Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie

Präsentation zum Thema: "Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie"—  Präsentation transkript:

1 Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie
Promotion zum Dr. rer. nat. Frau Federica Castellani „ Strukturaufklärung von immobilisierten Proteinen mit der Festkörper-NMR-Spektroskopie “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Oschkinat Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen.

2 Strukturaufklärung von immobilisierten Proteinen mit der Festkörper-NMR-Spektroskopie
Federica Castellani

3 Strukturaufklärung von immobilisierten Proteinen mit der Festkörper-NMR-Spektroskopie
Erforschung der zukünftigen Rolle der Festkörper-MAS-NMR als eine weitere wesentliche Technik für die Strukturuntersuchungen von Proteinen, neben der Flüssigkeits-NMR und der Kristallographie. Der besondere Wert der Festkörper-NMR liegt in der Möglichkeit der Strukturbestimmung von beliebig großen Biomolekülen, von denen keine gut brechende Kristalle erzeugbar sind. Es wird eine einfache Methode vorgestellt, um die Strukturbestimmung von Proteinen mittels Festkörper-NMR zu ermöglichen. Die Methode wurde zur Berechnung der b-Sandwich-Struktur der SH3-Domäne aus a-Spectrin (62 Aminosäuren) eingesetzt und evaluiert. Dies ist die erste Strukturbestimmung eines Proteins, welche mit der Festkörper-MAS-NMR durchgeführt wurde. Federica Castellani

4 Forschungsinstitut für Verhaltensbiologie
Promotion zum Dr. rer. nat. Frau Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo „ Social & psychobiological aspects of whispered speech “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Todt Forschungsinstitut für Verhaltensbiologie Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo

5 Social & psychobiological aspects of whispered speech
Die Arbeit umfasst folgende vier Bereiche: Signaleigenschaften des Flüsterns Soziale Aspekte Psychobiologische Aspekte Ontogenese und Evolution des Flüsterns Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo

6 Skizze eines dual-task-Experiments
Aufgabe: es sollte geklärt werden, wie sich Flüstern auf die Lösung definierter Aufgaben auswirkt. (Versuchsanordnung) V L T Vorgehen: Testpersonen (T) sollten sich visuell gebotene Stimuli (V) merken. Parallel dazu wurden sie mit auditorischen Stimuli (L) beschallt. Resultate: 1) Geflüsterte Stimuli lenkten die Aufmerksamkeit der Probanden von den Aufgaben ab, auditorische Kontroll-Stimuli aber nicht. 2) Das Merkvermögen für visuell kodierte Information wurde gleichzeitig signifikant reduziert; und zwar unabhängig vom jeweiligen Kodierungsmodus der geflüsterten Stimuli. Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo

7 Signaleigenschaften des Flüsterns
Signaleigenschaften des Flüsterns Methode: Messungen von akustischen Parametern sowie der Leistungen von Sprechern Ergebnisse: - Flüstern hat eine geringere Reichweite - erfordert mehr Atemluft - ist leichter durch Hintergrundrauschen zu maskieren als stimmliche produzierte Sprache. Soziale Aspekte Methode: Playback Experimente und Befragungen - Flüstern ist ein ‘ingroup’ Signal (wird bevorzugt zwischen vertrauten Personen eingesetzt). - Einsatz von Flüstern kann paarintern zu positiven Effekten führen und Bindungen stärken. - Problem: andere Personen werden kommunikativ und damit auch sozial ausgegrenzt Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo

8 Psychobiologische Aspekte
Methode: Dual Task Experimente (parallele Aufgaben für verschiedene Sinnesleistungen; hier: Hören/Sehen) Ergebnisse: - Flüstern steigert die auditorische Vigilanz von Zuhörern. - Lösung visueller Aufgaben wird durch paralleles Flüstern signifikant beeinträchtigt Ontogenese und Evolution des Flüsterns Methode: Beobachtungen und Spielversuche mit Kindern bis 5 Jahren und theoretischer Ansatz (zur Evolution/Ritualisierung) - Flüstern kann bereits im Alter von etwa 1.5 bis 2 Jahren auftreten - Es wird aber erst mit etwa 4-5 Jahren eigenständig genutzt. - Die Gesamtheit der Eigenschaften des Flüsterns weist darauf hin, dass es als ritualisierte Form des normalen Sprechens anzusehen ist, die sich ursprünglich im intimen Privatbereich herausgebildet hat. Dipl.-Biol. Jasmin Cirillo

9 Charité - Institut für Anatomie
Promotion zum Dr. rer. nat. Frau Dipl.-Biol. Antje Diestel „ Funktion der Poly(ADP-Ribose)-Polymerase-1 bei der inflammatorischen Schädigung von Neuronen durch aktivierte Mikrogliazellen “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Nitsch Charité - Institut für Anatomie Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

10 Vektorkontrolle + NMDA
Inhibition der PARP-1 in Mikrogliazellen mittels eines antisense (as)PARP-1 Vektors Funktionelle Untersuchungen: Schutz vor neuronalem Sekundärschaden Neuronaler Primärschaden Vektorkontrolle + NMDA asPARP-1 Vektor + NMDA Aktivierte Mikroglia NF- k B PARP TRANSLOKATION AKTIVIERUNG NF- k B PARP HMG-I(Y) Schutz durch gestörte Migration der Mikroglia Regulationsmechanismen: Regulation der Migration über das β2-Integrin CD11a transkriptionelle Regulation von CD11a über einen Protein-Protein-Komplex bestehend aus der aktivierten PARP-1, dem translozierten Transkriptionsfaktor NF-κB und dem HMG-1 (Y) Protein CD11a Migration Neuronaler Sekundärschaden Dipl.-Biol. Antje Diestel

11 Promotion zum Dr. rer. nat.
Frau Dipl.-Biol. Sandra Heinze „ Funktionelle Charakterisierung der Expression von STAT3 in humanen Pankreaskarzinomzellen“ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Rosewicz Med. Klinik m. S. Hepatologie und Gastroenterologie CVK, Charité der Universitätskliniken zu Berlin Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen.

12 Humanes Pankreaskarzinom und STAT3
Das humane Pankreaskarzinom steht an fünfter Stelle der häufigsten Todesursache aller malignen Tumorerkrankungen in den westlichen Industriestaaten Die 5-Jahres-Überlebensrate beträgt weniger als 2 % Die Behandlungsmethoden sind begrenzt, da eine primäre Resistenz gegen pro-apoptotische Stimuli wie Chemotherapie und Bestrahlung vorliegt Im humanen Pankreaskarzinom sind wichtige potentielle STAT3 upstream-Aktivatoren überexprimiert und aktiviert Dipl.-Biol. Sandra Heinze

13 Humanes Pankreaskarzinom und STAT3
Der Transkriptionsfaktor STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3) besitzt wichtige Funktionen in Zellprozessen wie Wachstum Differenzierung Apoptose Es gibt Anhaltspunkte für ein onkogenes Potential von STAT3, da die konstitutive (dauerhafte) Aktivierung von STAT3, die in zahlreichen Karzinomen und Tumorzelllinien nachgewiesen werden konnte, dort zu einer Inhibition von Apoptose und zu unkontrolliertem Zellwachstum beiträgt Dipl.-Biol. Sandra Heinze

14 Aktives, tyrosin-phosphoryliertes STAT3 ist in humanen Pankreaskarzinomzellen überexprimiert
in vivo A in 34 % aller Tumorzellen aktives STAT3 < 5 % aktives STAT3 in nicht-transformiertem Gewebe duktaler Epithelien in vitro Nichttransformierter Duktus (links) und transformierter Duktus (rechts) 89 kDa STAT3 α ß p(tyr) p(ser) AsPC-1 BxPC-3 CAPAN-1 CAPAN-2 DAN-G MIA Pa CA-2 PANC-1 LCC-18 92 kDa Dipl.-Biol. Sandra Heinze

15 Funktionen von STAT3 im humanen Pankreaskarzinom
G1 Konstitutive Aktivierung Verzögerung der der G1/S-Phase Progression STAT3 P STAT3 CDK2 Cyclin E p21 P S Inhibition dieses konstitutiv aktiven STAT3 führte in humanen Pankreaskarzinomzellen zu einer erhöhten Expression des CDK-Inhibitors p21WAF1 in vivo und in vitro und damit zu einer selektiven Inhibition der CDK-2-Kinase-Aktivität daraus resultierte eine Verzögerung der G1/S-Phase-Progression des Zellzyklus, die den Nachweis der  signifikanten Wachstumsinhibition in vitro  und des reduzierten Tumorwachstums in der Nacktmaus erklärt Somit konnte nachgewiesen werden, dass STAT3 am transformierten Phänotyp im humanen Pankreaskarzinom beteiligt ist Dipl.-Biol. Sandra Heinze

16 Howard Hughes Medical Institute, New York
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Biochem. Jürgen Helmers „ Structural and Biochemical Studies of Cotranslational Protein Transport across the Endoplasmic Reticulum “ unter der Anleitung von Herrn Blobel, M.D., Ph.D. Howard Hughes Medical Institute, New York Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

17 Structural and Biochemical Studies of Cotranslational Protein Transport across the Endoplasmic Reticulum Identifizierung des Extensionssegments ES27 als dynamisches rRNA Element an der Peripherie der großen ribosomalen Untereinheit mittels Kryo-Elektronenmikroskopie und 3D-Rekonstruktion. Bestimmung der 3D-Struktur des translatierenden Ribosoms in Assoziation mit dem proteinleitenden Kanal Das Ribosom ist über 4 Verbindungen, bestehend aus ribosomalen Proteinen und ribosomaler RNA, mit dem trimeren Translokationskanal verbunden. Identifikation der beta-Untereinheit des trimeren Translokationskanals in Hefe als der Guanin-Nukleotid-Austauschfaktoren (GEF) für die beta-Untereinheit des Signal Recognition Particle"-Rezeptors. Die Funktion als GEF ist abhängig vom Assemblierungszustand in die verschiedenen Translokationkanäle Dipl.-Biochem. Jürgen Helmers

18 Structural and Biochemical Studies of Cotranslational Protein Transport across the Endoplasmic Reticulum Dipl.-Biochem. Jürgen Helmers

19 Structural and Biochemical Studies of Cotranslational Protein Transport across the Endoplasmic Reticulum Dipl.-Biochem. Jürgen Helmers

20 Campus Benjamin Franklin
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini „ Die Bedeutung von Bcl-2-Proteinen für die Regulation der Apoptose beim malignen Melanom “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Geilen Charité-Universitätsmedizin Berlin Campus Benjamin Franklin Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

21 Inhibition der Fas-vermittelten Apoptose nach Überexpression von Bcl-2
Mel-HO A-375 pIRES pIRES-bcl-2 Bcl-2 (26 kDa) Bax (21 kDa) Kontrolle = 100% CH-11= agonistisch zu Fas-L DNA-Fragmentierung A-375 pIRES A-375 Bcl-2 Mel-HO pIRES Mel-HO Bcl-2 Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

22 Erhöhte Apoptose nach Überexpression von Bcl-XS in stabil transfizierten SKM-13-Subklonen
Bcl-XL 29 kDa Bcl-XS 21 kDa DNA-Fragmentierung - + - + - + - + - + - + - + - + Doxycyclin: SKM13-Tet-On: XS-1 XS-3 XS-4 XS-5 XL-11 XL-15 Mock-4 Mock-5 Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

23 Chromatin-Kondensation sowie DNA-Fragmentierung nach Bcl-XS-Expression
SKM13-Bcl-XS-5 24h % apoptotischer Zellen 36h Doxycyclin: - + - + Zeit: 24h 36h - Doxycyclin + Doxycyclin Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

24 Zusammenfassung Exogenes Bcl-2 bzw. Bcl-XL blockiert Apoptose in Melanomzellen Bcl-XS-Überexpression induziert Apoptose in Melanomzellen Bcl-XS-Überexpression verzögert Tumorwachstum in Nacktmäusen Additiver pro-apoptotischer Effekt von Bcl-XS mit Chemotherapeutika Entdeckung einer neuen Bcl-X-Spleißvariante Bcl-XS18 Dipl.-Biochem. Amir Masoud Hossini

25 Institut für Theoretische Chemie
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Chem. Dominik Kröner „ Theorie zur selektiven Präparation von Enantiomeren durch Laserpulse “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Manz Institut für Theoretische Chemie Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei. Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biol. Annette Rother

26 Computersimulationen an Modellen von Molekülen
(Methoden: Quantenchemie, Quantendynamik) Simulation: Kontrolle der Chiralität (Händigkeit) von Molekülen mit Lasern

27 Umwandlung eines Razemats (1:1 Gemisch zweier Enantiomere) in ein reines Enantiomer
mittels ultrakurzer (Femtosekunden) Laserpulse Entwicklung von Laserpulskontrollmechanismen

28 Max-Delbrück-Zentrum
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Biol. Thilo Mokros „ Molekulare Mechanismen der Immunmodulation durch den Zytomegalievirus-kodierten Chemokinrezeptor US28 “ unter der Anleitung von Herrn Priv.-Doz. Dr. Lipp Max-Delbrück-Zentrum Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

29 Chemokine locken weiße Blutzellen zu Virus-infizierten Zellen
Als Reaktion auf eine Virusinfektion schütten Körperzellen sogenannte Chemokine aus. Diese körpereigenen Lockstoffe lenken die weißen Blutzellen des Immunsystems aus dem Blutstrom an den Ort der Virusinfektion. Dort werden die Viren und infizierten Zellen durch die weißen Blutzellen beseitigt. Dipl.-Biol. Thilo Mokros

30 Der Zytomegalievirus-kodierte Rezeptor US28 entfernt Chemokine
Das humane Zytomegalievirus veranlaßt die infizierte Zelle ein virales Genprodukt zu bilden, das US28-Protein. Dieses Protein beseitigt die Chemokine aus dem Umfeld infizierter Zellen. Man nimmt an, daß die Entfernung der Chemokine die Anlockung der weißen Blutzellen verhindert und das Virus dadurch vor dem Angriff durch weiße Blutzellen schützen soll. US28 entfernt die Chemokine durch deren Aufnahme in die Zelle. Hierfür muß US28 durch Phosphorsäurereste (P) modifiziert sein. Dipl.-Biol. Thilo Mokros

31 Molekulare Mechanismen der Immunmodulation durch den Zytomegalievirus-kodierten Chemokinrezeptor US28 In der Doktorarbeit konnte aufgezeigt werden, durch welche molekularen Mechanismen der US28-Rezeptor die Chemokine entfernt: Grundlage ist eine Modifizierung des US28-Proteins mit Phosphorsäureresten (Abb.2 “P”). Sie ist in ihrem Ausmaß und ihrer Form unter verwandten Proteinen bislang einzigartig. Die Modifikation durch Phosphorsäurereste erlaubt dem US28-Protein sehr effizient die Chemokine an der Oberfläche der infizierten Zelle zu binden und anschließend in das Zellinnere aufzunehmen. Durch eine derartige Manipulation der menschlichen Immunabwehr kann das Zytomegalievirus möglicherweise seine Beseitigung durch das Immunsystem verhindern. Dipl.-Biol. Thilo Mokros

32 Deutsches Rheuma-Forschungszentrum
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Biol. Till Muzzulini „ Immunmodulation der Th-Zellreaktion mittels DNA Koimmunisierung “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Radbruch Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

33 Differenzierung von Th-Zellen:
Eine fehlgeleitete Differenzierung von T-Helfer (Th)-Zellen kann zur Entstehung von Autoimmunerkrankungen und Allergien führen. Differenzierung von Th-Zellen: 1) Th1 Zellen; sind proinflammatorisch und beteiligt an der Entstehung von Autoimmunerkrankungen 2) Th2 Zellen unterdrücken die Entstehung von Th1 Zellen, sind anti-inflammatorisch Versuch mittels DNA Immunisierung die Differenzierung der Helfer-T-Zellen zu beeinflussen um somit Autoimuununerkrankungen zu therapieren Verschiedene DNA Immunisierungsprotokolle getestet Ziel war unter anderem die Induktion von Th2 Zellen mittels IL-4 DNA Koimmunisierung Diese Immunisierung führte aber zu einer Th1 Differenzierung. Mechanismus dieser unerwarteten IL-4 vermittelten Th1 Differenzierung aufgeklärt. Dipl.-Biol. Till Muzzulini

34 pro: humorale Immunität kontra: Allergie naive Th-Zelle (CD4+)
IL-4 Th2 pro: humorale Immunität kontra: Allergie naive Th-Zelle (CD4+) Proliferation aktivierte IL-2 Differenzierung IL-12 Th1 pro: zelluläre Immunität kontra: Autoimmunität IFN-g dendritische Zelle ?? IL-10?, TGF-b? Treg pro & kontra: limitiert Immunreaktion ??/IL-10/TGF-b Dipl.-Biol. Till Muzzulini

35 zelluläre und humorale Immunantwort
DNA Immunisierung Expressionsplasmid „pOVA“ Applikation der Plasmid DNA -- Nadelinjektion -- oraler Gabe --„GeneGun“ Promotor Antigen cDNA Poly-A zelluläre und humorale Immunantwort gegen das Antigen Dipl.-Biol. Till Muzzulini

36 DNA Koimmunisierungen
Ovalbumin cDNA Zytokin cDNA „ Th2 polarisierende " Zytokine pIL4 (IL-4) pIL6 (IL-6) „ Th1 polarisierende " Zytokine pIL12 (IL-12p70) pIFNg (IFN-g) Gold- Partikel pIL4 => Th2 => Limitierung einer Arthritis pIL12 => Th1 => Verstärkung einer Arthritis Dipl.-Biol. Till Muzzulini

37 Mechanismus Haut Lymphknoten Th1 IL-12 IL-4 ?? ???? Th- Zelle DC
Dipl.-Biol. Till Muzzulini

38 Etablierung GeneGun induziert starke, spezifische und gut reproduzierbare Th-Zellreaktion GeneGun induziert Th1 und Th2 Zelldifferenzierung Immunmodulation IL-12 DNA Koimmunisierung induziert Th1 Zelldifferenzierung IL-4 DNA Koimmunisierung induziert ebenfalls Th1 Zelldifferenzierung und verstärkt Antigen induzierte Arthritis Mechanismus CpG Motive sind nicht für die IL-4 induzierte Th1 Differenzierung verantwortlich IL-4 DNA Immunisierung induziert TNF-a Produktion in DCs, IL-12p40 Produktion aber unverändert => für die rationelle Entwicklung DNA Immunisierung basierter Therapien müssen alle beteiligten Zelltypen berücksichtigt werden Dipl.-Biol. Till Muzzulini

39 Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Chem. Boas Paz „ Die simultane Bestimmung von Quecksilber-, Arsen- und Selenspezies mit der ICP-AES nach deren Abtrennung aus der Luft mit der Chromatomembran-Methode “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Simon Institut für Anorganische und Analytische Chemie Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biol. Annette Rother

40 Es wurde ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung von flüchtigen Quecksilber-, Arsen- und Selenspezies aus der Luft mit einem ICP-Atomemissionsspektrometer (inductively coupled plasma) entwickelt. Diese Stoffe nehmen eine Sonderstellung in der (Umwelt-)analytik ein, da sie einerseits sehr flüchtig sind (und daher schwer zu quantifizieren sind ) und andererseits im lebenden Organismus angereichert werden, da sie im Körper sehr stabile Verbindungen mit enzymatischen Thiol-Gruppen eingehen. So kann die Aufnahme auch sehr kleiner Mengen dieser giftigen Spezies aus der Luft, über einen längeren Zeitraum, zu schwerwiegenden gesundheitlichen Problemen führen   Der Einsatz von hochauflösenden Atomemissionsspektrometer mit Plasmaanregung ermöglicht eine simultane Messung von bis zu über 30 Elementen. Die Anregungsquelle ist eine Plasmafackel ( K) in der die Elemente aus der Probe vollständig desolvatisiert, verdampft und ionisiert werden. Dieses ermöglicht die Messung von Spuren und Ultraspuren giftiger und umweltgefährdender Kontaminaten in Luft, Wasser und Boden.

41 Chromathomembran-Methode
Aber: 1) Die Probe muss jedoch als Lösung in das Spektrometer eingebracht werden. 2) Die Verunreinigungen in der Luft liegen noch unter der Nachweisgrenze des ICP-Spektrometers. Daher muss zur Erfassung kleinster Mengen giftiger und gasphasiger metallischer Spezies mit einem ICP-Spektrometer vorerst ein Anreicherungs-, Separierungs- und Extraktionsschritt aus der Gasmatrix erfolgen. Mit Hilfe der Chromathomembran-Methode konnte dieses Ziel erreicht werden. Das Kernstück der Chromatomembran-Methode ist die Chromatomembran-Zelle. Sie besteht aus einem biporösem, hydrophobem PTFE-Block. Wird eine polare Flüssigkeit durch die CM-Zelle gepumpt, bewegt sie sich lediglich durch die Makroporen des PTFE-Blocks. Die Mikroporen bleiben ihr aufgrund ihres Kapillardrucks in dem hydrophoben Material versperrt. Das Gehäuse der Zelle besitzt jeweils einen Ein- und einen Ausgang für jede Phase. Beide Phase können senkrecht zueinander und unabhängig durch die CM-Zelle gepumpt werden, ohne dass eine Vermischung stattfindet. An der Phasenkontaktfläche ist ein Stoffaustausch möglich.

42 Fließinjektionsanalyse
Das Verfahren wurde entsprechend den Prinzipien der Fließinjektionsanalyse entwickelt: Man lässt ein Gas (Stickstoff) und eine polare Phase (4-molare Salpetersäurelösung) kontinuierlich durch die 4-Loch-Chromatomembran-Zelle strömen. Die Luft-Probe wird dann aus einer 100ml Gasspritze in den Stickstoffgasstrom (Trägergas) injiziert. Dafür befindet sich ein Einspritz-Ventil (Injection-Port) am Verbindungsschlauch von der Gasflasche zur Zelle. In der Zelle werden die Analyten (Quecksilber-, Arsen- und Selenspezies) an der Phasenkontaktfläche (gas-flüssig) in die wässrige Lösung (polare Phase) extrahiert. Dabei verlassen sie ihre ursprüngliche Matrix (Separierung) und können durch geschickte Wahl der Strömungsgeschwindigkeiten - von polarer und unpolarer Phase zueinander.- in der wässrigen Lösung angereichert werden. Die wässrige Lösung wird mittels einer peristaltischen Pumpe in das Emissions-Spektrometer eingeführt und kann sogleich vermessen werden:

43 Frau Dipl.-Biol. Annette Rother
Promotion zum Dr. rer. nat. Frau Dipl.-Biol. Annette Rother „ Untersuchungen zu Aggregaten in einem Fluss-See-System der Spree “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Hausmann Institut für Zoologie Die Abundanz, Größenverteilung und Struktur sowie die Bildung von Aggregaten wurden in dieser Arbeit im Zusammenhang mit deren Transport- und Sedimentationsverhalten in einem Fluss-See-System der Spree untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass viel Material, vor allem Phytoplankton, aus dem (Neuendorfer) See in den unterhalb gelegenen Fließbereich eingetragen wird. Algen sind nicht nur im See, sondern auch im Fließgewässer ein wesentlicher Bestandteil von Aggregaten. Sie tragen durch ihr Vorhandensein und durch die Bereitstellung von Matrixmaterial zur Partikelbildung bei.  Obwohl in der letzten Dekade sowohl die Nährstoffkonzentration als auch die Phytoplankton-menge in der unteren Spree deutlich abgenommen haben, ist die zukünftige Entwicklung kaum vorhersagbar. Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Durch einen niedrigen Durchfluss und somit einer längeren Verweildauer wird das Wachstum von Algen begünstigt. Die Algenmenge wiederum steuert wesentlich die Partikeldynamik. Infolgedessen ist einerseits mit einer höheren Partikelkonzentration zu rechnen, andererseits werden aufgrund des niedrigen Durchflusses vermehrt Aggregate durch Sedimentation zurückgehalten. Durch Sedimentation und auch durch Fraß von benthischen Organismen erhöht sich die Verweildauer der Nährstoffe, die mit den Partikeln transportiert werden, im System. Bei dem Abbau von sedimentiertem organischen Material wird Sauerstoff verbraucht. Gerade im Sommer kann es zu Sauerstoffmangel im System kommen, da in diesen Monaten einerseits der Durchfluss gering ist und andererseits eine hohe Partikelkonzentration vorliegt; das Material sedimentiert unter diesen Bedingungen verstärkt, so dass zudem mit Verschlammungsprozessen zu rechnen ist. Sauerstoffmangel kann zum Tod von Fischen und anderen Wassertieren führen. Dipl.-Biol. Annette Rother

44 Untersuchungen zu Aggregaten in einem Fluss-See-System der Spree
Lichtmikroskopische Aufnahme vom Aggregat. Dipl.-Biol. Annette Rother

45 Untersuchungen zu Aggregaten in einem Fluss-See-System der Spree
Hintergrund: Verbunden mit der Umgestaltung der Braunkohlefolgelandschaften ist in der Spree in den kommenden Jahren mit einer deutlichen Reduktion des Durchflusses zu rechnen. Welche ökologischen Folgen ergeben sich daraus ? Ziel: Bildung, Größenverteilung sowie das Transport- und Sedimentationsverhalten von Aggregaten in einem Fluss-See-System der Spree u.a. in Abhängigkeit vom Durchfluss und der Jahreszeit zu untersuchen. Dipl.-Biol. Annette Rother

46 Aggregatumsätze in Fließgewässern
Sediment Aggregation Sedimentation Resuspension Transport Dipl.-Biol. Annette Rother

47 N Untersuchungsgebiet
links: Deutschlandkarte mit eingezeichneter Spree rechts: Karte von der Krumme Spree - südöstlich von Berlin - Dipl.-Biol. Annette Rother

48 Schlussfolgerungen Niedrige Durchflussverhältnisse begünstigen das Algenwachstum. Die Algenmenge wiederum steuert maßgeblich die Aggregatentwicklung. Im Sommer wird bei niedrigen Durchflüssen verstärkt Material durch Sedimentation und Fraß durch benthische Organismen zurückgehalten, wodurch sich die Verweildauer von Nährstoffen im System erhöht. Abbauprozesse können insbesondere im Sommer zu Sauerstoffmangel führen, was den Tod von Fischen und anderer Wassertiere bewirken kann. Dipl.-Biol. Annette Rother

49 Institut für Angewandte Genetik
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Mgr. Tomáš Werner „ Functional analysis of the cytokinin oxidase/dehydrogenase gene family from Arabidopsis thaliana “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Schmülling Institut für Angewandte Genetik Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

50 Differential gene expression
Functional analysis of the cytokinin oxidase/dehydrogenase gene family from Arabidopsis thaliana Differential gene expression Die Dissertation behandelt die funktionelle Charakterisierung einer Genfamilie des Modellorganismus Arabidopsis. Die Produkte der Genfamilie der Cytokininoxidasen baut das Pflanzenhormon Cytokinin ab. Die Expression und subzelluläre Lokalisation der Proteine wurde mit molekularbiologischen Methoden gezeigt.  Es konnte mithilfe transgener cytokinindefizienter Pflanzen gezeigt werden, dass Cytokinine im Spross und Wurzel jeweils spezifische regulatorische Funktionen hat. Damit wurden erstmals eindeutige Belege für eine physiologische Funktion des Hormons erhalten Different subcellular targeting Cytokinin-deficient transgenic plants Mgr. Tomáš Werner

51 Functional analysis of the cytokinin oxidase/dehydrogenase gene family from Arabidopsis thaliana
Die Dissertation behandelt die funktionelle Charakterisierung einer Genfamilie des Modellorganismus Arabidopsis. Die Produkte der Genfamilie der Cytokininoxidasen baut das Pflanzenhormon Cytokinin ab. Die Expression und subzelluläre Lokalisation der Proteine wurde mit molekularbiologischen Methoden gezeigt.  Es konnte mithilfe transgener cytokinindefizienter Pflanzen gezeigt werden, dass Cytokinine im Spross und Wurzel jeweils spezifische regulatorische Funktionen hat. Damit wurden erstmals eindeutige Belege für eine physiologische Funktion des Hormons erhalten Mgr. Tomáš Werner

52 Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik
Promotion zum Dr. rer. nat. Frau Dipl.-Biol. Jennifer Winter „ Molekulare Charakterisierung des MID1-Gens “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Ropers Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

53 Molekulare Charakterisierung des MID1-Gens
myc/MID1 myc/Exi6.1 Die Abbildung zeigt einen OS-Patienten, rechts Immunfluoreszenzbilder von MID1 (links) und einer alternativ gespleißten MID1-Isoform (rechts). Dipl.-Biol. Jennifer Winter

54 Molekulare Charakterisierung des MID1-Gens
MID1-protein RING finger B-Boxes Coiled-coil C-terminal human exons 5 6 exons exon1 exon2 exon3 exon4 1 1a 1b 1c hR1 2 2a 2b 2c 2d 2e* 2f 2g 3 3a 4 4a* 5 6 i6 6a 7 8 9 In der Abbildung sind die MID1-Gene von Mensch, Maus und Fugu zu sehen. Die konstitutiv gespleißten Exons sind als schwarze Boxen dargestellt, und die im Rahmen der Arbeit identifizierten alternativ gespleißten Exons als unterschiedlich grau gefärbte Boxen. mouse mexons mexons mexon1 mexon2 mexon3 mexon4 1 mR1 2 mi2 m2a m2b* m2c 3 4 m4a m4b* 5 6 7 8 9 fugu fexons fexons fexon1 fexon2 fexon3 fexon4 1 f1a f1b f1c f1d f1e 2 3 4 5 6 7 8 9 Dipl.-Biol. Jennifer Winter

55 Molekulare Charakterisierung des MID1-Gens
Opitz Syndrom (OS) ist eine monogene Erbkrankheit, die durch Organfehlbildungen der vorderen Mittellinie charakterisiert ist OS wird durch Mutationen im X-chromosomalen MID1-Gen hervorgerufen im Rahmen meiner Arbeit wurde das alternative Spleiß-Muster des MID1-Gens untersucht und zahlreiche alternativ gespleißte MID1-Varianten in Mensch, Maus und Fugu identifiziert Es wurde gezeigt, dass diese alternativ gespleißten MID1-Varianten die Funktion des MID1-Proteins regulatorisch beeinflussen Somit konnte dazu beigetragen werden, die Entstehung des spezifischen OS-Phänotypen durch Mutationen im ubiquitär exprimierten MID1-Gen zu erklären Dipl.-Biol. Jennifer Winter

56 Promotion zum Dr. rer. nat.
Frau M. Sc. Shuling Yan „ Investigation on the role of CD26 in immune system and resolution of its 3D-structure “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Reutter Institut für Molekularbiologie und Biochemie Charité-Universitätsmedizin Berlin Campus Benjamin Franklin Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

57 Institut für Organische Chemie Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz
Promotion zum Dr. rer. nat. Herr Dipl.-Chem. Nong Zhang „ Synthesis and Functionalization of Optically Active C-Allylglycine Derivatives “ unter der Anleitung von Herrn Prof. Dr. Nubbemeyer Institut für Organische Chemie Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz Exzitotoxische Hirnschädigungen, die beispielsweise beim Schlaganfall oder Trauma auftreten, führen zu einem neuronalen Primärschaden. Diese primär geschädigten Neurone können immmunkompetente Mikrogliazellen im Gehirn aktivieren, die dann in die Gebiete der neuronalen Degeneration einwandern, zytotoxische Stoffe produzieren und so einen Sekundärschaden verursachen. In der Doktorarbeit konnte durch funktionelle Untersuchungen gezeigt werden, daß eine spezifische Inhibition des nukleären Enzyms Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1) in Mikrogliazellen zum einen exzitotoxisch geschädigte Neurone vor einem neuronalen Sekundärschaden schützt und zum anderen zu einer gestörten Migration der Mikrogliazellen führt. Untersuchungen zu den Regulationsmechanismen der Mikrogliaaktivierung ergaben, daß die mikrogliale Migration im lebenden Hirngewebe von dem Integrin CD11a kontrolliert wird. Dieses Integrin wird wiederum durch die Formation eines nukleären PARP-NF-kappaB-HMG-1(Y)-Protein-Komplexes transkriptionell reguliert. Damit konnte in dieser Arbeit zum einen ein grundsätzlich neues Regulationsprinzip der Integrin-Expression beschrieben und zum anderen mit der PARP-1 ein molekulares Zielprotein identifiziert werden, an dem neue therapeutische Strategien zur Neuroprotektion nach einer exzitotoxischen Schädigung ansetzen können.

58 Aufgabenstellung Synthese von optisch aktiven C-Allylglycin-Derivaten durch chirale auxiliarkontrollierte zwitterionische aza-Claisen Umlagerung Optisch aktive C-Allylglycin-Derivate sind vielfältig verwendbare Startmaterialien in der organischen Synthese. Sie dienen einerseits als weiter funktionalisierbare Monomere in (Oligo-) Peptiden, andererseits können aus ihnen diverse komplexe Aminosäuren und Alkaloide aufgebaut werden. Optisch aktive C-Allylglycine werden gewöhnlich durch de-novo-Synthesen gewonnen. Das Einführen der chiralen Information erfolgt meist mittels Auxiliar-kontrollierter Reaktionen. In der vorliegenden Arbeit werden N-Allyl-(S)-Prolinderivate als chirale Allylüberträger eingesetzt: Die Reaktion mit Glycinylfluoriden erlaubt den direkten Aufbau von (R)-C-Allylglycinamiden. Das Stickstoffzentrum kann dabei im weiten Rahmen variabel substituiert sein, mindestens ein Akzeptorsubstituent ist jedoch erforderlich. Das Einsatzgebiet der (R)- C-Allylglycine ist auf dem Gebiet der Totalsynthese angesiedelt, hier werden flexible Zugänger zu Crinan und anderen Amaryllidaceae Alkaloiden gesucht. -N-BOC-Amide können leicht in o-Brom-N-piperonylsysteme transformiert werden. Ein Halogen / Metall-austausch mit darauffolgender Cyclisierung liefert Isochinolone (Abspaltung des Auxiliars in Syntheseschritt). Alternativ kann ein lithiierter Aromat direkt mit dem C-Allylglycinamid umgesetzt werden, die abschließende Auxiliar-Abspaltung liefert ein acyclisches Keton. Die Ketofunktion kann mittels Allylierung in ein 1,2-Diallylsystem überführt werden. Die sich anschließende Ringschluß-Metathese liefert dann ein definiertes Amino-Cyclohexen (anelliert oder isoliert), welches als Schlüsselintermediat für Amaryllidaceae-Alkaloid-Totalsynthesen vom Crinan-Type dienen soll. Auxiliarabspaltung Funktionalisierung von optisch aktiven C-Allylglycin Derivaten Synthese von Bausteinen für polycyclische Alkaloide

59 Synthese der Auxiliarpyrrolidine und der Säurefluoride

60 Zwitterionische aza-Claisen Umlagerung

61 (Intramolekulare Cyclisierung)
Auxiliarabspaltung und Funktionalisierung 2 M H2SO4 ArLi ArLi (Intramolekulare Cyclisierung)

62 Herzlichen Glückwunsch!