OPUS 4 | Weitere biologische Literatur (eingeschränkter Zugriff)

The seed surface morphology of the Gesneriaceae utilizing the scanning electron microscope and a new system for diagnosing seed morphology (1983)

Helen T. Beaufort-Murphy

The seed collection of the species of the Gesneriaceae on which this study is based was obtained, for the most part, during a number of visits to the herbaria of the Smithsonian Institution, Washington, D.C., and the Royal Botanical Garden of Kew, London, and Edinburgh, Scotland. The seed collection comprises well over 800 samples of about 700 species of the Gesneriaceae, representing 113 genera of the 127 in the family, and provides a good taxonomic representation of the Gesneriaceae. Following an examination of all the samples in the seed collection, over 300 species of the 113 genera were selected to represent the wide range of seed morphology characters observed among the examined species of the Gesneriaceae. A system with which to analyze and diagnose seed surface morphology, designed by the author, is based on a format of six major categories and 60 tertiary terms of seed morphology characters and a companion diagnostic table. The categories are arranged in a sequence of increasingly smaller seed characters, ranging from seed shape to the ultrastructural characters of the individual cells. To ensure that the system would also apply to seed plants in general, the seeds, achenes and nutlets of a wide variety of species from families other than the Gesneriaceae were examined. Twenty species from 13 families other than the Gesneriaceae were then selected and are included in this study and, together with the Gesneriaceae, represent eight of the ten subclasses of the flowering plants (Cronquist 1968). The seeds, achenes and nutlets of all the species included in this study are illustrated with SEM photomicrographs on the 54 plates of the Seed Atlas, and the seed morphology data of each species are recorded on the diagnostic tables that face each of the Atlas Plates. To facilitate the comparison of the taxa of the Gesneriaceae, and to assist in the identification of the seeds of the examined species of the Gesneriaceae, the seed morphology data are also recorded on a summary table at the genus, tribe, subfamily and family levels. The seed morphology of the Gesneriaceae is compared and contrasted with the current classifications of the family at the species, genus, tribe, subfamily and family levels. The seed analysis system designed for this study has proven to be a rapid, efficient, uniform, objective method to deal with the analytical, diagnostic, and taxonomic aspects of an investigation of seed morphology. In addition, the system readily lends itself to the substitution or addition of terms and categories if needed, or to programming for a computerized analysis of seed morphology. It is hoped that the system will prove useful to other investigators, as well as prove helpful to standardize future investigations of seed morphology.

Floral evolution in the Ranunculaceae (1964)

Elmar Emil Leppik

Six clearly separable evolutionary levels in the floral evolution of the Ranunculaceae were found to coincide with the six corresponding stages of sensory development of their pollinators as follows: amorphic -> haplomorphic -> actinomorphic -> pleomorphic -> stereomorphic-zygomorphic. This is a basic trend of floral evolution, fully recapitulated in a single family. Except for the first (amorphic), all upper levels are represented in the present-day floras as clearly separable type-classes. They are therefore accessible to direct observations and experimental study. Extensive statistical data on flower visitors of the Ranunculaceae confirm the proposed theory of the mutual interrelationship between the evolutionary levels of flower types and sensory stages of pollinating insects. The new picture, obtained by this study, gives us a better understanding of the evolutionary relationship between insects and plants and explains the extreme diversity in the floral structure of the Ranunculaceae.

Expression und Charakterisierung des Parvulustat Proteins und seinen Derivaten (2010)

Alma Sokočević

Die vorliegende Arbeit hat die Charakterisierung und Untersuchung des Stabilitätsverhaltens von Parvulustat (PL), einem Homologen des α-Amylase-Inhibitors Tendamistat, zum Inhalt. Zur weitreichenden Charakterisierung wurden verschiedene Proteinregionen des Parvulustats der CTerminus, das hydrophobe Cluster, die Disulfidbrücken sowie die Proline auf ihren jeweiligen Einfluss auf die Struktur und die thermodynamische Stabilität untersucht. In der vorliegenden Zusammenfassung werden die Ergebnisse dieser Studien komprimiert präsentiert: · Charakterisierung des Parvulustat-Wildtyps Es galt vorweg herauszufinden, wie sich der Inhibitor unter nativen und denaturierten Bedingungen verhält, um Rückschlüsse auf seine Merkmale und Strukturen zu ziehen. Die erzielten Ausbeuten und die hohe Reinheit des isolierten Parvulustats erlaubten eine umfassende Charakterisierung, einschließlich zahlreicher Kristallisationsexperimente, die vermuten lassen, dass eine Kristallisation möglich sein sollte. Aufgrund der Tatsache, dass die Struktur des Parvulustats bis 2009 unbekannt war, wurde die sekundäre Struktur mittels Circulardichroismus und Fluoreszenzspektroskopie untersucht. Die Analyse des fernen UV-CD-Spektrums bei pH 7,0 und 25°C offenbarte eine „all-b-sheet“ Protein-Struktur. Mittels Fluoreszenzspektroskopie wurde deutlich, dass die aromatischen Aminosäuren exponiert vorliegen. Um zunächst einen Einblick in die Strukturveränderungen und die thermodynamische Stabilität zu erhalten, wurde der temperaturinduzierte Entfaltungsübergang mittels CD-Spektroskopie verfolgt. Das Angleichen der bei 230 nm gemessenen CD-Daten nach der linearen Extrapolations-Methode für eine Zweizustands-Faltung ergab einen Tm-Wert von 82°C und D H(Tm) von 201,6 kJ/mol. Die beträchtlichen Werte veranschaulichen die hohe Stabilität des Parvulustats. Eine aus den CDMessungen bei 50° ergebende Übergangskurve zeigte, dass sich die Sekundärstruktur mit einem Übergangsmittelpunkt bei 5,62 M GdnHCl kooperativ und reversibel entfaltet. Das Protein entfaltet sogar infolge einer pH-Wert-Senkung bis auf pH 1 nicht vollständig, sondern es wechselt direkt in einen Säure-Zustand („acid-state“). Dieser Zustand zeigt spektroskopisch die gleichen Eigenschaften wie das native Protein, wobei die volle Inhibierungs-Aktivität nicht erhalten bleibt. In sehr basischem Milieu bei pH 14 nimmt Parvulustat einen alkalisch denaturierten Zwischenzustand IB an, der sich erheblich von dem GdnHCl-denaturierten, dem säurebehandelten oder vom „molten globule“ Zustand unterscheidet. Allgemein behielt Parvulustat über ein breites pH-Wert Spektrum (1,0-10,0) die native Struktur, bzw. eine „native like“ Struktur, was erneut auf die enorme Stabilität des Proteins hindeutet. Die von Rehm et al. (Rehm et al., Theoretischer Teil -4- 2009) aufgeworfene Hypothese des „induced fit“ Inhibierungsmechanismus des Parvulustats konnte durch die in dieser Arbeit durchgeführten Experimenten bekräftigt werden. Mittels Sekundärstrukturbestimmungen des Parvulustats unter Komplexbildung mit der a-Amylase konnte eindeutig gezeigt werden, dass strukturelle Veränderungen am Inhibitor im Komplex vorliegen. Durch zahlreiche Tests konnte festgestellt werden, dass die WRY-Region des Parvulustats sich der Struktur der a-Amylase anpasst. Die Komplexierung des Parvulustats bewirkte aber eine thermodynamische Destabilisierung der Inhibitor-Struktur. · Einfluss des C-Terminus auf die Stabilität des Parvulustats Um die Ursachen für die hohe Stabilität des Parvulustats auch im Vergleich zu Tendamistat (Tm: 79°C) zu finden, wurde der Einfluss des hoch flexiblen C-Terminus untersucht. Die Derivate mit um zwei (PL-2AA), vier (PL-4AA) und sieben (PL-7AA) Aminosäuren verkürztem C-Terminus wurden isoliert und analysiert. Die Entfaltungstemperaturen der verkürzten Derivate des Parvulustats sinken mit abnehmender Zahl der Aminosäuren. Die Ergebnisse suggerieren, dass der C-Terminus des Parvulustats eine entscheidende Rolle in der strukturellen Vollständigkeit des Proteins während der thermischen Entfaltung spielt und damit auch in der Faltung (Tab.: 2.1). Der Vergleich der Inhibitoraktivitäten der verkürzten Proteine mit dem nativen Parvulustat ergibt für die Varianten PL-2AA und PL-4AA eine dem Wildtyp ähnliche Aktivität. Die Variante PL-7AA weist eine leicht verringerte Aktivität auf. Tabelle 2.1: ... Einfluss hydrophober Oberflächenclustern auf Stabilität und Faltung des Parvulustats Parvulustat besitzt in der Mitte des ersten b-Faltblatts, um die Position 22 liegend, einen hydrophoben Oberflächencluster. Wie mit Hilfe von Substitutionsexperimenten in dieser Region gezeigt werden konnte, ist die thermodynamische Stabilität des Parvulustats in hohem Maße von der Bildung dieses kleinen aber wichtigen hydrophoben Kerns bestimmt. Demnach muss das b- Faltblatt I und das b-Hairpin I eine entscheidende Rolle in der Faltung von Parvulustat spielen. Position 22 ist in zweierlei Hinsicht für die Stabilität des Parvulustats wichtig: einerseits durch die energetisch wichtigen Wasserstoffbrückenbindungen und zum zweiten steuert die Stelle zur Formation des hydrophoben Kerns bei. Die Daten suggerieren, dass es auch eine thermodynamische Kopplung zwischen dem hydrophoben Effekt und der Präsenz von Wasserstoffbrückenbindungen geben könnte. Zumindest aus der Sicht der Stabilität ist es eindeutig, dass interatomare Interaktionen wie Wasserstoffbrückenbindungen, van-der-Waalsund Dipol-Dipol-Wechselwirkungen notwendig sind, um eine stabile Bildung von b-Faltblättern in Parvulustat und seinen Derivaten zu verwirklichen. · Der Effekt der Proline auf die Stabilität des Parvulustats Der Effekt der Substitution des Prolins durch Alanin an verschiedenen Positionen des Parvulustats wurde ebenfalls untersucht. Im Ganzen betrachtet führt auch die Mehrfachsubstitution von Prolin zu keiner nennenswerten strukturellen Veränderung im Parvulustat. Die durchgeführten thermischen Entfaltungsexperimente bestätigen diese Beobachtungen. Alle Einzelmutanten (P5A, P42A, P48A, P72A) zeigten eine höhere thermische Stabilität als der Wildtyp (Abb. 2.1). Abbildung 2.1: Tm-Werte des Parvulustat-Wildtyps und seinen Prolin Mutanten. Theoretischer Teil -6- Die fast gleich bleibenden Tm-Werte bzw. die Erhöhung der Stabilität des Parvulustats sind durch die strukturelle Fluktuationen zu erklären, denn die rigide XAS-Pro-Bindung wurde durch die flexible XAS-Ala-Bindung ersetzt. · Der Einfluss der Disulfidbindung auf die Stabilität des Parvulustats Der Einfluss der zwei Disulfidbrücken des Parvulustats wurde bezüglich Aktivität, spektraler Eigenschaften sowie Stabilität untersucht. Hierfür wurden 25 Inhibitorvarianten mittels gezielter Mutagenese gewonnen, in denen jeweils zwei Cysteinreste, die im natürlich vorkommenden Parvulustat Disulfidbrücken bilden, durch andere Aminosäuren ersetzt wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Faltung Parvulustats ein zwei Zustand Verhalten besitzt, das außer in Tendamistat in keinem anderen disulfid-verknüpftem Protein gefunden wurde. Dieses Verhalten wurde durch die Entfernung von Disulfidbrücken nicht beeinflusst. Wie durch die CD- und fluoreszenzspektroskopischen Experimente belegt werden konnte, ist die native Struktur des Parvulustats durch die Entfernung der C43-C70-Disulfidbindung tiefgreifend verändert worden. Passend zu den Veränderungen der Struktur haben die Mutationen schwerwiegende Destabilisierungseffekte auf das Protein verursacht, was auch an der Erniedrigung der Freien Gibbs Energie der Denaturierung und der Tm-Werte zu erkennen ist. Die Untersuchung des Einflusses der Aminosäure-Substitution in den Positionen 43 und 70 auf die thermodynamische Stabilität des Parvulustats führt zum Ergebnis, dass die Hydrophobizität und Polarität des Restes 70 einen bedeutenden Effekt auf die Stabilität des Proteins besitzt. Die Betrachtung der thermodynamischen Daten macht deutlich, dass der Beitrag der freien Energie zur Stabilisierung nicht nur abhängig von der eingeführten Aminosäure ist, sondern zum Teil auch von dem strukturellen Kontext abhängt. Die Daten zeigen, dass die Substitution des Alanins an der Stelle 70 durch Leucin oder Threonin die Struktur um 0,3 bzw. 1,7 kJ/mol stabilisieren. Zusätzliche Beiträge zum Unterschied bezüglich des ΔG°-Werts zwischen den Varianten C43AC70L/T und C43L/TC70A können sich auch durch die unterschiedliche lokale Umgebung, wie z.B. die Seitenketten von benachbarten Aminosäuren um die zwei Mutationsstellen ergeben. Der Tm-Wert des Wildtyp-Proteins beträgt 82°C. Die Vergleiche dieser Größe mit der von der stabilsten Cystein-defizitären Doppelmutante C43AC70T (47,3°C) ergibt eine Differenz von 34,7°C. Dieses Ergebnis untermauert, dass die Disulfidbindung 2 eine extrem wichtige strukturelle Komponente in der ungewöhnlich hohen Stabilität des Parvulustats darstellt. Das Ziel der Arbeit war es dennoch die Daten der Stabilitäten einzelner Disulfidmutanten zu sammeln und zu erfassen, um dadurch allgemeine Grundregeln für eine rationale Gestaltung der Elimination beider Disulfidbrücken im Sinne einer vorhersagbaren Auswirkung auf die Proteinstabilität zu bekommen. Theoretischer Teil -7- Der Versuch ein disulfidfreies Protein in großen Mengen aus S. lividans zu isolieren, stellte sich aber als extrem schwierig dar. Nach der Änderung des Stamms des Wirtsorganismus (Streptomyces lividans TK23), Erhöhung der Qualität der Protoplasten und der Expressions- Bedingungen (19°C, 150 rpm) konnten auf dem SDS-Gel stärkere Banden des Derivats C9AC25TC43AC70T-4AA beobachtet werden. Die Expression der Mutante C9AC25TC43AC70L-4AA konnte hingegen nicht nachgewiesen werden. Die anschließende Reinigung des Derivats C9AC25TC43AC70T-4AA des Parvulustats mittels Gelfiltration und RPHPLC bzw. Isolierung des Proteins aus dem SDS-Gel brachte das erwünschte Produkt. Dieses konnte mit der MALDI-Massenspektroskopie eindeutig nachgewiesen werden. Das aktive Cystein-freie Derivat C9AC25TC43AC70T-4AA konnte auch auf dem a-Amylase Plattentest nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Expression und der Nachweis einer cystein-freien Variante möglich sind, dennoch haben die Ausbeuten dieses Proteins für weiterreichende Analytik nicht ausgereicht. Demnach sind die Disulfidbrücken für die Stabilität und Struktur des Parvulustats von enormer Bedeutung dennoch sind sie nicht zwingend erforderlich für die Aktivität und die Expression in S. lividans.

Ältestquartäre Säugetiere aus der südlichen Serengeti, Deutsch-Ostafrika (1942)

Wilhelm O. Dietrich

Die Knochenansammlung im grauen vulkanischen Tuff der Südserengeti gibt als ökologisch unmögliches Gemisch ein gutes Abbild des Gesamtbestandes und des Lebensraumes der altquartärcn ost- und innerafrikanischen Fauna. Diese lebte formenreich in Urwald, Savanne und offener Steppe. Das Fehlen wasserlebender Tiere ist hier auf örtliche Umstände zurückzuführen: die vulkanischen Aschen gingen auf Steppenboden nieder, Die benachbarten, ungefähr gleichalten Knochenlager enthalten solche Tiere. Neu ist an der Serengetifauna der bereits beträchtliche Anteil von Kleinsäugern (Nager; Insektivoren fehlen noch). Diese wird weitere Forschung vermehren. Die klimatische Entsprechung der Fauna wird in tropischen, feuchtwarmen Bedingungen erblickt. Obwohl viele tertiäre Formen enthaltend, wird die Fauna nicht als jungtertiär angesehen, sondern wegen des Auftretens moderner· Formen als eine Tiergesellschaft, welche das Quartär eröffnet. Als Leitfossil für dessen Beginn wird der Gattung Archidiskodon, aus welcher die echten Elefanten, darunter auch der afrikanische (Loxodonta africana ) entstanden sind, vor den Equiden der Vorzug gegeben. Ostafrika, das ja als Tierparadies schlechthin gilt, lebte bis vor kurzem noch im Quartär. Das Schrifttum über seine Tierwelt scheint zwar fast unermeßlich groß, aufs Ganze gesehen ist das Wissen weder tief noch auch nur oberflächlich vollständig. Die Hauptleistung des "weißen Mannes" bestand in der Störung und Vernichtung der Fauna. Aber die Natur ist groß; sie hält noch einen Schatz im Inneren ihrer Gebirge bereit, damit der Mensch seine Stellung zu ihr und den Sinn seines Lebens ergründe, einen von vielen: dle quartäre Lebewelt selbst. Möge die hohe Aufgabe, ihn zu heben, uns Deutschen vergönnt sein! Eine Probe hat Dr. KOHL-LARSEN gesichert.

Australasian arachnology, Number 82, August 2011 (2011)

Welcome to Issue 82 of Australasian Arachnology. The last six months have been extremely productive for the Australasian Arachnological Society, with nine new members and numerous new papers being published by existing AAS members. It is wonderful to see such a dynamic and growing membership, and to witness the continuing fascination elicited by our remarkable arachnid fauna. Indeed, since the beginning of 2011, over 50 new species of arachnids have been described from Australasia, including pseudoscorpions and numerous spiders in the families Selenopidae, Archaeidae, Amaurobiidae, Tetragnathidae and Araneidae. The sheer diversity of undescribed arachnid species in Australasia has always posed a challenge to systematists and ecologists, but major attempts are being made to document the fauna. Take, for example, Pinkfloydia, a new genus of Tetragnathidae recently described from Western Australia!

Australasian arachnology, Number 83, February 2012 (2012)

Welcome to Issue 83 of Australasian Arachnology. I’d like to begin this editorial by once again noting the steady stream of new members who are joining the society, and observing (as always) the exemplary recent research outputs in the Australasian region. The Australasian arachnological community continues to maintain a strong interest in our remarkable arachnid fauna, and continues to promote arachnology throughout the region. This is by no means a straightforward task, given the negative public perceptions that often accompany our eight-legged friends, and given the sometimes challenging research funding environment for taxonomic and biodiversity research. Certainly, having watched the society grow over the last twenty years, and having seen perceptions of the Australasian fauna change during that time, it is both reassuring and exciting to look ahead. With unparalleled population growth throughout the region and the world, and unprecedented pressures on our natural landscapes, habitats and remaining natural biomes, it is critical that arachnids (and indeed all invertebrates) continue to receive the growing recognition they deserve among ecologists, conservation biologists, legislators and the public at large. The 10th Invertebrate Biodiversity and Conservation Conference in Melbourne in December 2011 confirmed just how active research in this field is, and there is no doubt that Australasian arachnids will continue to be the focus of much positive attention over the next few years.

Australasian arachnology, Number 84, August 2012 (2012)

Welcome to Issue 84 of Australasian Arachnology. I’d like to begin this editorial by first making special mention of the late Doug Wallace OAM (1923-2012), who passed away in June this year. Doug was a founding member of the Australasian Arachnological Society, and would be further known to many as the founder and President of the long-running Rockhampton Arachnological Society. Robert Raven and I have written a small notice re. Doug’s passing in the General Announcements section (below), and Robert will contribute a full obituary for Doug in the following issue of the newsletter. Vale Doug – you will be sorely missed.

Vergleichende Untersuchungen zur Ethoökologie der Gattung Camponotus (Hymenoptera: Formicidae: Formicinae) : Überlebensstrategien ausgewählter Arten der Paläarktis und Orientalis in Deutschland, Südfrankreich und Malaysia (2007)

Gabriele Waldkircher

Camponotus ist die erfolgreichste Ameisengattung der Welt. Neben Pheidole und Crematogaster weist sie die meisten Arten, die höchste Dispersion und die größte Variabilität in morphologischer, ethologischer und ökologischer Hinsicht auf. Die Ursachen dieses Erfolges zu erkennen, war bisher nicht möglich, da nur fragmentarische Ergebnisse aus Freiland- und Laboruntersuchungen zur Verfügung standen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Biologie und Ökologie ausgewählter Arten und gibt einen Einblick in die Komplexität ihrer Lebensstrategien. Um zu klären, welche ethologischen und ökologischen Anpassungen zur Gesamtfitness der Arten beitragen, wurden acht Arten der Gattung Camponotus in vier unterschiedlichen Habitaten ausgewählt. C. vagus und C. ligniperda in Laubmischwäldern Deutschlands, C. cruentatus und C. truncatus im mediterranen Klima der Pyrenäenausläufer Südfrankreichs, C. gombaki und C. gigas in offenen Park- und Uferregionen Malaysias sowie C. texens und C. gombaki im tropischen Sekundärwald der malaiischen Halbinsel. Das Verhalten dieser Arten wurde in den für das Überleben einer Kolonie zentralen Bereichen, nämlich Nisten, Außenaktivität und Nahrungserwerb untersucht. Als soziale Insekten sind Ameisen auf permanente und effektive Kommunikationssysteme angewiesen. Deshalb wurde die Rekrutierung, die mit Nestumzug und Nahrungserwerb im Zusammenhang steht, in das Untersuchungsprogramm aufgenommen. Unter Einbeziehung bereits publizierter Daten wird es möglich, den Erfolg von Camponotus zu verstehen. ...

Phylogenie und Evolution der Bromelioideae (Bromeliaceae) : molekularsystematische und blattanatomische Untersuchungen (2007)

Katharina Schulte

Funktion des neuronspezifischen Proteins NP25 in differenzierenden Nervenzellen (2007)

Manuela Diehl

NP25 wurde im Jahre 1994 als ein in allen Bereichen des zentralen Nervensystems Neuron-spezifisch exprimiertes Gen in der adulten Ratte identifiziert (Ren et al., 1994). Durch eigene Vorarbeiten konnte diese selektive neuronale Expression im Huhnembryo bestätigt werden, wobei die Expression von NP25 im Neuralrohr, den sympathischen paravertebralen Ganglien und sensorischen Hinterwurzelganglien vor der terminalen Differenzierung und Scg10-Expresison beginnt (M.Pape, Diplomarbeit, 2003). In dieser Arbeit konnte nun gezeigt werden, dass NP25 in diesen Geweben nach den proneuralen Faktoren Ascl1 und Ngn2 exprimiert wird, zu einem Zeitpunkt an dem die Vorläuferzellen mit der Differenzierung beginnen. Im Neuralrohr beginnt die Expression von NP25 zeitgleich mit der Expression von NeuroM, einem der frühesten Marker für junge, postmitotische differenzierende Neurone (Roztocil et al., 1997). NP25 stellt somit einen der frühesten panneuronalen Marker für differenzierende Neurone dar. Das NP25-Protein ist in den Zellkörpern und Fortsätzen der Neurone im Neuralrohr und den untersuchten peripheren Ganglien lokalisiert, wobei die Fasern der Motoneurone, im Gegensatz zu deren Zellkörpern, NP25-negativ sind. Mit voranschreitender Differenzierung nimmt die NP25- Proteinkonzentration ähnlich wie die Expression auf mRNA-Ebene ab, wobei in den peripheren Ganglien NP25 über einen längeren Zeitraum hinweg auf hohem Niveau exprimiert wird. Kultivierte Neurone aus sensorischen Hinterwurzelganglien und sympathische Neurone der paravertebralen Ganglien zeigen eine Lokalisation des NP25-Proteins im Zytoplasma der Zellkörper und Fortsätze, wobei NP25 in den sympathischen Neuronen wesentlich stärker exprimiert wird. Dieser Befund konnte durch die Analyse der Proteinkonzentration mit Hilfe der Western Blot Methode bestätigt werden. Die Überexpression von NP25 in verschiedenen Zelltypen führte zu verstärktem oder reduzierten Neuritenauswachsen, wobei die Effekte mit dem NP25-Niveau korrelieren. Zellen mit einem geringen endogenen NP25-Expressionsniveau, wie sensorische Neurone aus fünf Tage alten Huhnembryonen und PC12-Zellen, reagieren auf die Erhöhung des NP25-Gehalts mit verstärktem Längenwachstum der Neuriten, während sympathische Neurone aus sieben Tage alten Huhnembryonen, die ein hohes endogenes Expressionsniveau aufweisen, reduziertes Längenwachstum und reduzierte Verzweigungskapazität zeigen. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass maximales Neuritenwachstum eine optimale NP25-Konzentration erfordert, wobei im Falle der Überexpression von NP25 in den sympathischen Neuronen das Optimum überschritten wird und dadurch Neuritenauswachsen und Verzweigung inhibiert werden. Die Effekte auf das Längenwachstum der Neuriten in den primären Neuronen konnten durch RNAi Experimente bestätigt werden. Neben dem Längenwachstum war auch das initiale Auswachsen von Fortsätzen durch die Veränderung des NP25-Expressionsniveaus betroffen. Im Falle der PC12-Zellen induzierte die NP25-Überexpression nicht nur Längenwachstum der Neuriten, sondern auch die Zahl der Fortsätze pro Zelle wurde erhöht. In den sympathischen Neuronen, in denen durch NP25- Überexpression das Längenwachstum und die Verzweigungskapazität negativ reguliert werden, nimmt die Anzahl der Neuriten pro Zellen nach Erniedrigung des NP25-Expressionsniveaus ebenfalls ab. Dies kann dadurch erklärt werden, dass Längenwachstum und initiales Auswachsen von Neuriten durch unterschiedliche Mechanismen reguliert werden (Glebova and Ginty, 2005; Luo, 2002), was hier möglicherweise dazu führt, dass Längenwachstum negativ und initiales Auswachsen positiv durch NP25 beeinflusst wird. In den sensorischen Neurone führte weder die Erhöhung noch die Erniedrigung des NP25-Expressionsniveaus zu einer Veränderung des initialen Auswachsens, was eine differentielle Regulation der Prozesse bestätigt. Da viele Mitglieder der CaP-Proteinfamilie mit F-Aktin interagieren (Gimona et al., 2002) wurde untersucht, ob NP25 und F-Aktin in kultivierten sympathischen und sensorischen Neuronen und in PC12-Zellen kolokalisieren. In den primären Neuronen wurde im Gegensatz zu der Situation in den PC12-Zellen keine Kolokalisation beobachtet, wobei NP25 und F-Aktin in den PC12-Zellen nur in kleinen Bereichen an den distalen Enden filopodienartiger Fortsätze kolokalisieren. Auch eine Interaktion von NP25 und G-Aktin konnte in den PC-Zellen ausgeschlossen werden. Durch die Identifikation zweier RhoGAP-Proteine (NIRGAP1 und 2) als potentielle Interaktionpartner (M.Geissen, nicht publiziert) könnte NP25 Neuritenauswachsen durch indirekte Beeinflussung des Aktinzytoskeletts über Rho-Signalwege regulieren. Die identifizierten RhoGAPs konnten durch in situ Hybridisierung im Rückenmark, in den Hinterwurzelganglien und den sympathischen paravertebralen Ganglien im Rattenembryo nachgewiesen werden. Sie gehören zu keiner bekannten Familie und unterscheiden sich auch strukturell von den meisten bisher beschriebenen RhoGAPs, da sie mehr als eine (drei) GAP-Domänen enthalten. Durch diesen Befund ergeben sich neue Ansätze für die weiteren Untersuchungen zur Regulation des Neuritenwachstums durch NP25. Da im adulten Nervensystem für NP25 eine Funktion in der Dynamik der Dendriten angenommen wird, sind Untersuchungen der Dendritenausbildung in vitro ebenfalls nahe liegend.

Weitere biologische Literatur (eingeschränkter Zugriff)

Refine

Author

Year of publication

Document Type

Language

Keywords

Institute

693 search hits