstress durch die differentielle Regulation verschiedener Kaliumaufnahmesysteme gew{\"a}hrleistet wird. Der effiziente Ausschluss von Natrium zusammen mit dem hohen K+/Na+-Verh{\"a}ltnis k{\"o}nnten demnach Schl{\"u}sselmerkmale f{\"u}r die hohe Salztoleranz von Phoenix dactylifera darstellen. Quinoa ist, {\"a}hnlich wie die Dattelpalme, eine salztolerante Nutzpflanze. Im Gegensatz zu Dattelpalmen weist Quinoa allerdings besondere Strukturen auf der Epidermis auf, die so genannten epidermalen Blasenhaare (englisch: epidermal bladder cells, EBCs). Die Funktion dieser ballonartig vergr{\"o}ßerten Zellen als externe Salzspeicher wird seit l{\"a}ngerem diskutiert. Flammenphotometrische Messungen des Natriumgehalts von Quinoa unter Salzstressbedingungen ergaben, dass Quinoa anders als Dattelpalmen, Natrium in die oberirdischen, photosynthetisch aktiven Organe aufnimmt. Auch die Zunahme des Natriumgehalts der EBCs konnte ich nachweisen. Junge Bl{\"a}tter haben eine hohe Dichte an intakten EBCs, was deren Funktion als externe Salzspeicher besonders zum Schutz dieser jungen Bl{\"a}tter nahelegt. mRNA-Sequenzierungen ergaben dar{\"u}ber hinaus, dass die EBCs bereits unter Kontrollbedingungen viele in grundlegende Stoffwechselprozesse involvierte Gene sowie membranst{\"a}ndige Transportproteine differentiell exprimieren. Diese Unterschiede im Transkriptom der EBCs zum Blattgewebe zeigen, dass katabole Stoffwechselwege nur eine untergeordnete Rolle in den hochspezialisierten EBCs spielen und deren Stoffwechsel auf dem Import energiereicher Zucker und Aminos{\"a}uren basiert. Mittels qPCR-Messungen und RNA-Sequenzierungen konnte ich die gewebespezifische Expression verschiedener Transportproteine nachweisen, die eine gerichtete Aufnahme von Natrium in EBCs erm{\"o}glichen k{\"o}nnten. Besonders die differentielle Expression eines Natriumkanals der HKT1-Familie deutet auf dessen Beteiligung an der Natriumbeladung der EBCs hin. CqHKT1.2 wurde ausschließlich in EBCs exprimiert und die elektrophysiologische Charakterisierung dieses Transportproteins ergab eine spannungsabh{\"a}ngige Natriumleitf{\"a}higkeit. Dieser Natriumkanal kann demnach die Natriumaufnahme bei Membranspannungen nahe dem Ruhepotential in die EBCs vermitteln und die Deaktivierung des CqHKT1.2 bei depolarisierenden Membranspannungen kann dar{\"u}ber hinaus einen Efflux von Na+ aus den EBCs verhindern. Auch das Expressionsmuster eines putativen Na+/H+-Antiporters (CqSOS1) der nur sehr gering in EBCs aber deutlich h{\"o}her in Blattgewebe exprimiert wurde, deutet auf eine indirekte Beteiligung dieses SOS1 an der Beladung der EBCs hin. Bereits charakterisierte SOS1-Proteine anderer Pflanzen zeigten unter physiologischen Bedingungen eine Natriumexport-Aktivit{\"a}t. CqSOS1 k{\"o}nnte demnach den Export von Natrium aus Mesophyll- und Epidermiszellen der Bl{\"a}tter in den Apoplasten vermitteln, welches dann {\"u}ber CqHKT1.2 in die EBCs aufgenommen wird. Trotz der Natriumaufnahme in die oberirdischen Teile und die EBCs f{\"u}hrte die Salzbehandlung {\"a}hnlich wie bei den Datteln nicht zu einer Abnahme des bemerkenswert hohen Kaliumgehalts. Mittels qPCR-Untersuchungen konnte ich die Expression verschiedener HAK-Orthologe nachweisen, deren Aktivit{\"a}t die Aufrechterhaltung des Kaliumgehalts unter Salzstress vermitteln k{\"o}nnten. Fr{\"u}here Studien konnten zeigen, dass Salzstress bei Quinoa wie bei vielen salztoleranten Arten zu einem Anstieg der Konzentration von kompatiblen gel{\"o}sten Substanzen und besonders von Prolin f{\"u}hrt. In dieser Arbeit konnte ich die hohe Expression eines Prolintransporters in EBCs nachweisen, was eher auf einen importbasierten Anstieg der Prolinkonzentration als auf die Synthese innerhalb der EBCs schließen l{\"a}sst. Zusammengefasst ergaben der Anstieg des Natriumgehalts der EBCs in Verbindung mit den Ergebnissen der RNA-Sequenzierung und den erg{\"a}nzenden qPCR Messungen, dass die EBCs von Quinoa bereits unter Kontrollbedingen f{\"u}r die Aufnahme von {\"u}bersch{\"u}ssigen Ionen unter Salzstress spezialisierte Zellen sind, deren Spezialisierung auf dem Import von energiereichreichen Zucken und anderen Substanzen basiert.}, subject = {Botanik}, language = {de} } @article{DavisYuKeenanetal.2013, author = {Davis, Lea K. and Yu, Dongmei and Keenan, Clare L. and Gamazon, Eric R. and Konkashbaev, Anuar I. and Derks, Eske M. and Neale, Benjamin M. and Yang, Jian and Lee, S. Hong and Evans, Patrick and Barr, Cathy L. and Bellodi, Laura and Benarroch, Fortu and Berrio, Gabriel Bedoya and Bienvenu, Oscar J. and Bloch, Michael H. and Blom, Rianne M. and Bruun, Ruth D. and Budman, Cathy L. and Camarena, Beatriz and Campbell, Desmond and Cappi, Carolina and Cardona Silgado, Julio C. and Cath, Danielle C. and Cavallini, Maria C. and Chavira, Denise A. and Chouinard, Sylvian and Conti, David V. and Cook, Edwin H. and Coric, Vladimir and Cullen, Bernadette A. and Deforce, Dieter and Delorme, Richard and Dion, Yves and Edlund, Christopher K. and Egberts, Karin and Falkai, Peter and Fernandez, Thomas V. and Gallagher, Patience J. and Garrido, Helena and Geller, Daniel and Girard, Simon L. and Grabe, Hans J. and Grados, Marco A. and Greenberg, Benjamin D. and Gross-Tsur, Varda and Haddad, Stephen and Heiman, Gary A. and Hemmings, Sian M. J. and Hounie, Ana G. and Illmann, Cornelia and Jankovic, Joseph and Jenike, Micheal A. and Kennedy, James L. and King, Robert A. and Kremeyer, Barbara and Kurlan, Roger and Lanzagorta, Nuria and Leboyer, Marion and Leckman, James F. and Lennertz, Leonhard and Liu, Chunyu and Lochner, Christine and Lowe, Thomas L. and Macciardi, Fabio and McCracken, James T. and McGrath, Lauren M. and Restrepo, Sandra C. Mesa and Moessner, Rainald and Morgan, Jubel and Muller, Heike and Murphy, Dennis L. and Naarden, Allan L. and Ochoa, William Cornejo and Ophoff, Roel A. and Osiecki, Lisa and Pakstis, Andrew J. and Pato, Michele T. and Pato, Carlos N. and Piacentini, John and Pittenger, Christopher and Pollak, Yehunda and Rauch, Scott L. and Renner, Tobias J. and Reus, Victor I. and Richter, Margaret A. and Riddle, Mark A. and Robertson, Mary M. and Romero, Roxana and Ros{\`a}rio, Maria C. and Rosenberg, David and Rouleau, Guy A. and Ruhrmann, Stephan and Ruiz-Linares, Andreas and Sampaio, Aline S. and Samuels, Jack and Sandor, Paul and Sheppard, Broke and Singer, Harvey S. and Smit, Jan H. and Stein, Dan J. and Strengman, E. and Tischfield, Jay A. and Valencia Duarte, Ana V. and Vallada, Homero and Van Nieuwerburgh, Flip and Veenstra-VanderWeele, Jeremy and Walitza, Susanne and Wang, Ying and Wendland, Jens R. and Westenberg, Herman G. M. and Shugart, Yin Yao and Miguel, Euripedes C. and McMahon, William and Wagner, Michael and Nicolini, Humberto and Posthuma, Danielle and Hanna, Gregory L. and Heutink, Peter and Denys, Damiaan and Arnold, Paul D. and Oostra, Ben A. and Nestadt, Gerald and Freimer, Nelson B. and Pauls, David L. and Wray, Naomi R. and Stewart, S. Evelyn and Mathews, Carol A. and Knowles, James A. and Cox, Nancy J. and Scharf, Jeremiah M.}, title = {Partitioning the Heritability of Tourette Syndrome and Obsessive Compulsive Disorder Reveals Differences in Genetic Architecture}, series = {PLoS Genetics}, volume = {9}, journal = {PLoS Genetics}, number = {10}, issn = {1553-7390}, doi = {10.1371/journal.pgen.1003864}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127377}, pages = {e1003864}, year = {2013}, abstract = {The direct estimation of heritability from genome-wide common variant data as implemented in the program Genome-wide Complex Trait Analysis (GCTA) has provided a means to quantify heritability attributable to all interrogated variants. We have quantified the variance in liability to disease explained by all SNPs for two phenotypically-related neurobehavioral disorders, obsessive-compulsive disorder (OCD) and Tourette Syndrome (TS), using GCTA. Our analysis yielded a heritability point estimate of 0.58 (se = 0.09, p = 5.64e-12) for TS, and 0.37 (se = 0.07, p = 1.5e-07) for OCD. In addition, we conducted multiple genomic partitioning analyses to identify genomic elements that concentrate this heritability. We examined genomic architectures of TS and OCD by chromosome, MAF bin, and functional annotations. In addition, we assessed heritability for early onset and adult onset OCD. Among other notable results, we found that SNPs with a minor allele frequency of less than 5\% accounted for 21\% of the TS heritability and 0\% of the OCD heritability. Additionally, we identified a significant contribution to TS and OCD heritability by variants significantly associated with gene expression in two regions of the brain (parietal cortex and cerebellum) for which we had available expression quantitative trait loci (eQTLs). Finally we analyzed the genetic correlation between TS and OCD, revealing a genetic correlation of 0.41 (se = 0.15, p = 0.002). These results are very close to previous heritability estimates for TS and OCD based on twin and family studies, suggesting that very little, if any, heritability is truly missing (i.e., unassayed) from TS and OCD GWAS studies of common variation. The results also indicate that there is some genetic overlap between these two phenotypically-related neuropsychiatric disorders, but suggest that the two disorders have distinct genetic architectures.}, language = {en} } @article{BijuSchwarzLinkeetal.2011, author = {Biju, Joseph and Schwarz, Roland and Linke, Burkhard and Blom, Jochen and Becker, Anke and Claus, Heike and Goesmann, Alexander and Frosch, Matthias and M{\"u}ller, Tobias and Vogel, Ulrich and Schoen, Christoph}, title = {Virulence Evolution of the Human Pathogen Neisseria meningitidis by Recombination in the Core and Accessory Genome}, series = {PLoS One}, volume = {6}, journal = {PLoS One}, number = {4}, doi = {10.1371/journal.pone.0018441}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137960}, pages = {e18441}, year = {2011}, abstract = {Background Neisseria meningitidis is a naturally transformable, facultative pathogen colonizing the human nasopharynx. Here, we analyze on a genome-wide level the impact of recombination on gene-complement diversity and virulence evolution in N. meningitidis. We combined comparative genome hybridization using microarrays (mCGH) and multilocus sequence typing (MLST) of 29 meningococcal isolates with computational comparison of a subset of seven meningococcal genome sequences. Principal Findings We found that lateral gene transfer of minimal mobile elements as well as prophages are major forces shaping meningococcal population structure. Extensive gene content comparison revealed novel associations of virulence with genetic elements besides the recently discovered meningococcal disease associated (MDA) island. In particular, we identified an association of virulence with a recently described canonical genomic island termed IHT-E and a differential distribution of genes encoding RTX toxin- and two-partner secretion systems among hyperinvasive and non-hyperinvasive lineages. By computationally screening also the core genome for signs of recombination, we provided evidence that about 40\% of the meningococcal core genes are affected by recombination primarily within metabolic genes as well as genes involved in DNA replication and repair. By comparison with the results of previous mCGH studies, our data indicated that genetic structuring as revealed by mCGH is stable over time and highly similar for isolates from different geographic origins. Conclusions Recombination comprising lateral transfer of entire genes as well as homologous intragenic recombination has a profound impact on meningococcal population structure and genome composition. Our data support the hypothesis that meningococcal virulence is polygenic in nature and that differences in metabolism might contribute to virulence.}, language = {en} } @article{ChatterjeeAndrulisStuehmeretal.2013, author = {Chatterjee, Manik and Andrulis, Mindaugas and St{\"u}hmer, Thorsten and M{\"u}ller, Elisabeth and Hofmann, Claudia and Steinbrunn, Torsten and Heimberger, Tanja and Schraud, Heike and Kressmann, Stefanie and Einsele, Hermann and Bargou, Ralf C.}, title = {The PI3K/Akt signaling pathway regulates the expression of Hsp70, which critically contributes to Hsp90-chaperone function and tumor cell survival in multiple myeloma}, series = {Haematologica}, volume = {98}, journal = {Haematologica}, number = {7}, doi = {10.3324/haematol.2012.066175}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130574}, pages = {1132-1141}, year = {2013}, abstract = {Despite therapeutic advances multiple myeloma remains largely incurable, and novel therapeutic concepts are needed. The Hsp90-chaperone is a reasonable therapeutic target, because it maintains oncogenic signaling of multiple deregulated pathways. However, in contrast to promising pre-clinical results, only limited clinical efficacy has been achieved through pharmacological Hsp90 inhibition. Because Hsp70 has been described to interact functionally with the Hsp90-complex, we analyzed the suitability of Hsp72 and Hsp73 as potential additional target sites. Expression of Hsp72 and Hsp73 in myeloma cells was analyzed by immunohistochemical staining and western blotting. Short interfering RNA-mediated knockdown or pharmacological inhibition of Hsp72 and Hsp73 was performed to evaluate the role of these proteins in myeloma cell survival and for Hsp90-chaperone function. Furthermore, the role of PI3K-dependent signaling in constitutive and inducible Hsp70 expression was investigated using short interfering RNA-mediated and pharmacological PI3K inhibition. Hsp72 and Hsp73 were frequently overexpressed in multiple myeloma. Knockdown of Hsp72 and/or Hsp73 or treatment with VER-155008 induced apoptosis of myeloma cells. Hsp72/Hsp73 inhibition decreased protein levels of Hsp90-chaperone clients affecting multiple oncogenic signaling pathways, and acted synergistically with the Hsp90 inhibitor NVP-AUY922 in the induction of death of myeloma cells. Inhibition of the PI3K/Akt/GSK3b pathway with short interfering RNA or PI103 decreased expression of the heat shock transcription factor 1 and down-regulated constitutive and inducible Hsp70 expression. Treatment of myeloma cells with a combination of NVP-AUY922 and PI103 resulted in additive to synergistic cytotoxicity. In conclusion, Hsp72 and Hsp73 sustain Hsp90-haperone function and critically contribute to the survival of myeloma cells. Translation of Hsp70 inhibition into the clinic is therefore highly desirable. Treatment with PI3K inhibitors might represent an alternative therapeutic strategy to target Hsp70.}, language = {en} } @article{EwaldGlotzbachSchoonGerdesetal.2014, author = {Ewald, Heike and Glotzbach-Schoon, Evelyn and Gerdes, Antje B. M. and Andreatta, Marta and M{\"u}ller, Mathias and M{\"u}hlberger, Andreas and Pauli, Paul}, title = {Delay and trace fear conditioning in a complex virtual learning environment - neural substrates of extinction}, series = {Frontiers in Human Neuroscience}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Human Neuroscience}, number = {323}, issn = {1662-5161}, doi = {10.3389/fnhum.2014.00323}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-116230}, year = {2014}, abstract = {Extinction is an important mechanism to inhibit initially acquired fear responses. There is growing evidence that the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) inhibits the amygdala and therefore plays an important role in the extinction of delay fear conditioning. To our knowledge, there is no evidence on the role of the prefrontal cortex in the extinction of trace conditioning up to now. Thus, we compared brain structures involved in the extinction of human delay and trace fear conditioning in a between-subjects-design in an fMRI study. Participants were passively guided through a virtual environment during learning and extinction of conditioned fear. Two different lights served as conditioned stimuli (CS); as unconditioned stimulus (US) a mildly painful electric stimulus was delivered. In the delay conditioning group (DCG) the US was administered with offset of one light (CS+), whereas in the trace conditioning group (TCG) the US was presented 4s after CS+ offset. Both groups showed insular and striatal activation during early extinction, but differed in their prefrontal activation. The vmPFC was mainly activated in the DCG, whereas the TCG showed activation of the dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) during extinction. These results point to different extinction processes in delay and trace conditioning. VmPFC activation during extinction of delay conditioning might reflect the inhibition of the fear response. In contrast, dlPFC activation during extinction of trace conditioning may reflect modulation of working memory processes which are involved in bridging the trace interval and hold information in short term memory.}, language = {en} } @article{KarimiFreundWageretal.2021, author = {Karimi, Sohail M. and Freund, Matthias and Wager, Brittney M. and Knoblauch, Michael and Fromm, J{\"o}rg and M. Mueller, Heike and Ache, Peter and Krischke, Markus and Mueller, Martin J. and M{\"u}ller, Tobias and Dittrich, Marcus and Geilfus, Christoph-Martin and Alfaran, Ahmed H. and Hedrich, Rainer and Deeken, Rosalia}, title = {Under salt stress guard cells rewire ion transport and abscisic acid signaling}, series = {New Phytologist}, volume = {231}, journal = {New Phytologist}, number = {3}, doi = {10.1111/nph.17376}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259635}, pages = {1040-1055}, year = {2021}, abstract = {Soil salinity is an increasingly global problem which hampers plant growth and crop yield. Plant productivity depends on optimal water-use efficiency and photosynthetic capacity balanced by stomatal conductance. Whether and how stomatal behavior contributes to salt sensitivity or tolerance is currently unknown. This work identifies guard cell-specific signaling networks exerted by a salt-sensitive and salt-tolerant plant under ionic and osmotic stress conditions accompanied by increasing NaCl loads. We challenged soil-grown Arabidopsis thaliana and Thellungiella salsuginea plants with short- and long-term salinity stress and monitored genome-wide gene expression and signals of guard cells that determine their function. Arabidopsis plants suffered from both salt regimes and showed reduced stomatal conductance while Thellungiella displayed no obvious stress symptoms. The salt-dependent gene expression changes of guard cells supported the ability of the halophyte to maintain high potassium to sodium ratios and to attenuate the abscisic acid (ABA) signaling pathway which the glycophyte kept activated despite fading ABA concentrations. Our study shows that salinity stress and even the different tolerances are manifested on a single cell level. Halophytic guard cells are less sensitive than glycophytic guard cells, providing opportunities to manipulate stomatal behavior and improve plant productivity.}, language = {en} } @article{GrassingerFlorenMuelleretal.2021, author = {Grassinger, Julia Maria and Floren, Andreas and M{\"u}ller, Tobias and Cerezo-Echevarria, Argi{\~n}e and Beitzinger, Christoph and Conrad, David and T{\"o}rner, Katrin and Staudacher, Marlies and Aupperle-Lellbach, Heike}, title = {Digital lesions in dogs: a statistical breed analysis of 2912 cases}, series = {Veterinary Sciences}, volume = {8}, journal = {Veterinary Sciences}, number = {7}, issn = {2306-7381}, doi = {10.3390/vetsci8070136}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-242690}, year = {2021}, abstract = {Breed predispositions to canine digital neoplasms are well known. However, there is currently no statistical analysis identifying the least affected breeds. To this end, 2912 canine amputated digits submitted from 2014-2019 to the Laboklin GmbH \& Co. KG for routine diagnostics were statistically analyzed. The study population consisted of 155 different breeds (most common: 634 Mongrels, 411 Schnauzers, 197 Labrador Retrievers, 93 Golden Retrievers). Non-neoplastic processes were present in 1246 (43\%), tumor-like lesions in 138 (5\%), and neoplasms in 1528 cases (52\%). Benign tumors (n = 335) were characterized by 217 subungual keratoacanthomas, 36 histiocytomas, 35 plasmacytomas, 16 papillomas, 12 melanocytomas, 9 sebaceous gland tumors, 6 lipomas, and 4 bone tumors. Malignant neoplasms (n = 1193) included 758 squamous cell carcinomas (SCC), 196 malignant melanomas (MM), 76 soft tissue sarcomas, 52 mast cell tumors, 37 non-specified sarcomas, 29 anaplastic neoplasms, 24 carcinomas, 20 bone tumors, and 1 histiocytic sarcoma. Predisposed breeds for SCC included the Schnauzer (log OR = 2.61), Briard (log OR = 1.78), Rottweiler (log OR = 1.54), Poodle (log OR = 1.40), and Dachshund (log OR = 1.30). Jack Russell Terriers (log OR = -2.95) were significantly less affected by SCC than Mongrels. Acral MM were significantly more frequent in Rottweilers (log OR = 1.88) and Labrador Retrievers (log OR = 1.09). In contrast, Dachshunds (log OR = -2.17), Jack Russell Terriers (log OR = -1.88), and Rhodesian Ridgebacks (log OR = -1.88) were rarely affected. This contrasted with the well-known predisposition of Dachshunds and Rhodesian Ridgebacks to oral and cutaneous melanocytic neoplasms. Further studies are needed to explain the underlying reasons for breed predisposition or "resistance" to the development of specific acral tumors and/or other sites.}, language = {en} } @article{SchwedhelmZdziebloAppeltMenzeletal.2019, author = {Schwedhelm, Ivo and Zdzieblo, Daniela and Appelt-Menzel, Antje and Berger, Constantin and Schmitz, Tobias and Schuldt, Bernhard and Franke, Andre and M{\"u}ller, Franz-Josef and Pless, Ole and Schwarz, Thomas and Wiedemann, Philipp and Walles, Heike and Hansmann, Jan}, title = {Automated real-time monitoring of human pluripotent stem cell aggregation in stirred tank reactors}, series = {Scientific Reports}, volume = {9}, journal = {Scientific Reports}, doi = {10.1038/s41598-019-48814-w}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202649}, pages = {12297}, year = {2019}, abstract = {The culture of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) at large scale becomes feasible with the aid of scalable suspension setups in continuously stirred tank reactors (CSTRs). Innovative monitoring options and emerging automated process control strategies allow for the necessary highly defined culture conditions. Next to standard process characteristics such as oxygen consumption, pH, and metabolite turnover, a reproducible and steady formation of hiPSC aggregates is vital for process scalability. In this regard, we developed a hiPSC-specific suspension culture unit consisting of a fully monitored CSTR system integrated into a custom-designed and fully automated incubator. As a step towards cost-effective hiPSC suspension culture and to pave the way for flexibility at a large scale, we constructed and utilized tailored miniature CSTRs that are largely made from three-dimensional (3D) printed polylactic acid (PLA) filament, which is a low-cost material used in fused deposition modelling. Further, the monitoring tool for hiPSC suspension cultures utilizes in situ microscopic imaging to visualize hiPSC aggregation in real-time to a statistically significant degree while omitting the need for time-intensive sampling. Suitability of our culture unit, especially concerning the developed hiPSC-specific CSTR system, was proven by demonstrating pluripotency of CSTR-cultured hiPSCs at RNA (including PluriTest) and protein level.}, language = {en} } @article{ThornChaoGeorgievetal.2020, author = {Thorn, Simon and Chao, Anne and Georgiev, Konstadin B. and M{\"u}ller, J{\"o}rg and B{\"a}ssler, Claus and Campbell, John L. and Jorge, Castro and Chen, Yan-Han and Choi, Chang-Yong and Cobb, Tyler P. and Donato, Daniel C. and Durska, Ewa and Macdonald, Ellen and Feldhaar, Heike and Fontaine, Jospeh B. and Fornwalt, Paula J. and Hern{\´a}ndez Hern{\´a}ndez, Raquel Mar{\´i}a and Hutto, Richard L. and Koivula, Matti and Lee, Eun-Jae and Lindenmayer, David and Mikusinski, Grzegorz and Obrist, Martin K. and Perl{\´i}k, Michal and Rost, Josep and Waldron, Kaysandra and Wermelinger, Beat and Weiß, Ingmar and Zmihorski, Michal and Leverkus, Alexandro B.}, title = {Estimating retention benchmarks for salvage logging to protect biodiversity}, series = {Nature Communications}, volume = {11}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/s41467-020-18612-4}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-230512}, year = {2020}, abstract = {Forests are increasingly affected by natural disturbances. Subsequent salvage logging, a widespread management practice conducted predominantly to recover economic capital, produces further disturbance and impacts biodiversity worldwide. Hence, naturally disturbed forests are among the most threatened habitats in the world, with consequences for their associated biodiversity. However, there are no evidence-based benchmarks for the proportion of area of naturally disturbed forests to be excluded from salvage logging to conserve biodiversity. We apply a mixed rarefaction/extrapolation approach to a global multi-taxa dataset from disturbed forests, including birds, plants, insects and fungi, to close this gap. We find that 757\% (mean +/- SD) of a naturally disturbed area of a forest needs to be left unlogged to maintain 90\% richness of its unique species, whereas retaining 50\% of a naturally disturbed forest unlogged maintains 73 +/- 12\% of its unique species richness. These values do not change with the time elapsed since disturbance but vary considerably among taxonomic groups. Salvage logging has become a common practice to gain economic returns from naturally disturbed forests, but it could have considerable negative effects on biodiversity. Here the authors use a recently developed statistical method to estimate that ca. 75\% of the naturally disturbed forest should be left unlogged to maintain 90\% of the species unique to the area.}, language = {en} }