Refine
Has Fulltext
- yes (58)
Is part of the Bibliography
- yes (58)
Year of publication
- 2008 (58) (remove)
Document Type
- Doctoral Thesis (50)
- Journal article (7)
- Preprint (1)
Keywords
- Taufliege (6)
- Drosophila (3)
- Antikörper (2)
- Drosophila melanogaster (2)
- Evolution (2)
- Insekten (2)
- Interaktion (2)
- Kernhülle (2)
- Knockout <Molekulargenetik> (2)
- Lernen (2)
- Ligand <Biochemie> (2)
- Listeria monocytogenes (2)
- Microarray (2)
- Multiple Sklerose (2)
- Neurogenetik (2)
- Oxidativer Stress (2)
- PrfA (2)
- Rezeptor (2)
- Synapsin (2)
- Theoretische Ökologie (2)
- Zellzyklus (2)
- associative learning (2)
- dispersal distance (2)
- evolution (2)
- Acromyrmex (1)
- Adhäsion (1)
- Adhäsionsmoleküle (1)
- Affinitätsreinigung (1)
- Afrika (1)
- Aldosteron (1)
- Aldosteronantagonist (1)
- Allerg (1)
- Allergie (1)
- Ameisen (1)
- Angiotensin II (1)
- Angiotensin-II-Blocker (1)
- Anopheles gambiae (1)
- Antennallobus (1)
- Anubispavian (1)
- Apoptose (1)
- Apoptosis (1)
- Araneae (1)
- Araneidae (1)
- Araneus diadematus (1)
- Assoziatives Gedächtnis (1)
- Ausbreitung (1)
- Ausbreitungsdistanz (1)
- Ausbreitungsstrategie (1)
- Auswanderwahrscheinlichkeit (1)
- Autoimmunität (1)
- B-Zell-Lymphom (1)
- B-Zelle (1)
- BIAcore (1)
- BMP (1)
- BMPR-IB (1)
- Bauverhalten (1)
- Benfotiamin (1)
- Beobachter (1)
- Berechnungskomplexität (1)
- Bewegungssehen (1)
- Biene (1)
- Biene <Gattung> (1)
- Bienenbrut (1)
- Bienenzelle (1)
- Biochemie (1)
- Biochemische Evolution (1)
- Bioinformatik (1)
- Biomechanik (1)
- Bisphenol A (1)
- Blatthornkäfer <Familie> (1)
- Blattschneiderameisen (1)
- Bordetella (1)
- Bordetella petrii (1)
- Bradikardia (1)
- Bradycardia (1)
- Bruchpilot (1)
- Building behaviour (1)
- BvgAS (1)
- C. callunae (1)
- C. diphtheriae (1)
- C. efficiens (1)
- C. glutamicum (1)
- C. jeikeium (1)
- CD83mRNA (1)
- CD83mRNS (1)
- CREB (1)
- CTGF (1)
- Calcium (1)
- Calciumfreisetzung (1)
- Camponotus floridanus (1)
- Campontous floridanus (1)
- Carausius morosus (1)
- Carnica-Biene (1)
- Cell cyle (1)
- Chromosomeninstabilitätssyndrome (1)
- Cluster-Analyse (1)
- Comet Assay (1)
- Containment <Gentechnologie> (1)
- Corynebacterium (1)
- Corynebacterium callunae (1)
- Corynebacterium diphtheriae (1)
- Corynebacterium efficiens (1)
- Corynebacterium glutamicum (1)
- Corynebacterium jeikeium (1)
- Cytokine (1)
- Cytologie (1)
- DNA damage (1)
- DNA microarray (1)
- DNA-Schaden (1)
- Datenanalyse (1)
- Dendritische Zelle (1)
- Di (1)
- Diabetes mellitus (1)
- Differentielle Genexpression (1)
- Domäne (1)
- Dreidimensionale NMR-Spektroskopie (1)
- Dufverarbeitung (1)
- Dungkkäfer (1)
- Durchflusscytometrie (1)
- EGFR (1)
- Electrofusion (1)
- Electropermeabilization (1)
- Elektrofusion (1)
- Elektroporation (1)
- Elfenbeinküste (1)
- Embryonalentwicklung (1)
- Emulsion (1)
- Endosymbiont (1)
- Entwicklung (1)
- Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor (1)
- Epitop (1)
- Epitop-Tag (1)
- Erigone atra (1)
- Evolutionsstabile Strategie (1)
- Experimental autoimmune encephalomyelitis (1)
- Experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (1)
- Explorative Datenanalyse (1)
- Expressionsanalyse (1)
- Extrakorporale Dialyse (1)
- FGF (1)
- Fibrose (1)
- Flussufer (1)
- Flügeldimorphismus (1)
- Flüssigkeitsreibung (1)
- Frosch (1)
- Frucht (1)
- Fruchtmerkmale (1)
- Fundamentalkonstante (1)
- G2/M transition (1)
- G2/M Übergang (1)
- GDF-5 (1)
- Gastrointestinaler Tumor (1)
- Gedächtnis (1)
- Gehirn (1)
- Gelernte Hilflosigkeit (1)
- Genetik (1)
- Genexpression (1)
- Genomschaden (1)
- Gentechnologie (1)
- Gentransfer (1)
- Gerridae (1)
- Geruchswahrnehmung (1)
- Glatter Krallenfrosch (1)
- Glaukom (1)
- Glomeruli (1)
- Glucocorticosteroide (1)
- Glukokortikoid-Rezeptor Modulator (1)
- Glutamat-Decarboxylase (1)
- Gruppengröße (1)
- Habitat (1)
- Haftflüssigkeit (1)
- Haftmechanismen (1)
- Haftorgane (1)
- Haftung (1)
- Heart (1)
- Herz (1)
- Herzrhythmusstörung (1)
- Homocystein (1)
- Host-parasite interactions (1)
- Humangenetik (1)
- Humanisierung (1)
- Hühnerembryo (1)
- Immundefizienz (1)
- Immunmodulation (1)
- Immunologie (1)
- Immunsystem (1)
- Instrumentelle Konditionierung (1)
- Insulin (1)
- Integrase (1)
- Interaction (1)
- Interaktionsnetzwerke (1)
- Interleukin 13 (1)
- Interleukin 4 (1)
- KO Mäuse (1)
- KO mice (1)
- Kernmyosin (1)
- Kernporenkomplex (1)
- Kernproteine (1)
- Klassische Konditionierung (1)
- Knochen-Morphogenese-Proteine (1)
- Knockout (1)
- Kohlenstoffkatabolitrepression (1)
- Kolmogorov-Komplexität (1)
- Konditionierung (1)
- Krebs <Medizin> (1)
- Käfer (1)
- LIN-54 (1)
- LINC (1)
- Lamina (1)
- Larve (1)
- Lebenslaufstrategie (1)
- Lepidoptera (1)
- Lernverhalten (1)
- Lipid Bilayer Membran (1)
- Lipid Bilayer Membrane (1)
- Litoria caerulea (1)
- Lymphom (1)
- Lymphomagenese (1)
- MAP-Kinase (1)
- Major Vault Protein (1)
- Malaria (1)
- Malaria tropica (1)
- Malariamücke (1)
- Masern (1)
- Medizinisches Versorgungszentrum (1)
- Meerkatzenartige (1)
- Meiose (1)
- Melanom (1)
- Metabolismus (1)
- Metabolom (1)
- Metapopulation (1)
- Micronuclei (1)
- Mikrobiologie (1)
- Mikrokerne (1)
- Mikrosatelliten Instabilität (1)
- Mismatch Reparatur System (1)
- Mitochondrien (1)
- Mitochondrium (1)
- Mlh1 (1)
- Modellierung (1)
- Molekulare Erkennung (1)
- Mycolic acid (1)
- Myelinopathie (1)
- Myelinopathy (1)
- Myelom (1)
- Mykolsäuren (1)
- NK cell (1)
- NKG2D (1)
- Nahrung (1)
- Nahrungserwerb (1)
- Natur (1)
- Nature constants (1)
- Naturgesetz (1)
- Natürliche Killerzelle (1)
- Nestklimas (1)
- Neuroanatomie (1)
- Neurobiologie (1)
- Neurobiology (1)
- Neuroethologie (1)
- Neuronale Plastizität (1)
- Neuropathie (1)
- Nibrin (1)
- Nijmegen Breakage Syndrom (1)
- Nijmegen breakage syndrome (1)
- Non-Hodgkin-Lymphom (1)
- Oberflächenplasmonresonanz (SPR) (1)
- Olive baboons (1)
- Onkogen (1)
- Operante Konditionierung (1)
- Organisation (1)
- Organisationsform (1)
- Orthoptera (1)
- PD-1 (1)
- PEP:PTS (1)
- Parasit (1)
- Parc National de (1)
- Pflanzenökologie (1)
- Phagen-Display (1)
- Phosphotransferasesystem (1)
- Phylogenie (1)
- Pichia pastoris (1)
- Plasmodium (1)
- Plasmodium falciparum (1)
- Popdc2 (1)
- Porin (1)
- PrP (1)
- Primaten (1)
- Priming (1)
- Prion (1)
- Prionprotein (1)
- Proepikard (1)
- Protein (1)
- Protein-Protein-Interaktion (1)
- Protein-Serin-Threonin-Ki (1)
- Proteinbiochemie (1)
- Proteinfaltung (1)
- Proteinkristallographie (1)
- RNS (1)
- RSK (1)
- Reibung (1)
- Renaturierung <Biochemie> (1)
- Renin-Angiotensin-System (1)
- Rezeptortyrosinkinase (1)
- Räumliches Gedächtnis (1)
- Rückkopplung (1)
- S6KII (1)
- SMN-Komplex (1)
- SMN-complex (1)
- SRPK (1)
- Samenkeimung (1)
- Samenprädation (1)
- Samenverbreitung (1)
- Savanne (1)
- Scherspannung (1)
- Schmalwa (1)
- Schubspannung (1)
- Schwertkärpfling (1)
- Schälen (1)
- Signaltransduktion (1)
- Spermatogenese (1)
- Spinale Muskelatrophie (1)
- Split-Ubiquitin-System (1)
- Statin (1)
- Statistische Analyse (1)
- Stofftransport <Biologie> (1)
- Stoffwechsel (1)
- Strahlensensitivität (1)
- Streifgebiet (1)
- Strukturaufklärung (1)
- Strukturbiologie (1)
- T- Lymphozyt (1)
- T-lymphocyte (1)
- TFIIIA (1)
- TRAIL (1)
- Tabak (1)
- Temperatur (1)
- Thermoregulation (1)
- Tiermodell (1)
- Tierökologie (1)
- Tobacco (1)
- Transforming Growth Factor beta (1)
- Transgene Tiere (1)
- Transkription (1)
- Transkriptom (1)
- Transkriptomanalyse (1)
- Transplantation (1)
- Tumor (1)
- Tumorimmunologie (1)
- Tumorklassifikation (1)
- Urämische Toxine (1)
- Verhalten (1)
- Verhaltensökologie (1)
- Virulenz (1)
- Visuelles System (1)
- Voltinismus (1)
- Wabe (1)
- Wachstumsfaktor (1)
- Wanzen (1)
- Wet adhesion model (1)
- Wirt (1)
- Würzburg / Universität / Lehrstuhl für Bioinformatik (1)
- Xenopus laevis (1)
- Xiphophorus (1)
- Xmrk (1)
- Yeast-Two-Hybrid-System (1)
- Zellkonjugation (1)
- Zellwand (1)
- adhesion (1)
- adhesion molecules (1)
- adhesive fluid (1)
- affinity purification (1)
- antennal lobe (1)
- ants (1)
- apoptosis (1)
- asymmetric dispersal costs (1)
- attachment devices (1)
- attachment structure (1)
- autoimmune disease (1)
- behavior (1)
- behaviour (1)
- behavioural analyses (1)
- behavioural flexibility (1)
- bioinformatics (1)
- biomechanics (1)
- bisphenol a (1)
- body condition (1)
- body size (1)
- brood (1)
- carbon catabolite repression (1)
- cell cycle (1)
- chick embryo (1)
- chromosomal instability disorder (1)
- classical conditioning (1)
- classification (1)
- clustering (1)
- comb (1)
- complexity (1)
- dendritic cells (1)
- dialysis (1)
- disease control (1)
- dispersal ability (1)
- dispersal propensity (1)
- dispersal strategy (1)
- domain (1)
- drosophila (1)
- drosophila larva (1)
- drosophila melanogster (1)
- dung beetles (1)
- eIF5A (1)
- electrophysiology (1)
- elektrophysiologie (1)
- elementary motion detector (1)
- emigration (1)
- emulsion (1)
- epitope tagging (1)
- erleichterungslernen (1)
- expression analysis (1)
- feedback (1)
- fibrosis (1)
- fine-tuning (1)
- flow cytometry (1)
- foraging (1)
- friction (1)
- frugivory (1)
- gene expression (1)
- genomic damage (1)
- genomic island (1)
- genomische Inseln (1)
- glaukoma (1)
- glomeruli (1)
- glucocorticoid-receptor modulator (1)
- glutamic acid decarboxylase (1)
- grazing (1)
- grey dunes (1)
- homocysteine (1)
- honeybee (1)
- human IgG1 (1)
- immigration (1)
- immune deficiency (1)
- individual-based model (1)
- individual-based simulations (1)
- insulin (1)
- integrase (1)
- integrierte Versorgung (1)
- interaction (1)
- interaction networks (1)
- interleukin-13 (1)
- interleukin-4 (1)
- kin-selection (1)
- landscape (1)
- leaf-cutting ants (1)
- learned helplessness (1)
- left-right asymmetry (1)
- life history strategy (1)
- ligand (1)
- lineare Regression (1)
- links-rechts Asymmetrie (1)
- longevity (1)
- lymphomagenesis (1)
- major vault protein (1)
- malaria (1)
- meiosis (1)
- melanoma (1)
- metabolome (1)
- microsatellite instability (1)
- mismatch repair system (1)
- mitochondria (1)
- model selection (1)
- modeling (1)
- molecular recognition (1)
- motion vision (1)
- multiple myeloma (1)
- multiple sclerosis (1)
- multispecies metapopulation (1)
- multiverse (1)
- nest climate (1)
- neurogenetic analyses (1)
- neuropathy (1)
- nibrin (1)
- niche breadth (1)
- nuclear envelope assembly (1)
- nuclear myosin (1)
- nuclear pore complexes (1)
- nucleus (1)
- numerical model (1)
- observer (1)
- odor processing (1)
- olfactory learning (1)
- olfactory pathway (1)
- olfaktorik (1)
- olfaktorische Bahn (1)
- olfaktorisches Lernen (1)
- oncogene (1)
- oncolytic viral therapy (1)
- operant conditioning (1)
- optomotor response (1)
- orb web geometry (1)
- organisation (1)
- oxidative stress (1)
- p90 ribosomal S6 kinase (1)
- p90RSK (1)
- pancreatic beta-cells (1)
- peeling (1)
- peripheral pathways (1)
- phage display (1)
- phylogenetische Arrays (1)
- phylogeny (1)
- plasticity (1)
- population engineering (1)
- porin (1)
- prion (1)
- prion protein (1)
- proepicardium (1)
- protein (1)
- protein crystallography (1)
- protein interaction (1)
- protein-protein interaction (1)
- proteome analysis (1)
- radiosensitivity (1)
- receptor (1)
- recreation (1)
- rekombinant expression (1)
- rekombinante Expression (1)
- relief (1)
- ribosomal S6 kinase II (1)
- riparian ecology (1)
- seasonality (1)
- seed dispersal (1)
- seed predation (1)
- sehen (1)
- sekundäre Samenausbreitung (1)
- semi-natural habitats (1)
- shear stress (1)
- siRNA (1)
- signal transduction (1)
- silk (1)
- spermatogenesis (1)
- spinal muscular atrophy (1)
- statistical analysis (1)
- steady-state (1)
- stress resistance (1)
- structural biology (1)
- synapse (1)
- thermal energy (1)
- thermale Energie (1)
- thermoregulation (1)
- trait-displacement (1)
- trampling (1)
- transcription (1)
- transcriptome (1)
- transplantation (1)
- type 1 diabetes mellitus (1)
- uremic toxins (1)
- visual system (1)
- voltinism (1)
- wet adhesion (1)
- wing dimorphism (1)
- Öko-Ethologie (1)
Institute
- Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften (58) (remove)
Das DNA-Mismatch-Reparatur-(MMR-) System ist das einzig bekannte postreplikativ arbeitende DNA-Reparatur-System. Es wurde gezeigt, dass die MMR-Aktivität für den Erhalt der genomischen Stabilität in Prokaryoten und Eukaryoten notwendig ist. Defekte in Genen des MMR-Systems (wie beispielsweise MLH1 oder MSH2) wurden als Ursache für die Entstehung des hereditären nicht-polypösen kolorektalen Karzinoms (HNPCC) und anderen Tumorarten beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde die Tumorgenese in Mlh1 defizienten Mäusen (Mlh1-/-) untersucht und eine umfassende Charakterisierung der hier auftretenen Lymphome vorgenommen und die Bedeutung des Immunsystems für die Tumorgenese in Mlh1 defizienten Mäusen durch Einkreuzen zusätzlicher Immundefizienzen erruiert. Die auf einen reinen genetischen Hintergrund zurückgekreuzten Mlh1-/--Mäuse zeigten eine in zwei Wellen ablaufende Tumorgenese: Eine frühe Phase, in der Mäuse lymphoide Tumoren entwickelten und eine spätere Phase, in der die Mlh1-/--Tiere vorwiegend an Gastrointestinaltumoren erkrankten. Wir konnten zeigen, dass die Mlh1 defizienten Mäuse ein breiteres Lymphomspektrum, als beispielsweise Msh2 defiziente Tiere aufweisen. Eine Vielzahl der untersuchten Lymphome Mlh1 defizienter Mäuse war mikrosatelliteninstabil (MSI). Die Tatsache, dass mikrosatellitenstabile (MSS) Lymphome in den Mlh1-/--Tieren vorkamen, impliziert aber auch, das MMR-Defizienz nicht zwingend durch Mikrosatelliteninstabilität gekennzeichnet sein muss. Es ist möglich, dass sich eine Mikrosatelliteninstabilität erst zu einem späteren Zeitpunkt der Tumorentwicklung in MMR-defizienten Zellen manifestiert. Darauf deuten auch die MSI-Analysen der in den Rag-/-/Mlh1-/--Mäusen frühzeitiger als in Mlh1-/--Mäusen auftretenden Gastrointestinaltumoren hin. Einige dieser untersuchten Gastrointestinaltumoren in den Rag-/-/Mlh1-/--Mäusen waren mikrosatellitenstabil, wohingegen sämtliche Gastrointestinaltumoren der Mlh1 defizienten Mauspopulation Mikrosatelliteninstabilität aufwiesen. In einigen der untersuchten Lymphome fehlte die MHC Klasse I-Molekülexpression, was auf deutet den Einfluss des Immunsystems auf die Erkennung und Eliminierung von (durch MMR-Defizienz entstandenen) Tumoren hindeutet. Um die Art der Immunantwort und die verantwortlichen Komponenten des Immunsystems für die Abwehr MMR-defizienter Tumoren einzugrenzen, wurden verschiedene immunkompromitierte oder immundefiziente Mauslinien in Mlh1 defiziente Mäuse eingekreuzt. Dieses waren Mauslinien mit beta2Mikroglobulin- (b2m-/--), Perforin- (pfp-/--), beta2Mikroglobulin/Perforin- (b2m-/-/pfp-/--) und Recombination activation gene- (Rag-/--) Defizienz. Häufig wurde in diesen Tieren eine Verschiebung im Tumorspektrum und ein beschleunigtes zeitliches Auftreten der Tumoren beobachtet. Anhand dieser Modelle konnten wir demonstrieren, dass insbesondere die Regulierung der MHC Klasse I-Molekülexpression ein bedeutsamer Schritt für die Ausprägung verschiedener Lymphomarten ist, welcher das „Überleben“ der Tumorzellen gewährleistet. Auch die Notwendigkeit einer balancierten Expression von NK-Zell-stimulatorischen und –inhibitorischen Liganden auf der Tumorzelloberfläche, welche die Erkennung und Eliminierung von Tumorzellen durch Nicht-MHC Klasse I-abhängige Immunzellen (wie z.B. den Natürliche Killerzellen) reguliert, liess sich mit Hilfe der beta2Mikroglobulin- und Perforin-Mausmodelle aufzeigen. Offensichtlich sind für die in Mlh1 defizienten Mäusen vorkommenden verschiedenen Tumorarten unterschiedliche zelluläre Komponenten und Abwehrmechanismen des Immunsystems für die Erkennung und Eliminierung verantwortlich. So beeinflussen insbesondere cytotoxische T-Zellen (CTLs) die Entstehung von Gastrointestinaltumoren in Mlh1 defizienten Mäusen. Für die lymphoiden Tumoren ergab sich ein divergentes Bild. Hier beschränkte sich der Einfluss der CTLs bei der Lymphomabwehr auf die Erkennung und Eliminierung disseminierter T- und B-Zell-Lymphome. Die in den Mlh1-/--Mäusen nachgewiesenen thymischen T-Zell Lymphome dagegen unterlagen der perforin-vermittelten Zellabwehr durch Nicht-MHC Klasse I-beschränkte Immunzellen (z.B. Natürlichen Killerzellen). Die Relevanz der vorliegenden Mausmodelle wird deutlich, wenn man sich die Situation von immunsupprimierten Posttransplantationspatienten und immundefizienten HIV-Patienten vor Augen führt. Häufig beobachtet man in diesen Patientengruppen das Auftreten lymphoider Tumoren. Diese sind oftmals Mikrosatelliteninstabil, was auf eine vorliegende MMR-Defizienz hindeutet. Zudem zeigen diese Lymphome ähnliche Merkmale, wie die durch Mlh1-Defizienz entstandenen lymphoiden Tumoren. Insbesondere für Studien solcher Lymphome stellt die Mlh1-defiziente Maus mit den verschiedenen eingekreuzten Immundefizienzen ein geeignetes in vivo Model dar.
Past experience contributes to behavioural organization mainly via learning: Animals learn otherwise ordinary cues as predictors for biologically significant events. This thesis studies such predictive, associative learning, using the fruit fly Drosophila melanogaster. I ask two main questions, which complement each other: One deals with the processing of those cues that are to be learned as predictors for an important event; the other one deals with the processing of the important event itself, which is to be predicted. Do fruit flies learn about combinations of olfactory and visual cues? I probe larval as well as adult fruit flies for the learning about combinations of olfactory and visual cues, using a so called ‘biconditional discrimination’ task: During training, one odour is paired with reinforcement only in light, but not in darkness; the other odour in turn is reinforced only in darkness, but not in light. Thus, neither the odours nor the visual conditions alone predict reinforcement, only combinations of both do. I find no evidence that either larval or adult fruit flies were to solve such task, speaking against a cross-talk between olfactory and visual modalities. Previous studies however suggest such cross-talk. To reconcile these results, I suggest classifying different kinds of interaction between sensory modalities, according to their site along the sensory-motor continuum: I consider an interaction ‘truly’ cross-modal, if it is between the specific features of the stimuli. I consider an interaction ’amodal’ if it instead engages the behavioural tendencies or ‘values’ elicited by each stimulus. Such reasoning brings me to conclude that different behavioural tasks require different kinds of interaction between sensory modalities; whether a given kind of interaction will be found depends on the neuronal infrastructure, which is a function of the species and the developmental stage. Predictive learning of pain-relief in fruit flies Fruit flies build two opposing kinds of memory, based on an experience with electric shock: Those odours that precede shock during training are learned as predictors for punishment and are subsequently avoided; those odours that follow shock during training on the other hand are learned as signals for relief and are subsequently approached. I focus on such relief learning. I start with a detailed parametric analysis of relief learning, testing for reproducibility as well as effects of gender, repetition of training, odour identity, odour concentration and shock intensity. I also characterize how relief memories, once formed, decay. In addition, concerning the psychological mechanisms of relief learning, first, I show that relief learning establishes genuinely associative conditioned approach behaviour and second, I report that it is most likely not mediated by context associations. These results enable the following neurobiological analysis of relief learning; further, they will form in the future the basis for a mathematical model; finally, they will guide the researchers aiming at uncovering relief learning in other experimental systems. Next, I embark upon neurogenetic analysis of relief learning. First, I report that fruit flies mutant for the so called white gene build overall more ‘negative’ memories about an experience with electric shock. That is, in the white mutants, learning about the painful onset of shock is enhanced, whereas learning about the relieving offset of shock is diminished. As they are coherently affected, these two kinds of learning should be in a balance. The molecular mechanism of the effect of white on this balance remains unresolved. Finally, as a first step towards a neuronal circuit analysis of relief learning, I compare it to reward learning and punishment learning. I find that relief learning is distinct from both in terms of the requirement for biogenic amine signaling: Reward and punishment are respectively signalled by octopamine and dopamine, for relief learning, either of these seem dispensible. Further, I find no evidence for roles for two other biogenic amines, tyramine and serotonin in relief learning. Based on these findings I give directions for further research.
Untersuchung von gene-drive-Strategien als neue Interventionsstrategien zur Eindämmung der Malaria
(2008)
In der vorliegenden Arbeit haben wir unter Nutzung bioinformatischer Methoden eine innovative Strategie zur Eindämmung der Malaria entwickelt. Die genetische Modifikationsstrategie beinhaltet sowohl Manipulationen aufseiten des gefährlichsten Erregers, Plasmodium falciparum, als auch des Hauptvektors, Anopheles gambiae. In den Genomen beider Spezies wurden eine Reihe neuer konkreter targets identifiziert. Auch bereits beschriebene targets und Ansätze wurden in die Strategie einbezogen bzw. weiter ausgestaltet. Bezüglich der Vektormoskitos wird die Verbreitung eines gegenüber Plasmodien resistenten Genotyps angestrebt. Es werden einerseits effiziente natürliche und künstliche Resistenzgene diskutiert und andererseits eine bekannte Strategie zur Fixierung natürlicher Resistenzallele in natürlichen Populationen verbessert. Auf der Seite der Plasmodien erweiterten wir einen bereits von A. Burt (2003) beschriebenen Eradikationsansatz um weitere targets. Aus ethischen und evolutionsbiologischen Erwägungen bevorzugen wir jedoch eine alternative Strategie, welche die Etablierung von in ihrer Virulenz gemilderten Parasiten zum Ziel hat. Der attenuierte Genotyp wird unter anderem durch komplexe Pathway-Remodellierungen beschrieben (Löwe, Sauerborn, Schirmer, Dandekar, A refined genome engineering strategy against parasites and vectors, Manuskript beim Journal „Genome Biology“ eingereicht). Da sich Mutanten in der Natur gegen Wildtyp-Organismen kaum durchsetzen können, werden zwei drive-Systeme beschrieben, welche für die Implementierung der genetischen Manipulationsstrategie entwickelt wurden. Beide Konstrukte wurden zur Patentierung angemeldet (Patentanmeldung U30010 DPMA bzw. Aktenzeichen 102006029354.1). Zusätzlich zur deutschen wurde für eines der beiden Konstrukte eine PCT-Anmeldung eingereicht, welche in Zukunft einen internationalen Patentschutz ermöglichen soll. Es werden Kalkulationen vorgelegt, welche die Verbreitungstendenzen der Konstrukte in natürlichen Populationen vorhersagen. Die Beschreibung der entwickelten Konstrukte beschränkt sich nicht auf das primäre Anwendungsgebiet der Arbeit (Malaria), sondern beinhaltet auch andere Anwendungsgebiete, vor allem im Bereich der Medizin und Molekularbiologie.
Investigations of Measles virus regulation on activation and function of antigen presenting cells
(2008)
Interaction with dendritic cells (DCs) is considered as central to immunosuppression induced by viruses, including measles virus (MV). Commonly, viral infection of DCs abrogates their ability to promote T cell expansion, yet underlying mechanisms at a cellular level are undefined. It appears that MV-WTF infection modulate DCs morphology and dynamic adhesion on extra cellular matrix proteins such as FN or ICAM-1. By morphological criteria, WTF-DCs resembled LPS-DCs, associated with their mature phenotype also adhered less efficiently to the FN or ICAM-1 support. Reduced adhesion could not be explained by a lack of 1-integrin expression or activation. Similarly, MV-DCs strongly resembled LPS-DCs in that levels of focal adhesion kinase phosphorylated at Y397 were high and not further enhanced upon FN ligation. Fascin, a downstream effector of integrin signaling was highly upregulated in LPS-DCs and moderately in WTF-DCs, and differences in its subcellular distribution were not observed between both cell cultures. Apparently, however, fascin associated less efficiently with PKC in WTF-DCs then in LPS-DCs. In line with findings for murine DCs, high motility of mature human DCs was found to require expression of Rac-GTPases. Human LPS-DCs and more so, DC transfected to express constitutively active Rac1 were the most motile DC-species analysed, confirming that migration of human DC also involved Rac activity. The velocity of WTF-DCs on FN is below that of LPS-DCs, indicating that maturation induced by WTF may be insufficient to completely promote integrin signaling which leads to Rac activation. The organisation of MV-DC/T cell interfaces was consistent with that of functional immune synapses with regard to CD3 clustering, MHC class II surface recruitment and MTOC location. These analyses are based in the selection of stable conjugates. Subsequently, however, neither contacts nor calcium flux can be stabilised and sustained in the majority of MV-DC/T cell conjugates and only promoted abortive T cell activation. Formation of spatially organised IS in T cells requites, prolonged contact durations. Therefore, aberrant distribution patterns of CD3 in these structures, if occurring, are not likely to contribute to the type of contacts predominating for WTF-DC/T cell interactions. It is also likely that transient interactions of less than 2 minutes may if at all, not efficiently support viral transmission to T cells. Transient interactions are typically observed with immature DCs in the absence of antigen, but this is not likely to be relevant in our allogenic system, which includes SA-loaded WTF-DCs. Thus, MV-infected DCs retain activities required for initiating, but not sustaining T cell conjugation and activation. This is partially rescued if surface expression of the MV glycoproteins on DCs is abolished by infection with a recombinant MV encoding VSV G protein instead, indicating that these contribute directly to synapse destabilisation and thereby act as effectors of T cell inhibition.
In the course of this study, several endogenous compounds and model substances were used to mimic the conditions in patients suffering from hypertension. As endogenous compounds, angiotensin II and aldosterone were chosen. As model substances, 4-nitroquinoline-1-oxide (NQO), hydrogen peroxide and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) were selected. Benfotiamine as well as α-tocopherol proved in the course of the experiments to be able to prevent angiotensin II-induced formation of oxidative DNA strand breaks and micronuclei. This could be due to a prior inhibition of the release of reactive oxygen species and is in contrast to results which were achieved using thiamine. Furthermore, experiments in which cells were pre-incubated with benfotiamine followed by incubation with NQO showed that benfotiamine was not able to prevent the induction of oxidative stress. The hypothesis that benfotiamine has, like α-tocopherol, direct antioxidative capacity was fortified by measurements in cell free systems. In brief, a new working mechanism for benfotiamine in addition to the ones already known could be provided. In the second part of the study, angiotensin II was shown to be dose-dependently genotoxic. This effect is mediated via the angiotensin II type 1 receptor (AT1R) which. Further experiments were extended from in vitro settings to the isolated perfused kidney. Here it could be shown that angiotensin II caused vasoconstriction and DNA strand breaks. Co-perfusion of kidneys with angiotensin II and candesartan prevented vasoconstriction and formation of strand breaks. DNA strand break formation due to mechanical stress or hypoxia could be ruled out after additional experiments with the thromboxane mimetic U 46619. Detailed investigation of the DNA damage in vitro revealed that angiotensin II induces single strand breaks, double strand breaks and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-oxodG)-adducts as well as abasic sites. Investigations of the effects of aldosterone-treatment in kidney cells showed an increase of oxidative stress, DNA strand breaks and micronuclei which could be prevented by the steroidal mineralocorticoid receptor antagonist eplerenone. Additional experiments with the non-steroidal mineralocorticoid receptor antagonist (S)-BR-4628 revealed that this substance was also able to prevent oxidative stress and genomic damage and proved to be more potent than eplerenone. In vivo, hyperaldosteronism was imitated in rats by aid of the deoxycorticosteroneacetate (DOCA) salt model. After this treatment, levels of DNA strand breaks and chromosomal aberrations in the kidney could be observed. Furthermore, an increase in the release of ROS could be measured. Treatment of these animals with spironolactone , BR-4628 and enalaprile revealed that all antagonists were effective BR-4628 was the most potent drug. Finally, rosuvastatin was investigated. In HL-60 cells phorbol 12-myristate 13-acetate caused oxidative stress. Rosuvastatin was able to prevent the release of ROS and subsequent oxidative DNA damage when co-incubated with PMA. Furthermore, not only an inhibition of PMA-induced oxidative stress but also inhibition of the unspecific release of ROS induced by hydrogen peroxide was observable. Addition of farnesyl pyrophosphate (FPP), geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP), and mevalonate, intermediates of the cholesterol pathway, caused only a marginal increase of oxidative stress in cells treated simultaneously with PMA and rosuvastatin, thus indicating the effect of rosuvastatin to be HMG-CoA-reductase-independent. Investigation of the gene expression of subunits of NAD(P)H oxidase revealed a down-regulation of p67phox following rosuvastatin-treatment. Furthermore, it could be shown that rosuvastatin treatment alone or in combination with PMA increased total glutathione levels probably due to an induction of the gene expression and enzyme activity of γ-glutamylcysteine synthetase (γ-GCS).
Melanome stellen die gefährlichste Form von Hautkrebs mit der höchsten Mortalitätsrate dar. Der Transformation normaler Melanozyten zu malignen Melanomen liegen komplexe molekulare und biochemische Veränderungen zu Grunde. Im Xiphophorus-Melanom-Modell ist die onkogene Rezeptortyrosinkinase "Xiphophorus melanoma receptor kinase" (Xmrk) der alleinige Auslöser der Melanominitiation und -progression. Die Aufklärung der Xmrk-vermittelten Signaltransduktion kann zum besseren Verständnis von Ereignissen, die auch bei der humanen Melanomentwicklung eine Rolle spielen, beitragen. In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe der Microarray-Technologie die Regulation der Genexpression durch Xmrk analysiert. Zu den nach Rezeptoraktivierung am stärksten herabregulierten Genen gehörten "son of sevenless homolog 1" (Sos1) und "ubiquitin-conjugating enzyme E2I" (Ube2i); stark hochreguliert waren "early growth response 1" (Egr1), "cysteine-rich protein 61" (Cyr61), "dual-specificity phosphatase 4" (Dusp4), "fos-like antigen 1" (Fosl1), "epithelial membrane protein" (Emp1), Osteopontin (Opn), "insulin-like growth factor binding protein 3" (Igfbp3) und "tumor-associated antigen L6" (Taal6). Die für die Regulation dieser Gene verantwortlichen Signalwege wurden durch die Anwendung von niedermolekularen Inhibitoren und siRNA identifiziert, wobei für die SRC-Kinase FYN eine zentrale Bedeutung bei der Xmrk-abhängigen Regulation der Genexpression festgestellt wurde. Darüber hinaus wurde die Expression der Gene in humanen Melanomzelllinien im Vergleich zu normalen humanen Melanozyten untersucht. Als besonders vielversprechende Kandidaten stellten sich dabei DUSP4 und TAAL6 heraus, deren Rolle in der humanen Melanominduktion und -progression Gegenstand zukünftiger Studien sein wird. In einem anderen Ansatz zur Aufklärung des Signalnetzwerkes sollten Zielproteine von Xmrk durch Protein-Protein-Interaktionsstudien mit Hilfe des Split-Ubiquitin-Systems ermittelt werden. Aufgrund ungünstiger Expressions- oder Faltungseigenschaften von Xmrk in diesem System war es aber nicht möglich, den Rezeptor als Köderprotein einzusetzen. Das für die Xmrk-vermittelte Melanomentstehung zentrale Protein FYN konnte jedoch als Köder etabliert und seine Wechselwirkung mit der Tyrosinkinase FAK analysiert werden. Es wurde gezeigt, dass der phosphorylierte Tyrosinrest an Position 397 von FAK für die Interaktion einer N-terminal trunkierten FAK-Variante mit FYN notwendig ist und dass diese Phosphorylierung in Hefe gewährleistet zu sein scheint. Die Suche nach neuen Interaktionspartnern von FYN mittels der Split-Ubiquitin-Technologie könnte Einblicke in weitere FYN-abhängige Ereignisse bieten, die zur Aufklärung seiner zentralen Rolle bei der Tumorentstehung dienen könnte.
Insects living in temperate latitudes need to adjust their life-history to a seasonally variable environment. Reproduction, growth, and development have to be completed within the limited period where environmental conditions are favourable while climatically adverse conditions have to be spent in a state of diapause. Consequently, questions how individuals adapt their life-history to seasonality and which mechanisms underlie the responses to seasonal cues, like photoperiod, are important issues in the study of life-history strategies. This thesis focuses on the life-history adaptation to seasonality in the wing-dimorphic common pond skater Gerris lacustris L. (Heteroptera: Gerridae). Using a combination of field and laboratory studies as well as mathematical modelling, it is adressed how variation in the availability of thermal energy impacts on various aspects of larval development such as accumulated thermal energy (i.e. physiological development time), developmental pathway (direct reproduction vs. diapause) and wing dimorphism.
In einer vorangegangenen Arbeit konnte eine hypomorphe Mutation innerhalb des Genlokus einer putativen Serin-/Threonin-Kinase als Auslöser der Aggregatbildung des Aktive-Zone- Proteins Bruchpilot in larvalen Motoneuronaxonen identifiziert werden (Nieratschker, 2004). Aufgrund der Homologien dieser Kinase zu SR-Proteinkinasen wurde der Name Serin- /Threonin-Proteinkinase 3 (SRPK3) vorgeschlagen. Laut ursprünglicher Annotation der „Flybase“ (http://flybase.bio.indiana.edu) codiert der Genlokus der Srpk3, der auf dem linken Arm des dritten Chromosoms innerhalb der Region 79D4 lokalisiert ist und sich über ca. 10,3 kb erstreckt, für zwei Transkripte (Srpk3-RC und Srpk3-RB). Diese beiden Transkripte haben unterschiedliche Transkriptions- und Translationsstartpunkte und unterscheiden sich in ihrem ersten kodierenden Exon, ab dem vierten Exon sind sie allerdings identisch. Das Srpk3-RCTranskript umfasst ca. 4,2 kb, das Srpk3-RB-Transkript ca. 3,8 kb. Die von diesen Transkripten kodierten Proteine bestehen aus 816 (Srpk3-RC) bzw. 749 (Srpk3-RB) Aminosäuren. Diese beiden ursprünglich annotierten Transkripte konnten durch RT-PCR-Experimente bestätigt werden. Dabei wurde auch ein zusätzliches, alternativ gespleißtes Exon von 159 bp entdeckt, das beiden Transkripten zugeordnet werden kann. Somit codiert der Srpk3-Genlokus für mindestens vier Transkripte, die Transkripte der RC/RF-Transkriptgruppe mit (Srpk3-RF) und ohne (Srpk3-RC) das alternativ gespleißte Exon und die Transkripte der RB/RETranskriptgruppe mit (Srpk3-RE) und ohne (Srpk3-RB) das alternativ gespleißte Exon. Die Existenz eines weiteren Transkriptes Srpk3-RD, die in der aktuellen Version der „Flybase“ annotiert ist, konnte durch RT-PCR-Experimente nicht nachgewiesen werden. Zu Beginn dieser Arbeit lag eine hypomorphe Mutante für die SRPK3 schon vor (Srpk3P1; Eberle, 1995). Diese Linie trägt eine P-Elementinsertion innerhalb des ersten Exons der RC/RF-Transkriptgruppe, die das Leseraster dieser Transkriptgruppe zerstört, so dass in dieser Linie nur die RB/RE-Transkriptgruppe gebildet werden kann. Wie bereits erwähnt, konnte diese Mutation in vorangegangenen Arbeiten bereits als der Auslöser der Aggregatbildung des Bruchpilot-Proteins in larvalen Motoneuronaxone, sowie einiger Verhaltensdefekte identifiziert werden (Nieratschker, 2004; Bock 2006). Diese Verhaltensdefekte ähneln stark denen, die durch einen knock-down der Bruchpilot-Expression mittels RNAi ausgelöst werden (Wagh et al., 2006; Bock, 2006), was auf eine Interaktion beider Proteine schließen lässt. Um nun den Beweis führen zu können, dass tatsächlich diese Mutation die beobachteten Phänotypen verursacht, wurden Rettungsversuche durchgeführt. Die Srpk3-RF-cDNA war dabei in der Lage die durch die hypomorphe Mutation der SRPK3 verursachten Phänotypen vollständig, oder zumindest teilweise zu retten (vgl. auch Bock, 2006; Bloch, 2007). Damit konnte belegt werden, dass die hypomorphe Mutation der SRPK3 tatsächlich die in der Mutante Srpk3P1 beobachteten Phänotypen verursacht. Um die durch in situ Hybridisierung erhaltenen Daten zur Lokalisation der SRPK3 im larvalen Gehirn (Nieratschker, 2004) bestätigen, sowie weitere Daten erhalten zu können, wurden Isoform-spezifische Antisera gegen die SRPK3 generiert. Diese Antiseren sind in der Lage überexprimiertes Protein zu detektieren (Bloch, 2007), allerdings ist es mit diesen Antiseren nicht möglich die SRPK3 in wildtypischen Präparaten nachzuweisen. Weitere Daten zur Lokalisation der SRPK3, die durch die Verwendung eines SRPK3-eGFPFusionsproteins erhalten wurden, zeigten, dass eine der ektopisch überexprimierten SRPK3- Isoformen mit Bruchpilot an der Aktiven Zone kolokalisiert. Dieses Ergebnis, in Verbindung mit den durch die Mutation der SRPK3 verursachten Bruchpilot-Aggregaten in larvalen Motoneuronaxonen und den Verhaltensdefekten, gibt Hinweise auf eine mögliche direkte Interaktion beider Proteine….
In this thesis, synaptic transmission was studied electrophysiologically at an invertebrate model synapse, the neuromuscular junction of the Drosophila 3rd instar wandering larvae. In the first part, synaptic function is characterized at the neuromuscular junction in fly lines which are null mutants for the synaptic proteins “the synapse associated protein of 47 kDa” (Sap-47156), Synapsin (Syn97), the corresponding double mutant (Sap-47156, Syn97), a null mutant for an as yet uncharacterized Drosophila SR protein kinase, the Serine-Arginine protein kinase 3 (SRPK3), and the Löchrig (Loe) mutant which shows a strong neurodegenerative phenotype. Intracellular voltage recordings from larval body wall muscles 6 and 7 were performed to measure amplitude and frequency of spontaneous single vesicle fusion events (miniature excitatory junction potentials or mEJPs). Evoked excitatory junction potentials (eEJPs) at different frequencies and calcium concentrations were also measured to see if synaptic transmission was altered in mutants which lacked these synaptic proteins. In addition, structure and morphology of presynaptic boutons at the larval neuromuscular junction were examined immunohistochemically using monoclonal antibodies against different synaptic vesicle proteins (SAP-47, CSP, and Synapsin) as well as the active zone protein Bruchpilot. Synaptic physiology and morphology was found to be similar in all null mutant lines. However, Löchrig mutants displayed an elongated bouton morphology, a significant shift towards larger events in mEJP amplitude frequency histograms, and increased synaptic facilitation during a 10 Hz tetanus. These deficits suggest that Loe mutants may have a defect in some aspect of synaptic vesicle recycling. The second part of this thesis involved the electrophysiological characterization of heterologously expressed light activated proteins at the Drosophila neuromuscular junction. Channelrhodopsin-2 (ChR2), a light gated ion channel, and a photoactivated adenylate cyclase (PAC) were expressed in larval motor neurons using the UAS-Gal4 system. Single EJPs could be recorded from muscles 15, 16, and 17 when larva expressing ChR2 were illuminated with short (100 ms) light pulses, whereas long light pulses (10 seconds) resulted in trains of EJPs with a frequency of around 25 Hz. Larva expressing PAC in preparations where motor neurons were cut from the ventral ganglion displayed a significant increase in mEJP frequency after a 1 minute exposure to blue light. Evoked responses in low (.2 mM) calcium were also significantly increased when PAC was stimulated with blue light. When motor nerves were left intact, PAC stimulation resulted in light evoked EJPs in muscles 6 and 7 in a manner consistent with RP3 motor neuron activity. ChR2 and PAC are therefore useful and reliable tools for manipulating neuronal activity in vivo.
Das Nijmegen Breakage Syndrom ist eine seltene autosomal- rezessive Erkrankung, die durch ein typisches Erscheinungsbild mit Mikrozephalie, Wachstumsretardierung, Immundefizienz sowie durch eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber ionisierender Strahlung und eine erhöhte Prädisposition gegenüber malignen Tumoren charakterisiert wird. Die Erkrankung wird durch Mutationen im NBS1-Gen verursacht, welches auf Chromosom 8q21 lokalisiert werden konnte. Das NBS1-Gen Produkt, Nibrin, ist Teil des MRE11-RAD50-Nibrin Proteinkomplexes, welcher eine zentrale Rolle bei der Erkennung und der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen spielt. Das Fehlen von Nibrin führt zu einer fehlerhaften DNA-Reparatur und erklärt die verschiedenen klinischen und zellulären Symptome bei NBS-Patienten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Daten von 40 Patienten ausgewertet, die im Rahmen der Verdachtsdiagnose eines Nijmegen Breakage Syndroms mit der Durchflusszytometrie untersucht wurden. Für die Unterscheidung zwischen NBS-positiven und NBS-negativen Fällen sind folgende Parameter von diagnostischer Relevanz: 1) der Anteil nichtproliferierender Zellen (G0/G1-Phase-Zelle), welcher bei NBS-Patienten meist deutlich höher sind als bei gesunden Kontrollen. Sie spiegeln bei erhöhten Werten die herabgesetzte Mitogenantwort wider. 2) die G2/GF-Ratio als Maß für Strahlensensitivität, welche bei NBS-Patienten charakteristischerweise erhöht ist. Die Auswertung der Daten erlaubte es in 22 Fällen die Verdachtsdiagnose NBS auszuschließen, da diese für beide Parameter Werte im Normalbereich zeigten. In 16 Fällen ergab sich ein positives Ergebnis mit erhöhtem Anteil nichtproliferierender Zellen und erhöhter Strahlensensitivität. Unter den positiven Fällen konnte bei 9 Patienten die Diagnose des Nijmegen Breakage Syndroms mittels Mutationsanalyse bestätigt werden. Bei 7 Patienten konnte jedoch trotz erhöhter Strahlensensitivität keine Mutation im NBS1-Gen nachgewiesen werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die Durchflusszytometrie das Vorliegen einer erhöhten Strahlensensitivität eindeutig nachweisen kann. Eine erhöhte Strahlensensitivität ist wiederum ein charakteristisches Merkmal des Nijmegen Breakage Syndroms, da es in direkten Zusammenhang mit dem verursachenden Gendefekt steht. Die Durchflusszytometrie kann daher als ein sinnvolles diagnostisches Verfahren von hoher Sensitivität bei Patienten mit der Verdachtsdiagnose NBS angesehen und erfolgreich eingesetzt werden. Allerdings ist die Spezifität des Verfahrens sehr viel geringer. Die Methode der Wahl für die Primärdiagnostik des Nijmegen Breakage Syndroms wird in Zukunft daher die Mutationsanalyse sein.