@phdthesis{Rolke2016,
  author    = {Rolke, Daniel},
  title     = {R{\"a}umliche und zeitliche Expressionsmuster sowie Funktionen der Serotonin-Rezeptor-Subtypen der Honigbiene, Apis mellifera L., 1758},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-96667},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xii, 125},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das biogene Amin Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) agiert als wichtiger chemischer Botenstoff bei einer Vielzahl von Organismen. Das durch 5 HT vermittelte Signal wird dabei durch spezifische Rezeptoren wahrgenommen und in eine zellul{\"a}re Reaktion umgesetzt. Diese 5 HT Rezeptoren geh{\"o}ren {\"u}berwiegend zur Familie der G Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCRs). Die Honigbiene Apis mellifera bietet unter anderem aufgrund ihrer eusozialen Lebensweise vielf{\"a}ltige Ansatzpunkte zur Erforschung der Funktionen des serotonergen Systems in Insekten. Bei A. mellifera wurden bereits vier 5-HT-Rezeptor-Subtypen beschrieben und molekular sowie pharmakologisch charakterisiert: Am5 HT1A, Am5 HT2α, Am5 HT2β und Am5 HT7. Ziel dieser Arbeit war es, gewebespezifische sowie alters- und tageszeitabh{\"a}ngige Expressionsmuster der 5 HT Rezeptor-Subtypen zu untersuchen, um zu einem umfassenden Verst{\"a}ndnis des serotonergen Systems der Honigbiene beizutragen und eine Basis zur Hypothesenentwicklung f{\"u}r m{\"o}gliche physiologische Funktionen zu schaffen. Es wurde die Expression der 5 HT Rezeptorgene sowohl im zentralen Nervensystem, als auch in Teilen des Verdauungs-, Exkretions- und Speicheldr{\"u}sensystems gemessen. Dabei konnte gezeigt werden, dass die untersuchten 5-HT-Rezeptor-Subtypen generell weit im Organismus der Honigbiene verbreitet sind. Interessanterweise unterschieden sich die untersuchten Gewebe hinsichtlich der mRNA-Expressionsmuster der untersuchten Rezeptoren. W{\"a}hrend beispielsweise im Gehirn Am5 ht1A und Am5 ht7 st{\"a}rker als Am5 ht2α und Am5 ht2β exprimiert wurden, zeigte sich in Darmgewebe ein umgekehrtes Muster. Es war bereits bekannt, dass es bei der Expression der Am5-ht2-Gene zu alternativem Spleißen kommt. Dies f{\"u}hrt zur Entstehung der verk{\"u}rzten mRNA-Varianten Am5 ht2αΔIII und Am5 ht2βΔII. Die daraus resultierenden Proteine k{\"o}nnen nicht als funktionelle GPCRs agieren. Es konnte gezeigt werden, dass diese verk{\"u}rzten Spleißvarianten dennoch ubiquit{\"a}r in der Honigbiene exprimiert werden. Bemerkenswerterweise wurden gewebe{\"u}bergreifende {\"A}hnlichkeiten der Expressionsmuster der Spleißvarianten gegen{\"u}ber deren zugeh{\"o}rigen Volll{\"a}ngenvarianten festgestellt, welche auf Funktionen der verk{\"u}rzten Varianten in vivo hindeuten. Im Hinblick auf die bei A. mellifera haupts{\"a}chlich altersbedingte Arbeitsteilung wurde die Expression der 5 HT Rezeptor-Subtypen in Gehirnen von unterschiedlich alten Arbeiterinnen mit unterschiedlichen sozialen Rollen verglichen. W{\"a}hrend auf mRNA-Ebene keines der vier 5 HT Rezeptor-Subtypen eine altersabh{\"a}ngig unterschiedliche Expression zeigte, konnte f{\"u}r das Am5-HT1A-Protein eine h{\"o}here Konzentration in den Gehirnen {\"a}lterer Tiere gefunden werden. Dies deutet auf eine posttranskriptionale Regulation der 5 HT1A Rezeptorexpression hin, welche im Zusammenhang mit der Arbeitsteilung stehen k{\"o}nnte. Es erfolgte die Untersuchung tageszeitlicher {\"A}nderungen sowohl der Expression der 5 HT Rezeptor-Subtypen, als auch des biogenen Amins 5 HT selbst. W{\"a}hrend es in den Gehirnen von Arbeiterinnen, welche unter nat{\"u}rlichen Bedingungen gehalten wurden, zu keiner tageszeitabh{\"a}ngigen Ver{\"a}nderung des 5 HT-Titers kam, zeigte die mRNA-Expression von Am5-ht2α und Am5-ht2β eine periodische Oszillation mit Zunahme w{\"a}hrend des Tages und Abnahme w{\"a}hrend der Nacht. Diese Regulation wird durch externe Faktoren hervorgerufen und ist nicht auf einen endogenen circadianen Rhythmus zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Dies ging aus der Wiederholung der Expressionsmessungen an Gehirnen von Bienen, welche unter konstanten Laborbedingungen gehalten wurden, hervor. Weiterhin wurde die Beteiligung des serotonergen Systems an der Steuerung von Aspekten des circadianen lokomotorischen Aktivit{\"a}tsrhythmus anhand von Verhaltensexperimenten untersucht. Mit 5 HT gef{\"u}tterte Arbeiterinnen zeigten dabei unter konstanten Bedingungen eine l{\"a}ngere Periode des Aktivit{\"a}tsrhythmus als Kontrolltiere. Dies deutet auf einen Einfluss von 5 HT auf die Modulation der Synchronisation der inneren Uhr hin. Die vorliegenden Ergebnisse tragen wesentlich zum tieferen Verst{\"a}ndnis des serotonergen Systems der Honigbiene bei und bieten Ansatzpunkte f{\"u}r weitergehende Studien zur Funktion von 5 HT im Zusammenhang mit der Modulation von physiologischen Prozessen, Arbeitsteilung und circadianen Rhythmen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reim2015,
  author    = {Reim, Tina},
  title     = {Biogene Aminrezeptoren bei der Honigbiene Apis mellifera},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80982},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {viii, 106},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die Honigbiene Apis mellifera zeigt innerhalb einer Kolonie eine an das Alter gekoppelte Arbeitsteilung. Junge Honigbienen versorgen die Brut (Ammenbienen), w{\"a}hrend {\"a}ltere Honigbienen (Sammlerinnen) außerhalb des Stocks Pollen und Nektar eintragen. Die biogenen Amine Octopamin und Tyramin sind an der Steuerung der Arbeitsteilung maßgeblich beteiligt. Sie interagieren mit Zielzellen {\"u}ber die Bindung an G Protein gekoppelte Rezeptoren. A. mellifera besitzt f{\"u}nf charakterisierte Octopaminrezeptoren (AmOctαR1, AmOctβR1-4), einen charakterisierten Tyraminrezeptor (AmTyr1) sowie einen weiteren putativen Tyraminrezeptor. In der vorliegenden Arbeit wurde dieser putative Aminrezeptor als zweiter Tyraminrezeptor (AmTyr2) identifiziert, lokalisiert und pharmakologisch charakterisiert. Die von der cDNA abgeleitete Aminos{\"a}uresequenz weist strukturelle Eigenschaften und konservierte Motive von G Protein gekoppelten Rezeptoren auf. Phylogenetisch ordnet sich der AmTyr2 Rezeptor bei den Tyramin 2 Rezeptoren anderer Insekten ein. Die funktionelle und pharmakologische Charakterisierung des putativen Tyraminrezeptors erfolgte in modifizierten HEK293 Zellen, die mit der Rezeptor cDNA transfiziert wurden. Die Applikation von Tyramin aktiviert Adenylylcyclasen in diesen Zellen und resultiert in einem Anstieg des intrazellul{\"a}ren cAMP Gehalts. Der AmTyr2 Rezeptor kann durch Tyramin in nanomolaren Konzentrationen halbmaximal aktiviert werden. W{\"a}hrend es sich bei Octopamin um einen wirkungsvollen Agonisten des Rezeptors handelt, sind Mianserin und Yohimbin effektive Antagonisten. F{\"u}r die Lokalisierung des Rezeptorproteins wurde ein polyklonaler Antik{\"o}rper generiert. Eine AmTyr2-{\"a}hnliche Immunreaktivit{\"a}t zeigt sich im Gehirn in den optischen Loben, den Antennalloben, dem Zentralkomplex und in den Kenyon Zellen der Pilzk{\"o}rper. Des Weiteren wurde die Rolle der Octopamin- und Tyraminrezeptoren bei der Steuerung der altersabh{\"a}ngigen Arbeitsteilung analysiert. Die Genexpression des AmOctαR1 in verschiedenen Gehirnteilen korreliert unabh{\"a}ngig vom Alter mit der sozialen Rolle, w{\"a}hrend sich die Genexpression von AmOctβR3/4 und den Tyraminrezeptoren AmTyr1 und AmTyr2 maximal mit dem Alter aber nicht der sozialen Rolle {\"a}ndert. Sammlerinnen weisen einen h{\"o}heren Octopamingehalt im Gesamtgehirn auf als Ammenbienen; bei Tyramin zeigen sich keine Unterschiede. W{\"a}hrend Tyramin offensichtlich keine direkte Rolle spielt, werden durch Octopamin gesteuerte Prozesse der altersabh{\"a}ngigen Arbeitsteilung bei der Honigbiene vermutlich {\"u}ber den AmOctαR1 vermittelt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen die wichtige Rolle von biogenen Aminen, insbesondere Octopamin bei der sozialen Organisation von Insektenstaaten.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Thamm2009,
  author    = {Thamm, Markus},
  title     = {Charakterisierung der Serotonin-Rezeptoren der Honigbiene Apis mellifera : von den Genen zum Verhalten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-40736},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das serotonerge System besitzt sowohl bei Invertebraten als auch bei Vertebraten eine große Bedeutung f{\"u}r die Kontrolle und Modulation vieler physiologischer Prozesse und Verhaltensleistungen. Bei der Honigbiene Apis mellifera spielt Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) eine wichtige Rolle bei der Arbeitsteilung und dem Lernen. Die 5-HT-Rezeptoren, die {\"u}berwiegend zur Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) geh{\"o}ren, besitzen eine Schl{\"u}sselstellung f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen der serotonergen Signalweiterleitung. Ziel dieser Arbeit war es, 5-HT-Rezeptoren der Honigbiene zu charakterisieren. Dazu z{\"a}hlt die Identifizierung der molekularen Struktur, die Ermittlung der intrazellul{\"a}ren Signalwege, die Erstellung von pharmakologischen Profilen, die Ermittlung der Expressionsmuster und die Ermittlung der physiologischen Funktionen der Rezeptoren. Mit Hilfe der Informationen aus dem Honey Bee Genome Project, konnten drei RezeptorcDNAs kloniert werden. Vergleiche der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenzen mit den Aminos{\"a}uresequenzen bereits charakterisierter Rezeptoren legten nahe, dass es sich dabei um einen 5-HT1- (Am5-HT1) und zwei 5-HT2-Rezeptoren (Am5-HT2α und Am5-HT2β) handelt. Die strukturelle Analyse der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenz dieser Rezeptoren postuliert das Vorhandensein der charakteristischen heptahelikalen Architektur von GPCRs und zeigt starkkonservierte Motive, die bedeutend f{\"u}r die Ligandenbindung, die Rezeptoraktivierung und die Kopplung an G-Proteine sind. F{\"u}r die beiden 5 HT2-Rezeptoren konnte zudem alternatives Spleißen nachgewiesen werden. Mit den cDNAs des Am5-HT1- und des Am5-HT2α-Rezeptors wurden HEK293-Zellen stabil transfiziert und anschließend die Rezeptoren funktionell und pharmakologisch analysiert. Am5-HT1 hemmt bei Aktivierung abh{\"a}ngig von der 5-HT-Konzentration die cAMPProduktion.Die Substanzen 5-Methoxytryptamin (5-MT) und 5-Carboxamidotryptamin konnten als Agonisten identifiziert werden. Methiothepin dagegen blockiert die 5-HTWirkung vollst{\"a}ndig. Prazosin und WAY100635 stellen partielle Antagonisten des Am5-HT1-Rezeptors dar. Der Am5-HT2_-Rezeptor stimuliert bei Aktivierung die Synthese des sekund{\"a}ren Botenstoffs Inositoltrisphosphat, was wiederum zu einer messbaren Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration f{\"u}hrt. 5-MT und 8-OH-DPAT zeigen eine deutliche agonistische Wirkung auf Am5-HT2α. Dagegen besitzen Clozapin, Methiothepin, Mianserin und Cyproheptadin die F{\"a}higkeit, die 5-HT-Wirkung um 51-64 \% zu vermindern. Die bereits erw{\"a}hnte alternative Spleißvariante von Am5-HT2α wurde ebenfalls in HEK293-Zellen exprimiert und analysiert, scheint jedoch eigenst{\"a}ndig nicht funktionell zu sein. Gegen die dritte cytoplasmatische Schleife (CPL3) wurde ein polyklonales Antiserum generiert. Dieses erkennt in Western-Blot-Analysen ein Protein mit einer Masse von ca. 50 kDa. Durch immunhistochemische Analysen am Bienengehirn wurde die Verteilung des Rezeptors genauer untersucht. Dabei zeigten die optischen Neuropile, besonders die Lamina und die Ocellarnerven, stets eine starke Markierung. Außerdem wird der Rezeptor in den α- und β-Loben sowie der Lippe, dem Basalring und dem Pedunculus der Pilzk{\"o}rper exprimiert. Doppelmarkierungen zeigen stets eine enge Nachbarschaft von serotonergen Fasern und dem Am5-HT1-Rezeptor. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der Am5-HT1-Rezeptor sehr wahrscheinlich an der Regulation des phototaktischen Verhalten der Honigbiene beteiligt ist. Verf{\"u}tterung von 5-HT hat eine deutlich negative Wirkung auf das phototaktischen Verhalten. Diese kann durch den Am5-HT1-Rezeptor-Agonisten 5-CT imitiert werden. Schließlich konnte gezeigt werden, dass der Am5-HT1-Antagonist Prazosin die 5-HT-Wirkung deutlich vermindern kann.},
  language  = {de}
}