Tumor necrosis factor alpha triggers proliferation of adult neural stem cells via IKK/NF-kappaB signaling

BACKGROUND: Brain inflammation has been recognized as a complex phenomenon with numerous related aspects. In addition to the very well-described neurodegenerative effect of inflammation, several studies suggest that inflammatory signals exert a potentially positive influence on neural stem cell proliferation, migration and differentiation. Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) is one of the best-characterized mediators of inflammation. To date, conclusions about the action of TNF on neural stem or progenitor cells (NSCs, NPCs) have been conflicting. TNF seems to activate NSC proliferation and to inhibit their differentiation into NPCs. The purpose of the present study was to analyze the molecular signal transduction mechanisms induced by TNF and resulting in NSC proliferation. RESULTS: Here we describe for the first time the TNF-mediated signal transduction cascade in neural stem cells (NSCs) that results in increased proliferation. Moreover, we demonstrate IKK-alpha/beta-dependent proliferation and markedly up-regulated cyclin D1 expression after TNF treatment. The significant increase in proliferation in TNF-treated cells was indicated by increased neurosphere volume, increased bromodeoxyuridin (BrdU) incorporation and a higher total cell number. Furthermore, TNF strongly activated nuclear factor-kappa B (NF-kappaB) as measured by reporter gene assays and by an activity-specific antibody. Proliferation of control and TNF-treated NSCs was strongly inhibited by expression of the NF-kappaB super-repressor IkappaB-AA1. Pharmacological blockade of IkappaB ubiquitin ligase activity led to comparable decreases in NF-kappaB activity and proliferation. In addition, IKK-beta gene product knock-down via siRNA led to diminished NF-kappaB activity, attenuated cyclin D1 expression and finally decreased proliferation. In contrast, TGFbeta-activated kinase 1 (TAK-1) is partially dispensable for TNF-mediated and endogenous proliferation. Understanding stem cell proliferation is crucial for future regenerative and anti-tumor medicine. CONCLUSION: TNF-mediated activation of IKK-beta resulted in activation of NF-kappaB and was followed by up-regulation of the bona-fide target gene cyclin D1. Activation of the canonical NF-kappaB pathway resulted in strongly increased proliferation of NSCs.

Regulation of Bcl-xL expression by H2O2 in cardiac myocytes.

Oxidative stress promotes cardiac myocyte apoptosis through the mitochondrial death pathway. Since Bcl-2 family proteins are key regulators of apoptosis, we examined the effects of H2O2 on the expression of principal Bcl-2 family proteins (Bcl-2, Bcl-xL, Bax, Bad) in neonatal rat cardiac myocytes. Protein expression was assessed by immunoblotting. Bcl-2, Bax, and Bad were all down-regulated in myocytes exposed to 0.2 mm H2O2, a concentration that induces apoptosis. In contrast, although Bcl-xL levels initially declined, the protein was re-expressed from 4-6 h. Bcl-xL mRNA was up-regulated from 2 to 4 h in neonatal rat or mouse cardiac myocytes exposed to H2O2, consistent with the re-expression of protein. Four different untranslated first exons have been identified for the Bcl-x gene (exons 1, 1B, 1C, and 1D, where exon 1 is the most proximal and exon 1D the most distal to the coding region). All were detected in mouse or rat neonatal cardiac myocytes, but exon 1D was not expressed in adult mouse hearts. In neonatal mouse or rat cardiac myocytes, H2O2 induced the expression of exons 1B, 1C, and 1D, but not exon 1. These data demonstrate that the Bcl-x gene is selectively responsive to oxidative stress, and the response is mediated through distal promoter regions.

Selenocysteine incorporation in Kinetoplastid: Selenophosphate synthetase (SELD) from Leishmania major and Trypanosoma brucei

Selenophosphate synthetase (EC 2.7.9.3), the product of the selD gene, produces the biologically selenium donor compound, monoselenophosphate, from ATP and selenide, for the synthesis of cysteine. The kinetoplastid Leishmania major and Trypanosoma brucei selD genes were cloned and the protein overexpressed and purified to apparent homogeneity. The selD gene in L. major and T brucei respectively 1197 and 1179 bp long encoding proteins of 399 and 393 amino acids with molecular of 42.7 and 43 kDa. The molecular mass of 100 kDa for both (L. major and T brucei) SEWS is consistent dimeric proteins. The kinetoplastid selD complement Escherichia call (WL400) selD deletion it is a functional enzyme and the specific activity of these enzymes was determined. A conserved residue was identified both by multiple sequence alignment as well as by functional and activity assay of the mutant (Cys to Ala) forms of the SELD identifying this residue as essential for catalytic function. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

The contribution of 700,000 ORF sequence tags to the definition of the human transcriptome

open reading frame expressed sequences tags (ORESTES) differ from conventional ESTs by providing sequence data from the central protein coding portion of transcripts. We generated a total of 696,745 ORESTES sequences from 24 human tissues and used a subset of the data that correspond to a set of 15,095 full-length mRNAs as a means of assessing the efficiency of the strategy and its potential contribution to the definition of the human transcriptome. We estimate that ORESTES sampled over 80% of all highly and moderately expressed, and between 40% and 50% of rarely expressed, human genes. In our most thoroughly sequenced tissue, the breast, the 130,000 ORESTES generated are derived from transcripts from an estimated 70% of all genes expressed in that tissue, with an equally efficient representation of both highly and poorly expressed genes. In this respect, we find that the capacity of the ORESTES strategy both for gene discovery and shotgun transcript sequence generation significantly exceeds that of conventional ESTs. The distribution of ORESTES is such that many human transcripts are now represented by a scaffold of partial sequences distributed along the length of each gene product. The experimental joining of the scaffold components, by reverse transcription-PCR, represents a direct route to transcript finishing that may represent a useful alternative to full-length cDNA cloning.

Immunohistochemistry of small blue round cell tumors

Small blue round cell tumors (SBRCTs) are a set of malignancies that have a particular proclivity for the pediatric age group. These tumors are notoriously difficult to distinguish by histologic evaluation alone, and in recent years a number of new immunohistochemical markers have emerged that can aid in the correct categorization of these lesions. Myogenin, a muscle-restricted nuclear transcription factor, has been demonstrated to be a highly sensitive and specific marker of rhabdomyosarcoma, and is superior to previous markers such as myoglobin, muscle actins, and desmin. The FlI-1 gene product is expressed as part of the EWS/FLI-1 novel chimeric protein that results from the t(11;22)(q24;q12) translocation that occurs in approximately two-thirds of cases of PNET/Ewings sarcoma. Immunohistochemical detection of the FLI-1 gene product can thus complement detection of CD99/MIC2 for the positive identification of PNET/Ewings sarcoma. Markers of neuroblastoma include neural markers, such as chromogranin A, neurofilaments, and synaptophysin. Desmoplastic small round cell tumor (DSRCT) is a tumor with an unusual immunophenotype, including co-expression of cytokeratin, vimentin, and desmin; recent studies have also documented the use of antibodies to the WT-1 gene product as a marker of the chimeric EWS/WT-1 protein formed as a result of the t(11;22)(p13;q12) translocation that characterizes this unique tumor. In summary, there now exists a panel of antibodies defining immunohistochemical markers of individual SBRCTs that can identify rhabdomyosarcoma, PNET/Ewings sarcoma, neuroblastoma, and DSRCT with high sensitivity and specificity.

HMB-45 - A review

HMB-45, named for the immunogen used (human melanoma, black) is a monoclonal antibody developed 10 years ago by Gown and colleagues to a whole-cell extract of a human melanoma. Over the years, it has been demonstrated that HMB-45 is a highly sensitive and specific reagent for the identification of melanoma. More recently, it has been found that HMB-45 reacts with a protein designated gp100-cl, which is apparently related to the pmel 17 gene product. Because gp100-cl is a melanosomal matrix protein, HMB-45 is more correctly identified as an organelle-specific rather than tumor-specific reagent. HMB-45 immunoreactivity is seen in normal fetal and neonatal melanocytes but not in adult resting melanocytes. Reactive or proliferating melanocytes present in inflamed adult skin or in skin overlying certain dermal neoplasms, can also ''re-express'' the HMB-45-defined antigen. Whereas the vast majority of melanomas are HMB-45-positive, one important exception is desmoplastic malignant melanoma, which consistently demonstrates a much lower rate of expression of the HMB-45-defined antigen compared with other types of melanoma. In recent years there have been scattered reports of HMB-45 immunoreactivity in nonmelanomatous tumors, such as breast and other carcinomas, but virtually all these reports employed commercial ascites fluid preparations of HMB-45 antibody that were subsequently shown to be contaminated with nonspecific antibodies. Thus, for most practical purposes, a positive reaction with HMB-45 indicates active melanosome formation and, therefore, melanocytic differentiation. There is also a set of HMB-45-positive tumors that consistently manifest HMB-45 immunoreactivity but do not display obvious pigmentation: clear cell ''sugar'' tumor of the lung, angiomyolipoma, and lymphangiomyomatosis. Nonetheless, these lesions are all unified by recent ultrastructural studies that confirm the presence premelanosomes. Curiously, all three lesions also manifest evidence for simultaneous smooth-muscle differentiation. HMB-45 remains, therefore, a reliable marker of melanoma but may also provide insights into a rare group of tumors.

Cloning and expression of the cDNA encoding rat granulocyte colony-stimulating factor

Granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) acts on precursor hematopoietic cells to control the production and maintenance of neutrophils. Recombinant G-CSF (re-G-CSF)is used clinically to treat patients with neutropenia and has greatly reduced the infection risk associated with bone marrow transplantation. Cyclic hematopoiesis, a stem cell defect characterized by severe recurrent neutropenia, occurs in man and grey collie dogs, and can be treated by administration of re-G-CSF. Availability of the rat G-CSF cDNA would benefit the use of rats as models of gene therapy for the treatment of cyclic hematopoiesis. In preliminary rat experiments, retroviral-mediated expression of canine G-CSF caused neutralizing antibody formation which precluded long-term increases in neutrophil counts. To overcome this problem we cloned the rat G-CSF cDNA from RNA isolated from skin fibroblasts. The rat G-CSF sequence shared a high degree of identity in both the coding and non-coding regions with both the murine G-CSF (85%) and human G-CSF (74%). The signal peptides of murine and human G-CSF both contained 30 amino acids (aa), whereas the deduced signal sequence for rat G-CSF possessed 21 aa. A retrovirus encoding the rat G-CSF cDNA synthesized bioactive G-CSF from transduced vascular smooth muscle cells.

N-glycosylation in sugarcane

The N-linked glycosylation of secretory and membrane proteins is the most complex posttranslational modification known to occur in eukaryotic cells. It has been shown to play critical roles in modulating protein function. Although this important biological process has been extensively studied in mammals, much less is known about this biosynthetic pathway in plants. The enzymes involved in plant N-glycan biosynthesis and processing are still not well defined and the mechanism of their genetic regulation is almost completely unknown. In this paper we describe our first attempt to understand the N-linked glycosylation mechanism in a plant species by using the data generated by the Sugarcane Expressed Sequence Tag (SUCEST) project. The SUCEST database was mined for sugarcane gene products potentially involved in the N-glycosylation pathway. This approach has led to the identification and functional assignment of 90 expressed sequence tag (EST) clusters sharing significant sequence similarity with the enzymes involved in N-glycan biosynthesis and processing. The ESTs identified were also analyzed to establish their relative abundance.

Efeitos da redução da concentração de sódio de diálise sobre o volume de água corporal e marcadores inflamatórios em pacientes com insuficiência renal crônica em tratamento hemodialítico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Retroviral transfer of the p16INK4a cDNA inhibits C6 glioma formation in Wistar rats

Abstract Background The p16INK4A gene product halts cell proliferation by preventing phosphorylation of the Rb protein. The p16INK4a gene is often deleted in human glioblastoma multiforme, contributing to unchecked Rb phosphorylation and rapid cell division. We show here that transduction of the human p16INK4a cDNA using the pCL retroviral system is an efficient means of stopping the proliferation of the rat-derrived glioma cell line, C6, both in tissue culture and in an animal model. C6 cells were transduced with pCL retrovirus encoding the p16INK4a, p53, or Rb genes. These cells were analyzed by a colony formation assay. Expression of p16INK4a was confirmed by immunohistochemistry and Western blot analysis. The altered morphology of the p16-expressing cells was further characterized by the senescence-associated β-galactosidase assay. C6 cells infected ex vivo were implanted by stereotaxic injection in order to assess tumor formation. Results The p16INK4a gene arrested C6 cells more efficiently than either p53 or Rb. Continued studies with the p16INK4a gene revealed that a large portion of infected cells expressed the p16INK4a protein and the morphology of these cells was altered. The enlarged, flat, and bi-polar shape indicated a senescence-like state, confirmed by the senescence-associated β-galactosidase assay. The animal model revealed that cells infected with the pCLp16 virus did not form tumors. Conclusion Our results show that retrovirus mediated transfer of p16INK4a halts glioma formation in a rat model. These results corroborate the idea that retrovirus-mediated transfer of the p16INK4a gene may be an effective means to arrest human glioma and glioblastoma.

Molekulare Untersuchung des Wolf-Hirschhorn-Syndroms

Das Wolf-Hirschhorn-Syndrom (WHS) ist ein komplexes und variables Fehlbildungs- Retardierungssyndrom, das durch Deletion in der distalen Chromosomenregion 4p16.3 hervorgerufen wird und dessen Ätiologie und Pathogenese bisher weitgehend unverstanden sind. Die Zielsetzung in der vorliegenden Arbeit bestand in der Identifizierung und vorläufigen Charakterisierung neuer Gene, die an der Entstehung des Syndroms beteiligt sein könnten. Die Wolf-Hirschhorn-Syndrom-kritische Region (WHSCR) konnte zu Beginn der vorliegenden Arbeit auf einen ca. 2 Mb großen Bereich zwischen den Markern D4S43 und D4S142 eingegrenzt werden. Für die Identifizierung neuer Gene wurden zunächst drei größere genomische Cosmid-/PAC-Contigs (I-III) im Bereich der Marker D4S114 bis D4S142 erstellt und mittels Exonamplifikation auf transkribierte Bereiche (Exons) untersucht. Es konnten insgesamt 67 putative 'Exons' isoliert werden, von denen einige bereits bekannten Genen (ZNF141, PDEB, MYL5, GAK, DAGK4 und FGFR3) entsprechen. Zwei dieser Gene konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals (DAGK4) bzw. genauer (GAK) in die distale Region 4p16.3 kartiert werden. Die restlichen Exons können aufgrund von Homologievergleichen und/oder EST-cDNA-Homologien vermutlich neuen Genen oder auch Pseudogenen (z. B. YWEE1hu) zugeordnet werden. Durch die im Verlaufe der vorliegenden Arbeit publizierte weitere Eingrenzung der WHSCR auf einen 165 Kb-großen Bereich proximal des FGFR3-Gens konzentrierten sich weitere Untersuchungen auf die detaillierte Analyse der WHSCR zwischen dem Marker D4S43 und FGFR3. Mit Hilfe von Exonamplifikation bzw. computergestützter Auswertung vorliegender Sequenzdaten aus diesem Bereich ('GRAIL', 'GENSCAN' und Homologievergleiche in den EST-Datenbanken des NCBI) konnten mehrere neue Gene identifiziert werden. In distaler-proximaler Reihenfolge handelt es sich dabei um die Gene LETM1, 51, 43, 45, 57 und POL4P. LETM1 kodiert für ein putatives Transmembran-Protein mit einem Leucin-Zipper- und zwei EF-Hand-Motiven und könnte aufgrund seiner möglichen Beteiligung an der Ca2+-Homeostase und/oder der Signal-transduktion zu Merkmalen des WHS (Krampfanfällen, mentale Retardierung und muskuläre Hypotonie) beitragen. Das Gen 51 entspricht einem in etwa zeitgleich durch Stec et al. (1998) und Chesi et al. (1998) als WHSC1 bzw. MMSET bezeichnetem Gen und wurde daher nicht weiter charakterisiert. Es wird genauso wie das Gen 43, das zeitgleich von Wright et al. (1999b) als WHSC2 beschrieben werden konnte und eine mögliche Rolle bei der Transkriptionselongation spielt, ubiquitär exprimiert. Das in der vorliegenden Arbeit identifizierte Gen 45 zeigt demgegenüber ein ausgesprochen spezifisches Expressionsmuster (in Nervenzellen des Gehirns sowie in Spermatiden). Dies stellt zusammen mit der strukturellen Ähnlichkeit des putativen Genprodukts zu Signalmolekülen einen interessanten Zusammenhang zu Merkmalen des WHS (beispielsweise Kryptorchismus, Uterusfehlbildungen oder auch neurologische Defekte) her. Demgegenüber handelt es sich bei dem Gen 57 möglicherweise um ein trunkiertes Pseudogen des eRFS-Gens auf Chromosom 6q24 (Wallrapp et al., 1998). Das POL4P-Gen schließlich stellt allein aufgrund seiner genomischen Lokalisation sowie seiner möglichen Funktion (als DNA-Polymerase-ähnliches Gen) kein gutes Kandidatengen für spezifische Merkmale des Syndroms dar und wurde daher nicht im Detail charakterisiert. Um die Beteiligung der Gene an der Ätiologie und Pathogenese des Syndroms zu verstehen, ist die Entwicklung eines Mausmodells (über das Einfügen gezielter Deletionen in das Mausgenom) geplant. Um dies zu ermöglichen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Charakterisierung der orthologen Region bei der Maus vorgenommen. Zunächst wurden die orthologen Gene der Maus (Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p) identifiziert. Durch die Erstellung sowie die genaue Kartierung eines murinen genomischen P1/PAC-Klon-Contigs konnte gezeigt werden, daß die murinen Gene Fgfr3, Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p sowie einige weitere der überprüften EST-cDNA-Klone der Maus in einem durchgehenden Syntänieblock zwischen Mensch (POL4P bis FGFR3) und Maus (Mmu 5.20) enthalten sind, der in seiner genomischen Ausdehnung in etwa den Verhältnissen beim Menschen (zwischen POL4P und FGFR3) entspricht.

Genexpressionsanalyse der fötalen Wachstumsfuge des Rindes

Erkrankungen des Skelettapparats wie beispielsweise die Osteoporose oder Arthrose gehören neben den Herz-Kreislauferkrankungen und Tumoren zu den Häufigsten Erkrankungen des Menschen. Ein besseres Verständnis der Bildung und des Erhalts von Knochen- oder Knorpelgewebe ist deshalb von besonderer Bedeutung. Viele bisherige Ansätze zur Identifizierung hierfür relevanter Gene, deren Produkte und Interaktionen beruhen auf der Untersuchung pathologischer Situationen. Daher ist die Funktion vieler Gene nur im Zusammenhang mit Krankheiten beschrieben. Untersuchungen, die die Genaktivität bei der Normalentwicklung von knochen- und knorpelbildenden Geweben zum Ziel haben, sind dagegen weit weniger oft durchgeführt worden. rnEines der entwicklungsphysiologisch interessantesten Gewebe ist die Epiphysenfuge der Röhrenknochen. In dieser sogenannten Wachstumsfuge ist insbesondere beim fötalen Gewebe eine sehr hohe Aktivität derjenigen Gene zu erwarten, die an der Knochen- und Knorpelbildung beteiligt sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher aus der Epiphysenfuge von Kälberknochen RNA isoliert und eine cDNA-Bibliothek konstruiert. Von dieser wurden ca. 4000 Klone im Rahmen eines klassischen EST-Projekts sequenziert. Durch die Analyse konnte ein ungefähr 900 Gene umfassendes Expressionsprofil erstellt werden und viele Transkripte für Komponenten der regulatorischen und strukturbildenden Bestandteile der Knochen- und Knorpelentwicklung identifiziert werden. Neben den typischen Genen für Komponenten der Knochenentwicklung sind auch deutlich Bestandteile für embryonale Entwicklungsprozesse vertreten. Zu ersten gehören in erster Linie die Kollagene, allen voran Kollagen II alpha 1, das mit Abstand höchst exprimierte Gen in der fötalen Wachstumsfuge. Nach den ribosomalen Proteinen stellen die Kollagene mit ca. 10 % aller auswertbaren Sequenzen die zweitgrößte Gengruppe im erstellten Expressionsprofil dar. Proteoglykane und andere niedrig exprimierte regulatorische Elemente, wie Transkriptionsfaktoren, konnten im EST-Projekt aufgrund der geringen Abdeckung nur in sehr geringer Kopienzahl gefunden werden. Allerdings förderte die EST-Analyse mehrere interessante, bisher nicht bekannte Transkripte zutage, die detaillierter untersucht wurden. Dazu gehören Transkripte die, die dem LOC618319 zugeordnet werden konnten. Neben den bisher beschriebenen drei Exonbereichen konnte ein weiteres Exon im 3‘-UTR identifiziert werden. Im abgeleiteten Protein, das mindestens 121 AS lang ist, wurden ein Signalpeptid und eine Transmembrandomäne nachgewiesen. In Verbindung mit einer möglichen Glykosylierung ist das Genprodukt in die Gruppe der Proteoglykane einzuordnen. Leicht abweichend von den typischen Strukturen knochen- und knorpelspezifischer Proteoglykane ist eine mögliche Funktion dieses Genprodukts bei der Interaktion mit Integrinen und der Zell-Zellinteraktion, aber auch bei der Signaltransduktion denkbar. rnDie EST-Sequenzierungen von ca. 4000 cDNA-Klonen können aber in der Regel nur einen Bruchteil der möglichen Transkripte des untersuchten Gewebes abdecken. Mit den neuen Sequenziertechnologien des „Next Generation Sequencing“ bestehen völlig neue Möglichkeiten, komplette Transkriptome mit sehr hoher Abdeckung zu sequenzieren und zu analysieren. Zur Unterstützung der EST-Daten und zur deutlichen Verbreiterung der Datenbasis wurde das Transkriptom der bovinen fötalen Wachstumsfuge sowohl mit Hilfe der Roche-454/FLX- als auch der Illumina-Solexa-Technologie sequenziert. Bei der Auswertung der ca. 40000 454- und 75 Millionen Illumina-Sequenzen wurden Verfahren zur allgemeinen Handhabung, der Qualitätskontrolle, dem „Clustern“, der Annotation und quantitativen Auswertung von großen Mengen an Sequenzdaten etabliert. Beim Vergleich der Hochdurchsatz Blast-Analysen im klassischen „Read-Count“-Ansatz mit dem erstellten EST-Expressionsprofil konnten gute Überstimmungen gezeigt werden. Abweichungen zwischen den einzelnen Methoden konnten nicht in allen Fällen methodisch erklärt werden. In einigen Fällen sind Korrelationen zwischen Transkriptlänge und „Read“-Verteilung zu erkennen. Obwohl schon simple Methoden wie die Normierung auf RPKM („reads per kilo base transkript per million mappable reads“) eine Verbesserung der Interpretation ermöglichen, konnten messtechnisch durch die Art der Sequenzierung bedingte systematische Fehler nicht immer ausgeräumt werden. Besonders wichtig ist daher die geeignete Normalisierung der Daten beim Vergleich verschieden generierter Datensätze. rnDie hier diskutierten Ergebnisse aus den verschiedenen Analysen zeigen die neuen Sequenziertechnologien als gute Ergänzung und potentiellen Ersatz für etablierte Methoden zur Genexpressionsanalyse.rn

Funktionelle, strukturelle und phylogenetische Untersuchungen an Lipoproteinen des Flusskrebses Astacus leptodactylus

Diese Arbeit untersucht zwei Lipoproteine, das discoidale High density-Lipoprotein (dHDL) und das β-Glukan-Bindeprotein (BGBP) aus dem Flusskrebs Astacus leptodactylus in funktioneller, struktureller und phylogenetischer Hinsicht. Die Nukleotid-Sequenz des BGBP konnte nahezu vollständig entschlüsselt werden. Dabei errechnet sich aus der abgeleiteten Aminosäure-Sequenz ein Molekulargewicht von 153 kDa. Das reife BGBP hat nur eine molekulare Masse von 105 kDa. Vermutlich kommt es durch eine Furin-ähnliche Protease zu einer post-translationalen N- und C-terminalen Prozessierung: zwei bisher nicht beschriebene, aber auch in der BGBP-Sequenz von anderen höheren Krebsen vorhandene, typische Furin-Schnittstellen (RAKR, bzw. RARR) wurden anhand von Sequenzvergleichen identifiziert. BGBP hat zwei Funktionen: zum Einen ist es für den Transport und die Aktivierung des proPhenoloxidase-Systems zuständig, zum Anderen für die Versorgung der Organe mit Lipiden, welche vermutlich der Energiegewinnung dienen. Eine 100 kDa große, BGBP-bindende Rezeptor-Fraktion konnte in Hämocyten-Membranen identifiziert werden. Das Vorkommen von dHDL war aus eigenen Befunden bisher ausschließlich in Astacus leptodactylus bekannt, doch konnte in dieser Arbeit ein mit dem dHDL-Antikörper reagierendes Protein erstmalig auch in anderen Arthropoden-Spezies nachgewiesen werden. Die discoidale Form und das Untereinheiten-Muster (240 + 85 kDa) sind typisch für die bei Vertretern ursprünglicher Tiergruppen gefundenen Lipoproteine (z.B. beim Cheliceraten Limulus und beim Polychaeten Nereis). Eventuell handelt es sich bei dHDL also um einen ‚Prototypen’ in der Lipoprotein-Evolution. Obwohl die Sequenz des dHDL auf Nukleotid-Ebene unbekannt ist, wurden die Sequenzen einiger dHDL-Peptide aus massenspektroskopischen Analysen gewonnen. Überraschenderweise befinden sich diese Sequenzen in der Aminosäuresequenz des BGBP. Dabei liegen alle Peptide am N- und/oder am C-Terminus der abgeleiteten BGBP-Aminosäure-Sequenz, und zwar in den Bereichen, die vermutlich durch das erwähnte Furin vom BGBP abgeschnitten werden, im reifen BGBP also gar nicht mehr vorkommen. Deshalb ist zu vermuten, dass BGBP und dHDL ein gemeinsames Vorläuferprotein haben und durch Genduplikation entstanden sind, oder dass es sich beim dHDL- und beim BGBP-Gen um ein und dasselbe Gen handelt. Das Genprodukt wird dann auf unterschiedliche Weise prozessiert und es entstehen die beiden Proteine dHDL und BGBP. Die Funktion von dHDL ist noch nicht eindeutig geklärt, es ließen sich aber dHDL-bindende Rezeptor-Fraktionen mit einer molekularen Masse von 160 kDa in somatischen Geweben (Muskel, Darm, Hepatopankreas, Kiemen und Samenleiter) sowie in Oocyten und Hämocyten nachweisen. Deshalb wird vermutet, dass dHDL als Energielieferant in Stoffwechsel-aktiven Organen und als Speicherprotein in Oocyten dient. Eine endocytotische Aufnahme konnte gezeigt werden.

Analysen zur molekularen Charakterisierung von Proteinen des humanen Usher-Syndroms und Evaluation genbasierter Therapiestrategien

Analysen zur molekularen Charakterisierung von Proteinen des humanen Usher-Syndroms und Evaluation genbasierter Therapiestrategien rnDas humane Usher Syndrom (USH) ist die häufigste Form vererbter Taub-Blindheit. In der vorliegenden Dissertation wurde diese komplexe Erkrankung auf verschiedenen Ebenen analysiert: in Arbeiten zur Expression und Lokalisation von USH-Proteinen, der Analyse der USH-Proteinnetzwerke und deren Funktionen sowie darauf aufbauend die Entwicklung von Therapiestrategien für USH.rnIm Rahmen der Arbeit wurde die Expression und (sub)-zelluläre Lokalisation des USH1D-Genproduktes CDH23 in der Retina und Cochlea analysiert. CDH23-Isoformen werden in der Maus zeitlich und räumlich differentiell exprimiert. In den Retinae von Mäusen, nicht humanen Primaten und Menschen zeigten Analysen eine unterschiedliche Expression und Lokalisation des Zell-Zelladhäsionsmoleküls CDH23, was auf Funktions-unterschiede der einzelnen Isoformen in den analysierten Spezies hindeutet.rnAnalysen zur Aufklärung der USH-Proteinnetzwerke ergaben eine potentielle Interaktion des USH1G-Gerüstproteins SANS mit dem Golgi- und Centrosom-assoziierten Protein Myomegalin. Die direkte Interaktion der Proteine konnte durch unabhängige Experimente verifiziert werden. Beide Interaktionspartner sind in den Retinae verschiedener Spezies partiell ko-lokalisiert und partizipieren im periciliären USH-Proteinnetzwerk. Die Assoziation von SANS und Myomegalin mit dem Mikrotubuli-Cytoskelett weist auf eine Funktion des Proteinkomplexes in gerichteten Transportprozessen innerhalb der Photorezeptoren hin und bekräftigt die Hypothese einer Rolle von SANS und assoziierten Netzwerken mit Transportprozessen.rnDas hier gewonnene erweiterte Verständnis der molekularen Grundlagen sowie die Aufklärung der zellulären Funktion der Proteinnetzwerke ermöglichen die Entwicklung therapeutischer Strategien für USH. Ein Fokus der vorliegenden Arbeit lag auf der Entwicklung genbasierter Therapiestrategien und deren Evaluation, wobei der Schwerpunkt auf der Therapiestrategie der Genreparatur lag. Die mit Hilfe von Zinkfinger-Nukleasen (ZFN) induzierte Homologe Rekombination für die Genkorrektur wurde exemplarisch an der 91C>T/p.R31X-Mutation im USH1C-Gen gezeigt. Effiziente ZFN wurden identifiziert, generiert und erfolgreich im Zellkulturmodellsystem eingesetzt. Die Analysen demonstrierten eine Reparatur der Mutation durch Homologe Rekombination auf genomischer Ebene und die Expression des wiederhergestellten Proteins. Durch die Genkorrektur im endogenen Lokus sind Größe des Gens, Isoformen oder die Art der Mutation keine limitierenden Faktoren für die Therapie. Die in der vorliegenden Arbeit durchgeführten Experimente unterstreichen das enorme Potential ZFN-basierter Therapiestrategien hin zu personalisierten Therapieformen nicht nur für USH sondern auch für andere erbliche Erkrankungen, deren genetische Grundlagen bekannt sind.rn

INI1 (BAF 47) immunohistochemistry is an essential diagnostic tool for children with hepatic tumors and low alpha fetoprotein

Malignant rhabdoid tumor (MRT) of the liver is a rare malignancy with grave prognosis. This entity should be considered in the differential diagnosis of any aggressive liver tumor with low levels of alpha fetoprotein. We report 2 cases of hepatic MRT presenting in infancy. In these 2 cases, we show that loss of INI1 facilitates making the correct diagnosis of primary hepatic MRT utilizing BAF 47 (INI1 gene product) immunostains. Difficulty encountered in making this rare diagnosis, including the need for repeated biopsies, can be avoided if MRT is considered in the differential diagnosis early on and BAF 47 immunohistochemistry is ordered.