CD8(+) T cell adjuvant effects of Salmonella FliCd flagellin in live vaccine vectors or as purified protein

Salmonella flagellin, the flagellum structural subunit, has received particular interest as a vaccine adjuvant conferring enhanced immunogenity to soluble proteins or peptides, both for activation of antibody and cellular immune responses. In the present study, we evaluated the Salmonella enterica FliCd flagellin as a T cell vaccine adjuvant using as model the 9-mer (SYVPSAEQI) synthetic H2(d)-restricted CD8(+) T cell-specific epitope (CS(280-288)) derived from the Plasmodium yoelii circumsporozoite (G) protein. The FliCd adjuvant effects were determined under two different conditions: (i) as recombinant flagella, expressed by orally delivered live S. Dublin vaccine strains expressing the target CS(280-288) peptide fused at the central hypervariable domain, and (ii) as purified protein in acellular vaccines in which flagellin was administered to mice either as a recombinant protein fused or admixed with the target CS(280-288) peptide. The results showed that CS(280-288)-specific cytotoxic CD8(+) T cells were primed when BALB/c mice were orally inoculated with the expressing the CS280-288 epitope S. Dublin vaccine strain. In contrast, mice immunized with purified FliCd admixed with the CS280-288 peptide and, to a lesser extent, fused with the target peptide developed specific cytotoxic CD8(+) T cell responses without the need of a heterologous booster immunization. The CD8(+) T cell adjuvant effects of flagellin, either fused or not with the target peptide, correlated with the in vivo activation of CD11c(+) dendritic cells. Taken together, the present results demonstrate that Salmonella flagellins are flexible adjuvant and induce adaptative immune responses when administered by different routes or vaccine formulations. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Toxoplasma gondii: cloning, sequencing, expression, and antigenic characterization of ROP2, GRA5 and GRA7

Toxoplasma gondii is an intracellular obligate protozoan, which infects humans and warm-blooded animals. The aim of the present study was to clone the rop2, gra5 and gra7 genes from T. gondii RH strain and to produce recombinant proteins. The rop2, gra5 and gra7 gene fragments produced by polymerase chain reaction were cloned into the pET102/D-TOPO(R) vector which contains thioredoxin and polyhistidine tags at the C-and N-ends, respectively, and is expressed in Escherichia coli BL21(DE-3). The expression fusion proteins were found almost entirely in the insoluble form in the cell lysate. These recombinant proteins were purified with an Ni-NTA column. Concentrations of the recombinant antigens produced in the E. coli BL21-star ranged from 300 to 500 mu g/mL growth media, which was used to immunize rabbits. We observed an identity ranging from 96 to 97% when nucleotide sequences were compared to GenBank database sequences. Immunocharacterization of proteins was made by indirect immunofluorescence assay. These proteins will be used for serodiagnosis and vaccination.

Cloning of glucocorticoid-regulated genes in C6/ST1 rat glioma phenotypic reversion

The C6 rat glioma cell line is responsive to glucocorticoid hormones. C6 variants that are hyper-responsive (ST1) and resistant (P7) to hormone treatment have been derived previously. Glucocorticoid treatment of ST1 cells leads to complete reversion of the transformed phenotype and loss of tumorigenic potential. Production of C type retrovirus particles is also induced by glucocorticoids in ST1 cells. Cloning of the genes regulated by glucocorticoids in this cell system was used here as a strategy to uncover the gene products involved in the transformed-to-normal phenotypic change. Construction of a cDNA library from glucocorticoid-treated ST1 cells and screening by differential hybridization resulted in the isolation of three cellular sequences that code for rat metallothioneins (C27 and C41) and α1-acid glycoprotein (C36). Northern blot analysis revealed that expression of these genes was dramatically induced by hydrocortisone in ST1 but not in P7 cells. Viral genomic RNA was used to isolate and characterize retrovirus-related sequences that could also be responsible for the phenotypic reversion phenomenon.

Araçatuba virus: A vaccinialike virus associated with infection in humans and cattle

We describe a vaccinialike virus, Araçatuba virus, associated with a cowpoxlike outbreak in a dairy herd and a related case of human infection. Diagnosis was based on virus growth characteristics, electron microscopy, and molecular biology techniques. Molecular characterization of the virus was done by using polymerase chain reaction amplification, cloning, and DNA sequencing of conserved orthopoxvirus genes such as the vaccinia growth factor (VGF), thymidine kinase (TK), and hemagglutinin. We used VGF-homologous and TK gene nucleotide sequences to construct a phylogenetic tree for comparison with other poxviruses. Gene sequences showed 99% homology with vaccinia virus genes and were clustered together with the isolated virus in the phylogenetic tree. Araçatuba virus is very similar to Cantagalo virus, showing the same signature deletion in the gene. Araçatuba virus could be a novel vaccinialike virus or could represent the spread of Cantagalo virus.

Clonagem e expressão da glicoproteína transmembrana do retrovírus HTLV-1 em células de mamíferos

The retrovirus HTLV-1 is the etiological agent of the adult T-cell leukemia and HTLV-1 associated myelopathy/tropical spastic paraparesis. The proviral genome has 9,032 base pairs, showing regulatory and structural genes. The env gene encodes for the transmembrane glycoprotein gp 21. The development of methodologies for heterologous protein expression, as well as the acquisition of a cellular line that constituently expresses the recombinant, were the main goals of this work. The DNA fragment that encodes for gp 21 was amplified by nested-PCR and cloned into a pCR2.1-TOPO vector. After which, a sub-cloning was realized using the expressing vector pcDNA3.1+. The transfection of mammalian cells HEK 293 was performed transitorily and permanently. Production of the recombinant gp 21 was confirmed by flux cytometry experiments and the cell line producing protein will be used in immunogenicity assays.

Immunosensor based on immobilization of antigenic peptide NS5A-1 from HCV and silk fibroin in nanostructured films

The peptide NS5A-1 (PPLLESWKDPDYVPPWHG), derived from hepatitis C virus (HCV) NS5A protein, was immobilized into layer-by-layer (LbL) silk fibroin (SF) films. Deposition was monitored by UV-vis absorption measurements at each bilayer deposited. The interaction SF/peptide film induced secondary structure in NS5A-1 as indicated by fluorescence and circular dichroism (CD) measurements. Voltammetric sensor (SF/NS5A-1) properties were observed when the composite film was tested in the presence of anti-HCV. The peptide-silk fibroin interaction studied here showed new architectures for immunosensors based on antigenic peptides and SF as a suitable immobilization matrix. © 2013 American Chemical Society.

Assembling a xylanase-lichenase chimera through all-atom molecular dynamics simulations

Multifunctional enzyme engineering can improve enzyme cocktails for emerging biofuel technology. Molecular dynamics through structure-based models (SB) is an effective tool for assessing the tridimensional arrangement of chimeric enzymes as well as for inferring the functional practicability before experimental validation. This study describes the computational design of a bifunctional xylanase-lichenase chimera (XylLich) using the xynA and bglS genes from Bacillus subtilis. In silico analysis of the average solvent accessible surface area (SAS) and the root mean square fluctuation (RMSF) predicted a fully functional chimera, with minor fluctuations and variations along the polypeptide chains. Afterwards, the chimeric enzyme was built by fusing the xynA and bglS genes. XylLich was evaluated through small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments, resulting in scattering curves with a very accurate fit to the theoretical protein model. The chimera preserved the biochemical characteristics of the parental enzymes, with the exception of a slight variation in the temperature of operation and the catalytic efficiency (k cat/Km). The absence of substantial shifts in the catalytic mode of operation was also verified. Furthermore, the production of chimeric enzymes could be more profitable than producing a single enzyme separately, based on comparing the recombinant protein production yield and the hydrolytic activity achieved for XylLich with that of the parental enzymes. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Inflammatory bowel disease: an overview of immune mechanisms and biological treatments

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Assessing the gain of biological data integration in gene networks inference

Background: A current challenge in gene annotation is to define the gene function in the context of the network of relationships instead of using single genes. The inference of gene networks (GNs) has emerged as an approach to better understand the biology of the system and to study how several components of this network interact with each other and keep their functions stable. However, in general there is no sufficient data to accurately recover the GNs from their expression levels leading to the curse of dimensionality, in which the number of variables is higher than samples. One way to mitigate this problem is to integrate biological data instead of using only the expression profiles in the inference process. Nowadays, the use of several biological information in inference methods had a significant increase in order to better recover the connections between genes and reduce the false positives. What makes this strategy so interesting is the possibility of confirming the known connections through the included biological data, and the possibility of discovering new relationships between genes when observed the expression data. Although several works in data integration have increased the performance of the network inference methods, the real contribution of adding each type of biological information in the obtained improvement is not clear. Methods: We propose a methodology to include biological information into an inference algorithm in order to assess its prediction gain by using biological information and expression profile together. We also evaluated and compared the gain of adding four types of biological information: (a) protein-protein interaction, (b) Rosetta stone fusion proteins, (c) KEGG and (d) KEGG+GO. Results and conclusions: This work presents a first comparison of the gain in the use of prior biological information in the inference of GNs by considering the eukaryote (P. falciparum) organism. Our results indicates that information based on direct interaction can produce a higher improvement in the gain than data about a less specific relationship as GO or KEGG. Also, as expected, the results show that the use of biological information is a very important approach for the improvement of the inference. We also compared the gain in the inference of the global network and only the hubs. The results indicates that the use of biological information can improve the identification of the most connected proteins.

Evaluation of the acquired immune responses to Plasmodium vivax VIR variant antigens in individuals living in malaria-endemic areas of Brazil

Abstract Background The naturally-acquired immune response to Plasmodium vivax variant antigens (VIR) was evaluated in individuals exposed to malaria and living in different endemic areas for malaria in the north of Brazil. Methods Seven recombinant proteins representing four vir subfamilies (A, B, C, and E) obtained from a single patient from the Amazon Region were expressed in Escherichia coli as soluble glutathione S-transferase fusion proteins. The different recombinant proteins were compared by ELISA with regard to the recognition by IgM, IgG, and IgG subclass of antibodies from 200 individuals with patent infection. Results The frequency of individuals that presented antibodies anti-VIR (IgM plus IgG) during the infection was 49%. The frequencies of individuals that presented IgM or IgG antibodies anti-VIR were 29.6% or 26.0%, respectively. The prevalence of IgG antibodies against recombinant VIR proteins was significantly lower than the prevalence of antibodies against the recombinant proteins representing two surface antigens of merozoites of P. vivax: AMA-1 and MSP119 (57.0% and 90.5%, respectively). The cellular immune response to VIR antigens was evaluated by in vitro proliferative assays in mononuclear cells of the individuals recently exposed to P. vivax. No significant proliferative response to these antigens was observed when comparing malaria-exposed to non-exposed individuals. Conclusion This study provides evidence that there is a low frequency of individuals responding to each VIR antigens in endemic areas of Brazil. This fact may explain the host susceptibility to new episodes of the disease.

Systematic studies of protein immobilization by surface plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy

The research interest of this study is to investigate surface immobilization strategies for proteins and other biomolecules by the surface plasmon field-enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) technique. The recrystallization features of the S-layer proteins and the possibility of combining the S-layer lattice arrays with other functional molecules make this protein a prime candidate for supramolecular architectures. The recrystallization behavior on gold or on the secondary cell wall polymer (SCWP) was recorded by SPR. The optical thicknesses and surface densities for different protein layers were calculated. In DNA hybridization tests performed in order to discriminate different mismatches, recombinant S-layer-streptavidin fusion protein matrices showed their potential for new microarrays. Moreover, SCWPs coated gold chips, covered with a controlled and oriented assembly of S-layer fusion proteins, represent an even more sensitive fluorescence testing platform. Additionally, S-layer fusion proteins as the matrix for LHCII immobilization strongly demonstrate superiority over routine approaches, proving the possibility of utilizing them as a new strategy for biomolecular coupling. In the study of the SPFS hCG immunoassay, the biophysical and immunological characteristics of this glycoprotein hormone were presented first. After the investigation of the effect of the biotin thiol dilution on the coupling efficiently, the interfacial binding model including the appropriate binary SAM structure and the versatile streptavidin-biotin interaction was chosen as the basic supramolecular architecture for the fabrication of a SPFS-based immunoassay. Next, the affinity characteristics between different antibodies and hCG were measured via an equilibrium binding analysis, which is the first example for the titration of such a high affinity interaction by SPFS. The results agree very well with the constants derived from the literature. Finally, a sandwich assay and a competitive assay were selected as templates for SPFS-based hCG detection, and an excellent LOD of 0.15 mIU/ml was attained via the “one step” sandwich method. Such high sensitivity not only fulfills clinical requirements, but is also better than most other biosensors. Fully understanding how LHCII complexes transfer the sunlight energy directionally and efficiently to the reaction center is potentially useful for constructing biomimetic devices as solar cells. After the introduction of the structural and the spectroscopic features of LHCII, different surface immobilization strategies of LHCII were summarized next. Among them the strategy based on the His-tag and the immobilized metal (ion) affinity chromatography (IMAC) technique were of great interest and resulted in different kinds of home-fabricated His-tag chelating chips. Their substantial protein coupling capacity, maintenance of high biological activity and a remarkably repeatable binding ability on the same chip after regeneration was demonstrated. Moreover, different parameters related to the stability of surface coupled reconstituted complexes, including sucrose, detergent, lipid, oligomerization, temperature and circulation rate, were evaluated in order to standardize the most effective immobilization conditions. In addition, partial lipid bilayers obtained from LHCII contained proteo-liposomes fusion on the surface were observed by the QCM technique. Finally, the inter-complex energy transfer between neighboring LHCIIs on a gold protected silver surface by excitation with a blue laser (λ = 473nm) was recorded for the first time, and the factors influencing the energy transfer efficiency were evaluated.

Untersuchungen zur selektiven Deletion alloreaktiver Spender-T- Lymphozyten durch CD178-modifizierte dendritische Zellen im Rahmen der allogenen Blutstammzelltransplantation

Eine der häufigsten Komplikationen bei der allogenen Blutstammzelltransplantation stellt die Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung (Graft versus Host Disease, GvHD) dar. Sie wird durch allogene Spender-T-Lymphozyten verursacht, die Gewebe des Transplantatempfängers erkennen und inflammatorische Entzündungsprozesse auslösen. Neben dieser Alloreaktivität induzieren Spender-T-Lymphozyten jedoch auch immuntherapeutisch erwünschte Transplantat-gegen-Leukämie-Reaktionen (Graft versus Leukemia, GvL-Reaktion), bei denen residuelle Tumor- bzw. Leukämiezellen im Patienten durch Spender-T-Zellen spezifisch erkannt und eliminiert werden. Im Rahmen einer verbesserten Immmuntherapie wird daher versucht, GvHD-reaktive und GvL-reaktive Spender-T-Lymphozyten effizient voneinander zu separieren und so eine wirkungsvolle GvHD-Prophylaxe bzw. optimierte GvL-Induktion zu erreichen. In diesem Kontext war es Ziel dieser Arbeit, murine dendritische Zellen (DZ) so zu modifizieren, daß sie für die spezifische Deletion alloreaktiver T-Zellen in murinen GvHD/GvL-Tiermodellen eingesetzt werden können. Die Modifikation der DZ sollte dazu führen, daß über das CD95/CD178-System Aktivierungs-induzierter Zelltod (activation induced cell death, AICD) in alloreaktiven T-Zellen ausgelöst wird. Hierzu wurden für die Modifikation der DZ zwei verschiedene Mechanismen angewandt: a) die Transfektion der DZ mit CD178-mRNA sowie b) die zielgerichtete Immobilisierung von hCD178-X-Fusionsproteinen auf Oberflächenmolekülen von DZ bzw. T-Zellen. Als Positivkontrolle für die Induktion CD95-vermittelter Apoptose diente der agonistische anti-CD95-Antikörper Jo2. Bei der Transfektion muriner DZ mit mRNA zeigte sich anhand des Reportergens EGFP, daß aus dem Knochenmark generierte DZ mit hoher Effizienz mit EGFP-mRNA transfizierbar waren. Im Falle von hCD178-mRNA führte die Transfektion jedoch zu einer insuffizienten CD178-Expression, die mit den regulatorischen Eigenschaften der zytoplasmatischen CD178-Region in Verbindung gebracht werden konnte. So führte die Verwendung einer zytoplasmatisch trunkierten Form der CD178-mRNA (CD178Dzyt) zu einer durchflußzytometrisch nachweisbaren CD178-Expression in DZ. Mit diesen CD178Dzyt-exprimierenden DZ konnte in einem Proliferationstest die Proliferation alloreaktiver T-Zellen inhibiert werden. Die Beladung von DZ bzw. von T-Zellen mit hCD178-X-Fusionsproteinen führte in vitro ebenfalls zu einer deutlichen Reduktion von Alloreaktivität. Dabei konnte eine spezifische Deletion/Inhibition alloreaktiver T-Zellen nachgewiesen werden. Die Elimination alloreaktiver T-Zellen erfolgte in beiden Verfahren über AICD. Darüber hinaus wurde eine Bifunktionalität der Fusionsproteine festgestellt, da sie neben der Induktion CD95-vermittelter Apoptose auch in der Lage waren, die Kostimulation allogener T-Zellen effizient zu inhibieren. Mit Hilfe adoptiver T-Zell-Transferexperimente konnten abschließend die in vitro gewonnenen Ergebnisse in vivo in zwei verschiedenen GvHD-Mausmodellen bestätigt werden.

RNA-basierte Impfstoffe zur Induktion optimaler Immunantworten

Antigen-kodierende RNA wird als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptid-, Protein-, rekombinanten viralen oder DNA basierten Impfstoffen betrachtet. Der endgültige klinische Nutzen RNA-basierter Impfstoffe wird von der Optimierung verschiedener Parameter abhängig sein, die zur Induktion und effizienten Expansion der humoralen und zellvermittelten Immunantwort beitragen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit, die Etablierung pharmakologischer und immunologischer Parameter für die Generierung effektiver Immunantworten durch RNA-Impfstoffe sowie deren Wirksamkeit in vitro und im Mausmodell unter Nutzung von Modellantigenen zu testen. Zur Untersuchung und Optimierung der RNA-Pharmakokinetik, als einem Schlüsselaspekt der klinischen Medikamentenentwicklung, wurde der Einfluss von strukturellen Modifikationen auf die Transkriptstabilität und Translationseffizienz von Reporter-Proteinen in einer zeitabhängigen Kinetik evaluiert. Es wurde gezeigt, dass ein poly(A) Schwanz von 120 Adenosinen, verglichen mit einem kürzeren, ein freies 3´ poly(A) Ende, verglichen mit einem verdeckten und eine doppelte β-globin 3´ UTR, unabhängig voneinander zu einer Erhöhung der IVT-RNA Stabilität und zu einer Verbesserung der Translationseffizienz beitrugen und dadurch insgesamt zu einer erhöhten Proteinexpression führten. Antigen-kodierende IVT-RNA mit diesen molekularen Merkmalen in Kombination führte, im Vergleich zur Standard IVT-RNA, zu einer erhöhten Dichte und Stabilität von Peptid/MHC-Komplexen auf der Zelloberfläche transfizierter DCs und dadurch zu einer verbesserten Stimulation von CD4+ und CD8+ T-Zellen im murinen und humanen System. Mit dem Ziel, die RNA kodierte Antigenform für die Induktion einer verstärkten Antikörperantwort zu modifizieren, wurde im zweiten Teil der Arbeit ein Antigen-IgM Fusionskonstrukt hergestellt und hinsichtlich seiner Eignung als neues Impfstoff-Format untersucht. Die Ausgangshypothese, dass die RNA kodierten Antigen-IgM Fusionsproteine polymerisieren, von transfizierten Zellen sezerniert werden und aufgrund der repetitiven Antigenstruktur im Vergleich mit dem monomeren Antigen zu einer Verstärkung der Antikörperantwort führen, wurde in vitro und in vivo im Mausmodell bestätigt. Die Entwicklung und Evaluierung von Zytokinfusionsproteinen zur selektiven Verstärkung der antigenspezifischen Immunantworten bildeten den dritten Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Zur weiteren Verstärkung der Antikörperantwort wurde basierend auf den Resultaten aus dem zweiten Teil ein IL2-IgM Fusionskonstrukt hergestellt. Die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2-IgM kodierender IVT-RNA führte zu einer signifikant stärkeren Antikörperantwort als die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2. Für die Initiierung einer erfolgreichen anti-Tumor-Immunantwort ist das Priming antigenspezifischer T-Zellen essentiell. Um die Effizienz dieses Prozesses zu steigern, wurde ein bifunktionelles IL2-mCD40L Fusionskonstrukt hergestellt und sein Einfluss auf die Effektorfunktion von DCs in vitro und in vivo untersucht. Es wurde gezeigt, dass ein RNA kodiertes IL2-mCD40L Fusionsprotein als genetisches Adjuvanz zu einer Effizienzsteigerung des Priming zytotoxischer T-Zellen führt. Somit wurden in dieser Arbeit durch die Optimierung der Pharmakokinetik, die Modifikation der Antigenform und die Herstellung und Evaluierung von Zytokinfusionskonstrukten als genetische Adjuvantien, RNA-basierte Impfstoffe für eine optimierte Induktion von antigenspezifischen Immunantworten weiter verbessert.

Die Beteiligung von wildtypischer SOD1 an der Pathogenese der SOD1-vermittelten amyotrophen Lateralsklerose (ALS1)

Bei der amyotrophen Lateralsklerose 1 (ALS1) handelt es sich um eine altersabhängige Motoneuronenerkrankung, die durch Mutationen im Gen der Cu/Zn-Superoxid Dismutase (hSOD1mut) ausgelöst wird. Die toxischen Eigen¬schaften von hSOD1mut (z. B. Aggregations- oder oxidative Stress-Hypothese) und der Einfluss wildtypischer hSOD1 (hSOD1WT) auf den Krankheitsverlauf sind weithin ungeklärt. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen von hSOD1mut-hSOD1WT-Heterodimeren im Vergleich zu mutanten Homodimeren auf die Pathogenese der ALS1 zu untersuchen. Nachdem gezeigt werden konnte, dass es in humanen Zellen in der Tat zu einer Bil¬dung hetero- und homodimerer mutanter hSOD1-Spezies kommt, wurden Dimerfusionsproteine aus zwei hSOD1-Monomeren generiert, die durch einen flexiblen Peptidlinker verbunden und C-terminal mit eGFP markiert waren. Neben hSOD1WT-WT wurden hSOD1mut-mut- und hSOD1mut-WT-Dimere mit vier verschiedenen hSOD1-Mu¬tanten untersucht. Die biochemische Charakterisierung zeigte, dass alle Dimere, die wildtyp-ähnliche hSOD1mut enthielten, eine Dismutaseaktivität aufwiesen. Im Gegensatz dazu war das Homodimer aus zwei metalldefizienten hSOD1G85R inaktiv, wobei interessanterweise hSOD1G85R mit hSOD1WT ein Dismutase-aktives Dimer bilden konnte. Sowohl in Zellkultursystemen als auch in einem C. elegans-Modell bildeten alle mutanten Homodimere vermehrt Aggregate im Vergleich zu den dazugehörigen Heterodimeren. Dieses Aggregationsverhalten korrelierte aber nicht mit der Toxizität der Dimerproteine in Überlebensassays und einer C. elegans Bewe¬gungs¬analyse. In diesen funktionellen Studien assoziierte die Toxizität der dimeren Fusionsproteine mit der enzy¬matischen Aktivität. In Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen konnte gezeigt werden, dass hSOD1WT nicht in hSOD1mut-abhängigen Aggregaten vorkommt. Die Ergebnisse dieser Studie sprechen gegen die Aggregation als primäre toxische Eigen¬schaft der hSOD1mut und unterstützen die oxidative Stress-Hypothese. Dis¬mutase-inaktive hSOD1mut können eine untypische Enzymaktivität durch die Heterodimerisierung mit hSODWT erlangen, die auf diese Weise maßgeblich an der Pathogenese der ALS1 beteiligt sein könnte.

Cis- und trans-Regulation bei Drosophila-T-Box-Genen

Die räumliche und zeitliche Organisation von Genexpression ist für die Entwicklung und das Funktionieren eines jeden Lebewesens von immenser Bedeutung. Dazu laufen eine Vielzahl von Regulationsprozessen auf unterschiedlichen Ebenen ab. In dieser Arbeit wurden im ersten Teil Untersuchungen zur Genregulation des Drosophila optomotor-blind Genes und zur Funktion des Omb Proteins durchgeführt. Eine Mutante, der ein großer Teil der upstream regulatory region (URR) fehlt wurde erzeugt, aus einer Vielzahl von Linien isoliert und molekular charakterisiert. Die biologischen Auswirkungen dieser Deletion werden in Shen et al. (2008) beschrieben. Plasmide zur Erzeugung transgener Fliegen, mit deren Hilfe eine bereits von Sivasankaran et al. (2000) durchgeführte Enhancer-reporter-Analyse vervollständigt werden sollte, wurden hergestellt. Die bereits bekannte Inversion In(1)ombH31 wurde molekular kartiert. Eine Reihe von Konstrukten mit Punktmutationen in der Omb T-Domäne wurden generiert, die unter anderem über deren Funktion hinsichtlich DNA-Protein Interaktion und einer potentiellen Metallionenbindefähigkeit (ATCUN) hin Aufschluss geben sollen. Des Weiteren wurde eine Reihe von P-Element-Deletionslinien auf den Verlust eines alternativen omb Transkriptionsstartpunktes hin untersucht, mit dem Ziel eine vollständige Protein-Nullmutante zur Verfügung zu haben. Der zweite Abschnitt dieser Arbeit befasste sich mit der Erzeugung von Dpp-GFP-Fusionskonstrukten, mit deren Hilfe weitere Erkenntnisse über den Dpp-Langstreckentransport erhofft werden. Es wurde außerdem damit begonnen bei einem weitern Drosophila T-Box Transkriptionsfaktor, Optomotor-blind related gene-1 (Org-1), eine Reihe von Varianten mit homopolymeren polyAlanin und polyGlutamin Expansionen unterschiedlicher Länge herzustellen. Durch Experimente mit diesen Konstrukten soll Aufschluss darüber gewonnen werden, ob Glutamin-Expansionen, wie in der Literatur vorgeschlagen, aktivierend und Alanin-Expansionen in Transkriptionsfaktoren vielleicht reprimierend auf Genaktivität wirken. Letztlich wurden in dieser Arbeit im Rahmen des DROSDEL Projektes (Ryder et al., 2004, 2007) Deletionen in der distalen Hälfte des Chromosomenarms 3R hergestellt. Der DROSDEL Deletionskit, der durch eine Kooperation europäischer Labore entstand stellt der Drosophila Forschung einen umfassenden Satz molekular basengenau definierter Defizienzen zur Verfügung.