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Weiterentwicklung und Evaluation eines drei-dimensionalen Hautmodelles zur pharmakologischen Testung (2008)

Nadja Nicole Zöller

Untersuchung der Ursachen des eingeschränkten Wirtstropismus des modifizierten Vacciniavirus Ankara unter Berücksichtigung der viralen Gene C7L, K1L und F11L (2010)

Joachim Zwilling

Orthopockenviren sind große DNA-Viren, die im Zytoplasma der Wirtszelle replizieren und für über 200 Proteine kodieren. Sie besitzen ein breites Wirtszellspektrum (host-range) und modulieren auf komplexe Art und Weise zelluläre Prozesse, um ihre Replikation zu gewährleisten. Zu diesem Genus der Familie der Pockenviren gehört auch das modifizierte Vacciniavirus Ankara (MVA). MVA ist ein hoch attenuiertes, replikationsdefizientes Impfvirus, dem im Vergleich zu ursprünglichen Vacciniavirus-Stämmen viele virale Genfunktionen fehlen. Zu diesen verlorengegangenen Genen zählen so genannte host-range-Gene, die für das breite Wirtszellspektrum des Vacciniavirus (VACV) verantwortlich sind, deren molekulare Funktion aber größtenteils unbekannt ist. Diese Arbeit befasste sich zum einen mit der Untersuchung der Rolle der host-range-Gene K1L und C7L in der MVA-Infektion. Zum anderen sollte geprüft werden, ob der im MVA-Genom unvollständige Leserahmen F11L durch Wiederherstellung seiner Funktionalität den Wirtstropismus von MVA erweitern kann. Das Fehlen von K1L und C7L in MVA ist mit dem Verlust der späten viralen Genexpression verbunden. Als mögliche Ursache hierfür wurde in dieser Arbeit die Phosphorylierung des eukaryotischen Translationsinitiationsfaktors 2alpha (eIF2alpha) entdeckt, welche zum Abbruch der Proteinsynthese in der infizierten Zelle führt. Unter den möglichen Kinasen wurde die Proteinkinase R (PKR) als das verantwortliche Schlüsselenzym identifiziert und somit gezeigt, dass das K1- und C7-Protein den anti-viralen PKR-eIF2alpha-Signalweg inhibieren. Es stellte sich heraus, dass die eIF2alpha-Phosphorylierung alleine jedoch nicht für das Fehlen der späten Genexpression verantwortlich ist. Neben dem inhibitorischen Einfluss auf den PKR-eIF2alpha-Signalweg zeigte sich, dass C7 die Aktivierung des NFKB-Signalwegs reduziert, welcher für eine anti-virale Antwort der Wirtszelle wichtig ist. Ein weiterer Ansatz zur Aufklärung der K1- und C7-Funktion bestand darin, zelluläre Interaktionspartner zu identifizieren. Hierbei konnte das heterogene nukleäre Ribonukleoprotein K (HNRPK) als möglicher Interaktionspartner von C7 entdeckt werden. Neben den bisher bekannten host-range-Genen gibt es vermutlich weitere Gene, die den Wirtsbereich des VACV definieren. Das im MVA-Genom defekte F11L-Gen war ein guter Kandidat für eine solche Genfunktion, da es bei der Virionenmorphogenese, Virusausbreitung und der Migration VACV-infizierter Zellen eine Rolle zu spielen scheint. Deshalb wurde ein rekombinantes MVA mit vollständiger F11L-Gensequenz konstruiert und das Wirtszellspektrum dieses Virus untersucht. Die Reparatur des F11L-Gens ermöglichte MVA die Induktion von Zellbewegung nach Infektion, jedoch blieben seine unvollständige Morphogenese und eingeschränkte Vermehrungsfähigkeit in Säugetierzellen unbeeinflusst. F11L hat daher zumindest keine selbstständige Funktion als VACV host-range-Gen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind ein Beitrag zum besseren Verständnis der komplexen Virus-Wirts-Interaktionen des VACV sowie des eingeschränkten Wirtstropismus des Impfvirus MVA.

The role of ephrin-B2 in glioblastoma invasion (2010)

Helge Zum Buttel

PaCATB, a secreted catalase protecting Podospora anserina against exogenous oxidative stress (2011)

Sandra Zintel Dominik Bernhardt Adelina Rogowska-Wrzesinska Heinz D. Osiewacz

A differential mass spectrometry analysis of secreted proteins from juvenile and senescentPodospora anserina cultures revealed age-related differences in protein profiles. Among other proteins with decreased abundance in the secretome of senescent cultures a catalase, termed PaCATB, was identified. Genetic modulation of the abundance of PaCATB identified differential effects on the phenotype of the corresponding strains. Deletion of PaCatB resulted in decreased resistance, over-expression in increased resistance against hydrogen peroxide. While the lifespan of the genetically modified strains was found to be unaffected under standard growth conditions, increased exogenous hydrogen peroxide stress in the growth medium markedly reduced the lifespan of the PaCatB deletion strain but extended the lifespan of PaCatB over-expressors. Overall our data identify a component of the secretome of P. anserina as a new effective factor to cope with environmental stress, stress that under natural conditions is constantly applied on organisms and influences aging processes.

Untersuchungen zur Bedeutung von Superoxid-Dismutasen für die Alterung von Podospora anserina (2012)

Sandra Zintel

Im Rahmen dieser vorliegenden Doktorarbeit sollte die Bedeutung von Superoxid-Dismutasen für das Resistenzverhalten und den Alterungsprozess bei P. anserina untersucht werden. Folgende Befunde aus den Analysen konnten erhalten werden: 1. Lokalisationsstudien der drei PaSods Aus den biochemischen und fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen der drei verschiedenen PaSODs geht hervor, dass PaSOD1, eine Cu/ZnSOD, überwiegend im Cytosol und zu einem geringen Anteil im mitochondrialen Intermembranraum lokalisiert ist. Eine der beiden MnSODs, PaSOD2, wird vermutlich zur Abwehr von exogenem Superoxid sekretiert. Bei PaSOD3 handelt es sich um eine mitochondriale MnSOD. 2. Generierung von verschiedenen PaSod-Mutanten Im Rahmen dieser Arbeit wurden von jeder PaSod mindestens drei unabhängige Überexpressionsstämme, ein GFP-Stamm- und ein Deletionsstamm hergestellt. Weiterhin wurden alle möglichen Doppel-Deletionsstämme und die Dreifach-Deletionsmutante erzeugt. Alle Stämme wurden auf DNA-Ebene verifiziert, zusätzlich wurde die Proteinmenge bzw. –Aktivität überprüft. 3. Einfluss der PaSODs auf die ROS-Toleranz Die Analysen der ROS-Resistenzen haben gezeigt, dass PaSODs eine wichtige Rolle in der Entgiftung von Superoxiden spielt. So ließ sich bei den Deletionsstämmen der PaSods eine gesteigerte Sensitivität gegenüber Paraquat feststellen. Eine Aufsummierung der Sensitivität gegenüber Paraquat ist bei der PaSod-Tripelmutante (ΔPaSod1/2/3) zu erkennen. Überraschenderweise kann durch die gesteigerten Mengen an aktiver PaSOD in den Überexpressionsstämmen (PaSod1-3_OEx) keine verbesserte Resistenz gegenüber Paraquat erzielt werden. Darüber hinaus führt die Überexpression des Gens für die mitochondriale SOD, PaSOD3, zu massiven negativen Effekten. 4. Einfluss auf die Lebensspanne Durch eine fehlende Entgiftung von Superoxid in den PaSod-Deletionsmutanten ist eine Verminderung der Lebensspanne nicht festzustellen. Bei PaSod-Mutantenstämme, die eine erhöhte PaSOD-Aktivität und damit eine gesteigerte Abbaurate des Superoxids aufweisen, kann bei den PaSod1- und PaSod2-Überexpressionsstämmen keine verbesserte Lebensspanne unter den gewählten Standardbedingungen erzielt werden. Vielmehr noch ist die Lebensspanne der PaSod3-Überexpressionsstämme stark reduziert. 5. Einfluss der PaSod-Modulation auf andere Komponenten des ROS-Abbausystems Die PaSOD-Aktivitäten scheinen miteinander co-reguliert zu werden. Des Weiteren scheint es ein Zusammenhang zwischen den beiden sekretierten Enzymen PaSOD2 und PaCATB zu geben. Deutlich wird auch, dass die Modulation der Superoxid-Dismutasen eine weitreichende Auswirkung auf andere Schutzsysteme hat. Beispielweise konnte gezeigt werden, dass Komponenten des mitochondrialen ROS-Schutzsystems und der Protein-Qualitätskontrolle in den PaSod3-Überexpressionsstämmen verändert sind. Zusammenfassend lassen die Analysen der PaSod-modulierten Stämme den Schluss zu, dass die Superoxid-Dismutase in P. anserina ein wichtiges Enzym zum Abbau des schädlichen Superoxids darstellt, welches aber nur eine untergeordnete Rolle bei der Kontrolle der Lebensspanne unter den gewählten Wachstumsbedingungen im Labor ausübt. Des Weiteren haben die Analysen gezeigt, dass es durch die Modulation der PaSod-Gene zu weitreichenden Änderungen, die das ROS-Schutzsystem (PaSOD, PaCATB und PaPRX1) sowie die Protein-Qualitätskontrolle (PaHSP60, PaLON und PaCLPP) betreffen, kommt. Welche Auswirkung dabei diese Veränderungen in Bezug auf die Lebensspanne hat, kann nur schwer abgeschätzt werden und muss mit weiteren Untersuchungen geklärt werden.

Audience effects in the Atlantic molly (Poecilia mexicana)-prudent male mate choice in response to perceived sperm competition risk? (2009)

Madlen Ziege Kristin Mahlow Carmen Hennige-Schulz Claudia Kronmarck Ralph Tiedemann Bruno Streit Martin Plath

Background Multidirectional interactions in social (or communication) networks can have a profound effect on mate choice behavior. For example, Poecilia mexicana males show weaker expression of mating preferences when being observed by an audience male. It was suggested that this behavior is an adaptation to reduce sperm competition risk, which arises because commonly preferred female phenotypes will receive attention also by surrounding males, and/or because the audience male can copy the focal male's mate choice. Do P. mexicana males indeed respond to perceived sperm competition risk? We gave males a choice between two females and repeated the tests under one of the following conditions: (1) during the 2nd part of the tests an empty transparent cylinder was presented (control); (2) an audience male inside the cylinder observed the focal male throughout the 2nd part, or (3) the audience male was presented only before the tests, but could not eavesdrop during the actual choice tests (non-specific sperm competition risk treatments); (4) the focal male could see a rival male sexually interacting with the previously preferred, or (5) with the non-preferred female before the 2nd part of the tests (specific sperm competition risk treatments). Results When comparing the strength of individual male preferences between the 1st and 2nd part of the tests (before and after presentation of an audience), male preferences declined slightly also during the control treatment (1). However, the decrease in strength of male preferences was more than two-fold stronger in audience treatment (2), i.e., with non-specific sperm competition risk including the possibility for visual eavesdropping by the audience male. No audience effect was found in treatments (3) and (5), but a weak effect was also seen when the focal male had seen the previously preferred female sexually interact with a rival male (treatment 4; specific sperm competition risk). Conclusions When comparing the two 'non-specific sperm competition risk' treatments (2 and 3), a very strong effect was found only when the audience male could actually observe the focal male during mate choice in treatment (2). This suggests that focal males indeed attempt to conceal their mating preferences in the visual presence of other males so as to avoid mate choice copying. When there is no potential for eavesdropping [treatment (3)], non-specific specific sperm competition risk seems to play a minor or no role. Congruent with studies on other poeciliid species, our results also show that P. mexicana males respond to perceived specific sperm competition risk, and tend to share their mating effort more equally among females when the resource value of their previously preferred mate decreases (after mating with a rival male). However, this effect is comparatively weak.

Functional characterization of various algal carotenoid ketolases reveals that ketolating zeaxanthin efficiently is essential for high production of astaxanthin in transgenic Arabidopsis (2011)

Yu-Juan Zhong Jun-Chao Huang Jin Liu Yin Li Yue Jiang Zeng-Fu Xu Gerhard Sandmann Feng Chen

Extending the carotenoid pathway to astaxanthin in plants is of scientific and industrial interest. However, expression of a microbial beta-carotene ketolase (BKT) that catalyses the formation of ketocarotenoids in transgenic plants typically results in low levels of astaxanthin. The low efficiency of BKTs in ketolating zeaxanthin to astaxanthin is proposed to be the major limitation for astaxanthin accumulation in engineered plants. To verify this hypothesis, several algal BKTs were functionally characterized using an Escherichia coli system and three BKTs were identified, with high (up to 85%), moderate (~38%), and low (~1%) conversion rate from zeaxanthin to astaxanthin from Chlamydomonas reinhardtii (CrBKT), Chlorella zofingiensis (CzBKT), and Haematococcus pluvialis (HpBKT3), respectively. Transgenic Arabidopsis thaliana expressing the CrBKT developed orange leaves which accumulated astaxanthin up to 2 mg g -1 dry weight with a 1.8-fold increase in total carotenoids. In contrast, the expression of CzBKT resulted in much lower astaxanthin content (0.24 mg g -1 dry weight), whereas HpBKT3 was unable to mediate synthesis of astaxanthin in A. thaliana. The none-native astaxanthin was found mostly in a free form integrated into the light-harvesting complexes of photosystem II in young leaves but in esterified forms in senescent leaves. The alteration of carotenoids did not affect chlorophyll content, plant growth, or development significantly. The astaxanthin-producing plants were more tolerant to high light as shown by reduced lipid peroxidation. This study advances a decisive step towards the utilization of plants for the production of high-value astaxanthin. Keywords: Arabidopsis thaliana, astaxanthin, beta-carotene ketolase, carotenoid, Haematococcus pluvialis

BCR and its mutants, the reciprocal t(9;22)-associated ABL/BCR fusion proteins, differentially regulate the cytoskeleton and cell motility (2006)

Xiaomin Zheng Saskia Güller Tim Beissert Elena Puccetti Martin Ruthardt

Background The reciprocal (9;22) translocation fuses the bcr (breakpoint cluster region) gene on chromosome 22 to the abl (Abelson-leukemia-virus) gene on chromosome 9. Depending on the breakpoint on chromosome 22 (the Philadelphia chromosome – Ph+) the derivative 9+ encodes either the p40(ABL/BCR) fusion transcript, detectable in about 65% patients suffering from chronic myeloid leukemia, or the p96(ABL/BCR) fusion transcript, detectable in 100% of Ph+ acute lymphatic leukemia patients. The ABL/BCRs are N-terminally truncated BCR mutants. The fact that BCR contains Rho-GEF and Rac-GAP functions strongly suggest an important role in cytoskeleton modeling by regulating the activity of Rho-like GTPases, such as Rho, Rac and cdc42. We, therefore, compared the function of the ABL/BCR proteins with that of wild-type BCR. Methods We investigated the effects of BCR and ABL/BCRs i.) on the activation status of Rho, Rac and cdc42 in GTPase-activation assays; ii.) on the actin cytoskeleton by direct immunofluorescence; and iii) on cell motility by studying migration into a three-dimensional stroma spheroid model, adhesion on an endothelial cell layer under shear stress in a flow chamber model, and chemotaxis and endothelial transmigration in a transwell model with an SDF-1α gradient. Results Here we show that both ABL/BCRs lost fundamental functional features of BCR regarding the regulation of small Rho-like GTPases with negative consequences on cell motility, in particular on the capacity to adhere to endothelial cells. Conclusion Our data presented here describe for the first time an analysis of the biological function of the reciprocal t(9;22) ABL/BCR fusion proteins in comparison to their physiological counterpart BCR.

Cryoimmunoelectron microscopic localization of synaptic proteins in nerve terminals and astrocytic cells (2004)

Lixia Zhang

In the present study the cryo-immunogold technique was used and optimized for investigating the ultrastructure and immunolabeling of synaptic proteins. It is evidently a suitable method for the localization of membrane proteins since the antigens are not treated with any chemical denaturation before immunolabeling except for the fixation and since the antigens are directly exposed to the surface of the cryo-ultrasections. The v-SNARE VAMP II and the vesicle-associated proteins SV2 and Rab3A were detected extensively at small vesicles in the mossy fiber terminals. The t-SNARE SNAP-25, and N-type and P/Q type Ca2+ channels were allocated to the plasma membrane both at the active zone and outside the active zone. SNAP-25 and N-type Ca2+ channels appeared also at synaptic vesicles. A significantly increased immunolabeling of VAMP II, SV2, Rab3A, SNAP-25 and N-type Ca2+ channels was found at the active zones of fast synapses, indicating a concentration of these proteins at sites of exocytosis. The widespread distribution of the t-SNARE SNAP-25 at the axonal plasma membrane reveals that membrane-targeting specificity cannot be determined solely by v/t-SNARE interactions. Additional control components are required to assure the docking and exocytosis of the synaptic vesicles at active zones. The novel protein Bassoon was only found at active zones of central synapses and showed the highest specific labeling among all proteins investigated. Its labeling pattern implies an association of Bassoon with the presynaptic dense projections, the structural guide for vesicle exocytosis. The involvement of Bassoon in the organization of the neurotransmitter release site suggests that Bassoon may play an important role in determining the specificity of vesicle docking and fusion. In the neurosecretory endings of neurohypophysis the synaptic proteins VAMP II, SNAP- 25, SV2, Rab3A, and the N-type Ca2+ channels showed a preferential labeling over microvesicles. Moreover, the immunolabeling intensity of these proteins over microvesicles corresponded closely to that over synaptic vesicles. This suggests that these synaptic proteins share an identical association with synaptic vesicle and microvesicles. A significant labeling of SNAP-25, the N-type Ca2+ channels and VAMP II was also detected at the plasma membrane near the clustered microvesicles, indicating the competence of microvesicles for docking and exocytosis along the plasma membrane in the absence of active zones. No significant labeling of VAMP II, SNAP-25, SV2 and N-type Ca2+ channel was observed at the membrane of neurosecretory granules. This is in agreement with the notion that synaptic vesicles and microvesicles possess regulatory mechanisms for exocytosis different from those of granules. In contrast, a/ß-SNAP and NSF were found on the granules, and Rab3A and the P/Q-type Ca2+ channels on granules in a subset of terminals. Rab3A is associated specifically with the oxytocin-containing granule population. Interestingly, some plasma membrane proteins, such as SNAP-25 and even N-type Ca2+ channels and P/Q-type Ca2+ channels, were observed not only at the plasma membrane but also at the vesicular organelles. This suggests that these vesicular organelles may be involved in transporting newly synthesized proteins from the soma to the plasma membrane of the terminal. Furthermore, the vesicular pool of the Ca2+ channels may serve in the stimulationinduced translocation into the plasma membrane when required. Using the conventional preembedding method with Epon and the post-embedding method with LR Gold, VAMP II was localized at vesicular organelles of varying size and on horseradish peroxidase filled endocytic organelles in cultured astrocytes, with and without stimulation in the presence of the horseradish peroxidase. This indicates that VAMP II is involved in the cycle of vesicular exocytosis and endocytosis in astrocytes. U373 cells are capable of expressing all three members of the synaptic SNARE complex (v-SNARE VAMP II, t-SNARE syntaxin I and SNAP25). This indicates the competence of U373 to carry out regulated exocytosis by means of the classical SNARE mechanism. In addition, the ubiquitous v-SNARE cellubrevin and the endosome-associated small GTPbinding protein Rab5 could be expressed in U373 cells. All recombinant synaptic proteins investigated in U373 cells revealed a punctuate cellular distribution under the fluorescence microscope, suggesting that they are mainly associated with intracellular compartments. The cryo-electron microscopy provided direct evidence for the association of all expressed proteins with electron-lucent vesicular organelles. It further supports the potential of U373 MG cells to release low molecular weight messengers by a regulated exocytosis mechanism. In addition, myc-VAMP II was found on dispersed granules. Probably, VAMP II also participates in the exocytosis event of granules in U373 cells. Gold labeling for the two presumptive t-SNAREs syntaxin I and SNAP-25 in U373 cells was confined to the vesicular organelles. At the ultrastructural level no significant labeling was identified at the plasma membrane. The high level of colocalization of the two SNARE proteins VAMP II and syntaxin I in the cell body and in cell processes suggests that the two proteins are mostly sorted into identical vesicular organelles. A partial colocalization of VAMP II and cellubrevin as well as of VAMP II and Rab5 was observed under the fluorescence microscope. At the ultrastructural level, a colocalization of VAMP II and cellubrevin as well as of VAMP II and Rab5 was found on some clustered vesicles. The partial colocalization of VAMP II and cellubrevin implies that they similarly function as v-SNAREs. The partial colocalization of Rab5 with VAMP II in U373 cells suggests that the endosomal protein Rab5 is associated with VAMP II-containing organelles during some stages of their life cycle.

Etablierung von DNA-Mikroarray-Analysen für halophile Archaea und ihre Anwendung zur Analyse von Stoffwechsel und Zellzyklus (2003)

Alexander Zaigler

Die halophilen Archaea Haloferax volcanii und Halobacterium salinarum haben sich aufgrund ihrer metabolischen Vielseitigkeit und der Verfügbarkeit vieler molekulargenetischer und biochemischer Techniken zu archaealen Modellorganismen für die Untersuchung zellulärer Prozesse entwickelt. In den vergangenen Jahren wurden eine Vielzahl prokaryaler Genome sequenziert, es zeigte sich jedoch, dass ca. 30% aller Gene keine Funktion zugeordnet werden kann. Die funktionelle Genomforschung zielt darauf, durch parallele genomweite Untersuchung der Genexpression die Funktion der Transkripte bzw. der Proteine aufzuklären. In der vorliegenden Arbeit wurden für beide halophilen Archaea genomweite Genexpressionsanalysen unter Verwendung der DNA-Mikroarray- Technologie etabliert. Aufgrund der derzeit nicht vorhandenen Genomsequenz wurde für die Untersuchung der Genexpression von H. volcanii der erste und bisher einzig beschriebene genomweite shotgun-DNA-Mikroarray konstruiert. Dazu wurde zunächst eine Genombibliothek mit einer durchschnittlichen Fragmentgröße von 1,5 kb hergestellt. Die Genombibliothek wurde anschließend in eine PCR-Produkt-Bibliothek umgewandelt, die dazu genutzt wurde, in einem hochdichten Raster zwei DNA-Mikroarrays herzustellen, einen 960-Sonden DNA-Mikroarray zur Etablierung und Optimierung der Methode und einen 2880-Sonden DNA-Mikroarray, der einer einfachen Genomabdeckung entspricht. Für den Vergleich der Genexpression nach einer Änderung der Kohlenstoffquelle wurden Zellen von H. volcanii einem Wechsel von Wachstum mit Aminosäuren zu Wachstum mit Glukose als alleiniger Kohlenstoff-Quelle unterzogen. Die Transkriptomänderungen vom Wechsel der Kohlenstoff-Quelle bis zum erneuten Beginn des exponentiellen Wachstums wurden zu fünf Zeitpunkten mit dem 2880-Sonden DNA-Mikroarray analysiert. Es wurden fünf verschiedene Klassen kinetisch gleichregulierter Gene gefunden, die entweder induziert, reprimiert oder transient induziert waren. Insgesamt wurden ca. 10% aller Gene zu mindestens einem Zeitpunkt mehr als 2,5 fach reguliert. Für Gene aller fünf Klassen wurden die Ergebnisse durch Northern-Analysen verifiziert. Die Identität der regulierten Gene wurde durch Sequenzierung der PCR-Produkte von beiden Enden ermittelt. Es wurde ein breites Spektrum an Genen identifiziert, deren Genprodukte für unterschiedliche funktionelle Kategorien wie Stoffwechselenzyme, ABC-Transporter, regulatorische Proteine und hypothetische Proteine usw. kodieren. Viele gleichregulierte Gene kodieren für Proteine gemeinsamer Funktion. Erwartete wie auch unerwartete Ergebnisse erlaubten Vorhersagen über den zentralen Metabolismus, die Transportkapazität und der zellulären Organisation bei Wachstum von H. volcanii auf Aminosäuren bzw. Glukose. Die Mikroarray-Analysen stehen im Einklang mit der Wachstumsrate und dem Ribosomengehalt von H. volcanii bei Wachstum auf den alternativen Kohlenstoffquellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass ein shotgun-DNA-Mikroarray mit einfacher Genomabdeckung die Charakterisierung der Regulation metabolischer Prozesse sowie die funktionelle Charakterisierung von Proteinen bzw. Proteinkomplexen erlaubt. Für Halobacterium salinarum, dessen Genomsequenz bekannt ist, wurde ein genomweiter genspezifischer DNA-Mikroarray konstruiert. Hierzu wurde jeder ORF des Genoms unter Verwendung von ORF-spezifischen Oligonukleotiden mittels PCR amplifiziert. Zur Etablierung dieses Systems wurden zunächst mit einem 200-Sonden DNA-Mikroarray exemplarisch Genexpressionsanalysen für zwei verschiedene Wachstumsbedingungen durchgeführt. Bei anaeroben Wachstum von H. salinarum durch fermentativen Argininabbau wurden im Vergleich zu aeroben Wachstum die für die Argininfermentation essentiellen Gene induziert. Dagegen wurden charakteristische Gene des aeroben Stoffwechsels reprimiert. Zur Untersuchung des Zellzyklusses von H. salinarum wurde der genomweite genspezifische DNAMikroarray verwendet. Um erstmals genomweit die zellzyklusspezifische Genexpression eines Archaeons zu analysieren, wurden Zellen von H. salinarum durch eine reversible Zellzyklusblockade mit Aphidicolin, einem DNA-Polymerase Inhibitor, synchronisiert. Vorläufige Transkriptomstudien mit einer synchron wachsenden H. salinarum-Kultur deuten an, dass die Transkription der Mehrzahl der Gene im Verlauf des Zellzyklusses nicht reguliert wird. Die Untersuchungen dieser Arbeit bilden die Grundlage für genomweite funktionelle Charakterisierungen haloarchaealer Genexpression und Regulationsprozesse.

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