@article{GriessnerHartigChristmannetal.2011,
  author    = {Griessner, Matthias and Hartig, Dave and Christmann, Alexander and Pohl, Carsten and Schellhase, Michaela and Ehrentreich-F{\"o}rster, Eva},
  title     = {Development and characterization of a disposable plastic microarray printhead},
  series = {Biomedical microdevices : bioMEMS and biomedical nanotechnology},
  volume    = {13},
  journal   = {Biomedical microdevices : bioMEMS and biomedical nanotechnology},
  number    = {3},
  publisher = {Springer},
  address   = {Dordrecht},
  issn      = {1387-2176},
  doi       = {10.1007/s10544-011-9522-x},
  pages     = {533 -- 538},
  year      = {2011},
  abstract  = {During the last decade microarrays have become a powerful analytical tool. Commonly microarrays are produced in a non-contact manner using silicone printheads. However, silicone printheads are expensive and not able to be used as a disposable. Here, we show the development and functional characterization of 8-channel plastic microarray printheads that overcome both disadvantages of their conventional silicone counterparts. A combination of injection-molding and laser processing allows us to produce a high quantity of cheap, customizable and disposable microarray printheads. The use of plastics (e.g., polystyrene) minimizes the need for surface modifications required previously for proper printing results. Time-consuming regeneration processes, cleaning procedures and contaminations caused by residual samples are avoided. The utilization of plastic printheads for viscous liquids, such as cell suspensions or whole blood, is possible. Furthermore, functional parts within the plastic printhead (e.g., particle filters) can be included. Our printhead is compatible with commercially available TopSpot devices but provides additional economic and technical benefits as compared to conventional TopSpot printheads, while fulfilling all requirements demanded on the latter. All in all, this work describes how the field of traditional microarray spotting can be extended significantly by low cost plastic printheads.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Andresen2009,
  author    = {Andresen, Dennie},
  title     = {Entwicklung von Microarrays f{\"u}r die Multiparameteranalytik und Etablierung einer Multiplex-OnChip-PCR},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-39462},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {In der molekularen Diagnostik besteht ein Bedarf an schnellen und spezifischen Testsystemen, die entweder f{\"u}r die Labordiagnostik oder in Point of Care-Umgebungen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Um dieses Ziel zu erreichen, stehen die Miniaturisierung und Parallelisierung im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Die f{\"u}hrende Methode im Bereich der DNA-Analytik ist derzeit die Realtime-PCR. Dieser Technologie sind hinsichtlich der Multiplexf{\"a}higkeit technologischen H{\"u}rden gesetzt, da derzeit nur eine Analyse von maximal vier Parametern parallel in einem Versuchsansatz erfolgen kann. Microarrays stellen hingegen die ben{\"o}tigten Voraussetzungen zur Verf{\"u}gung, um als Werkzeuge f{\"u}r die Multiparameteranalyse in verschiedensten Anwendungsbereichen zu dienen. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war es, Multiplex-PCRs und diagnostische Microarrays zu entwickeln, die f{\"u}r analytische Fragestellungen eine schnelle und zuverl{\"a}ssige Multiparameteranalytik erm{\"o}glichen, um die bisherigen Einschr{\"a}nkungen aktueller Nachweisverfahren zu vermeiden. Als Anwendungen wurden zum einen ein Nachweissystem f{\"u}r acht relevante Gefl{\"u}gelpathogene zur {\"U}berwachung in der Gefl{\"u}gelzucht, zum anderen ein Nachweissystem zur Identifikation potentiell allergener Lebensmittelinhaltstoffe entwickelt. Neben der Entwicklung geeigneter PCR und Multiplex-PCR-Verfahren sowie spezifischer Microarrays f{\"u}r die Detektion der gesuchten Zielsequenzen stand auch die weiterf{\"u}hrende Integration von DNA-Amplifikation und Microarray-Technologie im Fokus dieser Arbeit. Die OnChip-Amplifikation stellt eine M{\"o}glichkeit dar, um DNA-Analytik und Detektion in einem Reaktionsschritt zu integrieren. Entsprechend wurden die in der Arbeit entwickelten PCR- und Multiplex-PCR-Verfahren zum Nachweis potentieller allergener Lebensmittelinhaltsstoffe f{\"u}r die OnChip-Amplifikation adaptiert und Reaktionsbedingungen getestet, die eine Multiparameteranalyse auf dem Chip erm{\"o}glichen. Die entwickelten OnChip-PCR-Verfahren zeigten eine hohe Spezifit{\"a}t sowohl in Single- als auch in der Multiplex-OnChip-PCR. Eine Sensitivit{\"a}t von 10 Kopien bzw. <10ppm konnte in Single-OnChip-PCRs f{\"u}r den Nachweis allergener Lebensmittelinhaltsstoffe gezeigt werden. In Multiplex-OnChip-PCRs konnten 10-100ppm allergene Verunreinigungen spezifisch in unterschiedlichen Lebensmitteln nachgewiesen werden. Ein weiterer Schritt in Richtung einer m{\"o}glichen Verwendung im Point of Care-Bereich stellt der Einsatz eines isothermalen Amplifikationsverfahrens dar. Vorteil eines solchen Verfahrens ist die M{\"o}glichkeit, auf das ansonsten ben{\"o}tigte Thermocycling zu verzichten. Dies vereinfacht eine Integration der OnChip-Amplifikation in mobile Analyseger{\"a}te oder Lab on Chip-Systeme und qualifiziert das Verfahren f{\"u}r den Einsatz in Point of Care-Umgebungen. In dieser Arbeit wurde eine noch junge isothermale Amplifikationsmethode, die helikase-abh{\"a}ngige Amplifikation (HDA), hinsichtlich ihrer Eignung f{\"u}r die Integration auf einem Microarray getestet. Hierf{\"u}r konnte die bislang erste OnChip-HDA f{\"u}r Einzel- und Duplex-Nachweise von Pathogenen entwickelt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nell2009,
  author    = {Nell, Sandra},
  title     = {Vitamin E und der vesikul{\"a}re Transport : Untersuchungen zu den genregulatorischen Funktionen von Vitamin E mittels Microarray- und real time PCR-Analysen in der Maus und funktionellen in vitro Assays in RBL-2H3 Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-35710},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Vitamin E wird immer noch als das wichtigste lipophile Antioxidanz in biologischen Membranen betrachtet. In den letzten Jahren hat sich jedoch der Schwerpunkt der Vitamin E-Forschung hin zu den nicht-antioxidativen Funktionen verlagert. Besonderes Interesse gilt dabei dem α-Tocopherol, der h{\"a}ufigsten Vitamin E-Form im Gewebe von S{\"a}ugetieren, und seiner Rolle bei der Regulation der Genexpression. Das Ziel dieser Dissertation war die Untersuchung der genregulatorischen Funktionen von α-Tocoperol und die Identifizierung α-Tocopherol-sensitiver Gene in vivo. Zu diesem Zweck wurden M{\"a}use mit verschiedenen Mengen α-Tocopherol gef{\"u}ttert. Die Analyse der hepatischen Genexpression mit Hilfe von DNA-Microarrays identifizierte 387 α-Tocopherol-sensitive Gene. Funktionelle Clusteranalysen der differentiell exprimierten Gene zeigten einen Einfluss von α-Tocooherol auf zellul{\"a}re Transportprozesse. Besonders solche Gene, die an vesikul{\"a}ren Transportvorg{\"a}ngen beteiligt sind, wurden gr{\"o}ßtenteils durch α-Tocopherol hochreguliert. F{\"u}r Syntaxin 1C, Vesicle-associated membrane protein 1, N-ethylmaleimide-sensitive factor and Syntaxin binding protein 1 konnte eine erh{\"o}hte Expression mittels real time PCR best{\"a}tigt werden. Ein funktioneller Einfluss von α-Tocopherol auf vesikul{\"a}re Transportprozesse konnte mit Hilfe des in vitro β-Hexosaminidase Assays in der sekretorischen Mastzelllinie RBL-2H3 gezeigt werden. Die Inkubation der Zellen mit α-Tocopherol resultierte in einer konzentrationsabh{\"a}ngigen Erh{\"o}hung der PMA/Ionomycin-stimulierten Sekretion der β-Hexosaminidase. Eine erh{\"o}hte Expression ausgew{\"a}hlter Gene, die an der Degranulation beteiligt sind, konnte nicht beobachtet werden. Damit schien ein direkter genregulatorischer Effekt von α-Tocopherol eher unwahrscheinlich. Da eine erh{\"o}hte Sekretion auch mit β-Tocopherol aber nicht mit Trolox, einem hydrophilen Vitamin E-Analogon, gefunden wurde, wurde vermutet, dass α-Tocopherol die Degranulation m{\"o}glicherweise durch seine membranst{\"a}ndige Lokalisation beeinflussen k{\"o}nnte. Die Inkubation der Zellen mit α-Tocopherol resultierte in einer ver{\"a}nderten Verteilung des Gangliosids GM1, einem Lipid raft Marker. Es wird angenommen, dass diese Membranmikrodom{\"a}nen als Plattformen f{\"u}r Signaltransduktionsvorg{\"a}nge fungieren. Ein m{\"o}glicher Einfluss von Vitamin E auf die Rekrutierung/Translokation von Signalproteinen in Membranmikrodom{\"a}nen k{\"o}nnte die beobachteten Effekte erkl{\"a}ren. Eine Rolle von α-Tocopherol im vesikul{\"a}ren Transport k{\"o}nnte nicht nur seine eigene Absorption und seinen Transport beeinflussen, sondern auch eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die bei schwerer Vitamin E-Defizienz auftretenden neuronalen Dysfunktionen bieten. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die α-Tocopheroltransferprotein (Ttpa) Knockout-Maus als genetisches Modell f{\"u}r Vitamin E-Defizienz verwendet, um den Effekt von Ttpa auf die Genexpression und die Gewebeverteilung von α-Tocopherol zu analysieren. Ttpa ist ein cytosolisches Protein, das f{\"u}r die selektive Retention von α-Tocopherol in der Leber verantwortlich ist. Die Ttpa-Defizienz resultierte in sehr geringen α-Tocopherol-Konzentrationen im Plasma und den extrahepatischen Geweben. Die Analyse der α-Tocopherol-Gehalte im Gehirn wies auf eine Rolle von Ttpa bei der α-Tocopherol-Aufnahme ins Gehirn hin.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dreja2009,
  author    = {Dreja, Tanja S.},
  title     = {Microarray-basierte Expressionsanalysen des weißen Fettgewebes der NZO-Maus sowie der Langerhansschen Inseln der NZL-Maus : zwei Modelle f{\"u}r das metabolische Syndrom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-32379},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {{\"U}bergewicht und Adipositas f{\"u}hren zu Insulinresistenz und erh{\"o}hen deutlich das Risiko f{\"u}r die Entwicklung von Typ-2-Diabetes und kardiovaskul{\"a}ren Erkrankungen. Sowohl Adipositas als auch die Suszeptibilit{\"a}t gegen{\"u}ber Diabetes sind zu einem erheblichen Teil genetisch determiniert. Die relevanten Risikogene, deren Interaktion mit der Umwelt, insbesondere mit Bestandteilen der Nahrung, und die Pathomechanismen, die zur Insulinresistenz und Diabetes f{\"u}hren, sind nicht vollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt. In der vorliegenden Arbeit sollte durch Genexpressionsanalysen des weißen Fettgewebes (WAT) und der Langerhansschen Inseln die Entstehung und Progression von Adipositas und Typ-2-Diabetes untersucht werden, um relevante Pathomechanismen und neue Kandidatengene zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurden Di{\"a}t-Interventionsstudien mit NZO- und verwandten NZL-M{\"a}usen, zwei polygenen Mausmodellen f{\"u}r das humane metabolische Syndrom, durchgef{\"u}hrt. Eine kohlenhydrathaltige Hochfett-Di{\"a}t (HF: 14,6 \% Fettanteil) f{\"u}hrte in beiden Mausmodellen zu fr{\"u}her Adipositas, Insulinresistenz und Typ 2 Diabetes. Eine fettreduzierte Standarddi{\"a}t (SD: 3,3 \% Fettanteil), welche die Entstehung von Adipositas und Diabetes stark verz{\"o}gert, sowie eine diabetesprotektive kohlenhydratfreie Hochfett-Di{\"a}t (CHF: 30,2 \% Fettanteil) dienten als Kontrolldi{\"a}ten. Mit Hilfe der Microarray-Technologie wurden genomweite Expressionsprofile des WAT erstellt. Pankreatische Inseln wurden durch laserbasierte Mikropr{\"a}paration (Laser Capture Microdissection; LCM) isoliert und ebenfalls hinsichtlich ihres Expressionsprofils analysiert. Differenziell exprimierte Gene wurden durch Real-Time-PCR validiert. Im WAT der NZO-Maus bewirkte die HF-Di{\"a}t eine reduzierte Expression nukle{\"a}rer Gene der oxidativen Phosphorylierung und von lipogenen Enzymen. Dies deutet auf eine inad{\"a}quate Fettspeicherung und -verwertung in diesen Tieren hin. Die Reduktion in der Fettspeicherung und -oxidation ist spezifisch f{\"u}r das adip{\"o}se NZO-Modell und konnte bei der schlanken SJL Maus nicht beobachtet werden, was auf eine m{\"o}gliche Beteiligung an der Entstehung der Insulinresistenz hinweist. Zus{\"a}tzlich wurde best{\"a}tigt, dass die Expansion des Fettgewebes bei der adip{\"o}sen NZO-Maus eine zeitlich verz{\"o}gerte Infiltration von Makrophagen in das WAT und dort eine lokale Immunantwort ausl{\"o}st. Dar{\"u}ber hinaus wurde die Methode der LCM etabliert und zur Gewinnung hochangereicherter RNA aus den Langerhansschen Inseln eingesetzt. In erstmalig durchgef{\"u}hrten genomweiten Expressionsanalysen wurde zu einem fr{\"u}hen Zeitpunkt in der Diabetesentwicklung der Einfluss einer diabetogenen HF-Di{\"a}t und einer diabetesprotektiven CHF-Di{\"a}t auf das Expressionsprofil von pankreatischen Inselzellen verglichen. Im Gegensatz zum WAT bewirkt die diabetogene HF-Di{\"a}t in Inselzellen einerseits, eine erh{\"o}hte Expression von nukle{\"a}ren Genen f{\"u}r die oxidative Phosphorylierung und andererseits von Genen, die mit Zellproliferation assoziiert sind. Zudem wurden 37 bereits annotierte Gene identifiziert, deren differenzielle Expression mit der Diabetesentwicklung korreliert. Das Peptidhormon Cholecystokinin (Cck, 11,8-fach erh{\"o}ht durch die HF) stellt eines der am st{\"a}rksten herauf regulierten Gene dar. Die hohe Anreicherung der Cck-mRNA in Inselzellen deutet auf eine bisher unbekannte Funktion des Hormons in der Regulation der Inselzellproliferation hin. Der Transkriptionsfaktor Mlxipl (ChREBP; 3,8-fach erniedrigt durch die HF) stellt in Langerhansschen Inseln eines der am st{\"a}rksten herunter regulierten Gene dar. Ferner wurde ChREBP, dessen Funktion als glucoseregulierter Transkriptionsfaktor f{\"u}r lipogene Enzyme bislang in der Leber, aber nicht in Inselzellen nachgewiesen werden konnte, erstmals immunhistochemisch in Inselzellen detektiert. Dies deutet auf eine neue, bisher unbekannte regulatorische Funktion von ChREBP im Glucosesensor-Mechanismus der Inselzellen hin. Eine durchgef{\"u}hrte Korrelation der mit der Diabetesentwicklung assoziierten, differenziell exprimierten Inselzellgene mit Genvarianten aus humanen genomweiten Assoziationsstudien f{\"u}r Typ-2-Diabetes (WTCCC, Broad-DGI-T2D-Studie) erm{\"o}glichte die Identifizierung von 24 neuartigen Diabetes-Kandidatengenen. Die Ergebnisse der erstmals am polygenen NZO-Mausmodell durchgef{\"u}hrten genomweiten Expressionsuntersuchungen best{\"a}tigen bisherige Befunde aus Mausmodellen f{\"u}r Adipositas und Diabetes (z.B. ob/ob- und db/db-M{\"a}use), zeigen in einigen F{\"a}llen aber auch Unterschiede auf. Insbesondere in der oxidativen Phosphorylierung k{\"o}nnten die Ergebnisse relevant sein f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Pathogenese des polygen-bedingten humanen metabolischen Syndroms.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Marschan2005,
  author    = {Marschan, Xenia},
  title     = {Mikroarray-basierte Detektion von mRNA aus Zellen mittels On-Chip-PCR},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5457},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Bei konventionellen Mikroarray-Experimenten zur Genexpressionsanalyse wird fluoreszenz- oder radioaktiv-markierte cDNA oder RNA mit immobilisierten Proben hybridisiert. F{\"u}r ein gut detektierbares und auswertbares Ergebnis werden jedoch pro Array mindestens 15 - 20 \&\#181;g Hybridisierungstarget ben{\"o}tigt. Dazu m{\"u}ssen entweder 15 - 20 \&\#181;g RNA direkt durch Reverse Transkription in markierte cDNA umgeschrieben werden oder bei Vorhandensein von weniger Startmaterial die RNA amplifiziert werden (Standard- Affymetrix-Protokolle, Klur et al. 2004). Oft sind damit zeit- und kostenintensive Probenpr{\"a}parationen verbunden und das Ergebnis ist nicht immer reproduzierbar. Obwohl es inzwischen einige Protokolle gibt, die dieses Problem zu l{\"o}sen versuchen (Zhang et al. 2001, Iscove et al. 2002, McClintick et al. 2003, Stirewalt et al. 2004), eine optimale, leicht handbare und reproduzierbare Methode gibt es weiterhin nicht, weshalb in dieser Arbeit ein weiterer L{\"o}sungsansatz gesucht wurde. In der vorgestellten Arbeit werden zwei einfache Methoden beschrieben, mit denen Gene aus geringen RNA-Mengen nachgewiesen werden k{\"o}nnen: erstens die On Chip- RT-PCR mit cDNA als Matrize und zweitens diese Methode als One-Step-Reaktion mit RNA als Matrize. Beide Methoden beruhen auf dem Prinzip der PCR an immobilisierten Primern auf einer Chipoberfl{\"a}che. Diese M{\"o}glichkeit der exponentiellen Amplifikation ist reproduzierbar und sensitiv. In Experimenten zur Etablierung des On-Chip-PCR-Systems wurden f{\"u}r die Immobilisierung der Primer verschiedene Kopplungsmethoden verwendet. Die affine Kopplung {\"u}ber Biotin- Streptavidin erwies sich als geeignet. Die On-Chip-Reaktion an kovalent gebundenen Primern wurde f{\"u}r amino-modifizierte Primer auf Epoxy-Oberfl{\"a}chen sowie f{\"u}r EDC-Kopplung auf silanisierten Oberfl{\"a}chen gezeigt. F{\"u}r die letztgenannte Methode wurde die On-Chip-PCR optimiert, dass Spottingkonzentrationen der Primer von 5 - 10\&\#181;M schon ausreichend sind. Der Einsatz von fluoreszenz-markierten Primern w{\"a}hrend der PCR erm{\"o}glicht eine unmittelbare Auswertung nach der Synthese ohne zus{\"a}tzliche Detektionsschritte. In dieser Arbeit konnte außerdem mit der vorgestellten Methode der simultane Nachweis zweier Gene gezeigt werden. Die Methode kann noch als Multiplex-Analyse ausgebaut werden, um so mehrere Gene in gleichzeitig einem Ansatz nachweisen zu k{\"o}nnen. Die Ergebnisse der Versuche mit Matrizen aus unterschiedlichen Zelltypen deuten darauf hin, dass die On-Chip-RT-PCR eine weitere optimale Methode f{\"u}r den Nachweis von gering exprimierten Genen bietet.},
  subject      = {Polymerase-Kettenreaktion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Boeuf2002,
  author    = {Boeuf, St{\´e}phane},
  title     = {Comparative study of gene expression during the differentiation of white and brown preadipocytes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000542},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {Einleitung S{\"a}ugetiere haben zwei verschiedene Arten von Fettgewebe: das weiße Fettgewebe, welches vorwiegend zur Lipidspeicherung dient, und das braune Fettgewebe, welches sich durch seine F{\"a}higkeit zur zitterfreien Thermogenese auszeichnet. Weiße und braune Adipozyten sind beide mesodermalen Ursprungs. Die Mechanismen, die zur Entwicklung von Vorl{\"a}uferzellen in den weißen oder braunen Fettzellphenotyp f{\"u}hren, sind jedoch unbekannt. Durch verschiedene experimentelle Ans{\"a}tze konnte gezeigt werden, daß diese Adipocyten vermutlich durch die Differenzierung zweier Typen unterschiedlicher Vorl{\"a}uferzellen entstehen: weiße und braune Preadipozyten. Von dieser Hypothese ausgehend, war das Ziel dieser Studie, die Genexpression weißer und brauner Preadipozyten auf Unterschiede systematisch zu analysieren. Methoden Die zu vergleichenden Zellen wurden aus prim{\"a}ren Zellkulturen weißer und brauner Preadipozyten des dsungarischen Zwerghamsters gewonnen. „Representational Difference Analysis" wurde angewandt, um potentiell unterschiedlich exprimierte Gene zu isolieren. Die daraus resultierenden cDNA Fragmente von Kandidatengenen wurden mit Hilfe der Microarraytechnik untersucht. Die Expression dieser Gene wurde in braunen und weißen Fettzellen in verschiedenen Differenzierungsstadien und in braunem und weißem Fettgewebe verglichen. Ergebnisse 12 Gene, die in braunen und weißen Preadipozyten unterschiedlich exprimiert werden, konnten identifiziert werden. Drei Komplement Faktoren und eine Fetts{\"a}uren Desaturase werden in weißen Preadipozyten h{\"o}her exprimiert; drei Struktur Gene (Fibronectin, Metargidin und a Actinin 4), drei Gene verbunden mit transkriptioneller Regulation (Necdin, Vigilin und das „small nuclear ribonucleoprotein polypeptide A") sowie zwei Gene unbekannter Funktion werden in braunen Preadipozyten h{\"o}her exprimiert. Mittels Clusteranalyse (oder Gruppenanalyse) wurden die gesamten Genexpressionsdaten charakterisiert. Dabei konnten die Gene in 4 typischen Expressionsmuster aufgeteilt werden: in weißen Preadipozyten h{\"o}her exprimierte Gene, in braunen Preadipozyten h{\"o}her exprimierte Gene, w{\"a}hrend der Differenzierung herunter regulierte Gene und w{\"a}hrend der Differenzierung hoch regulierte Gene. Schlußfolgerungen In dieser Studie konnte gezeigt werden, daß weiße und braune Preadipozyten aufgrund der Expression verschiedener Gene unterschieden werden k{\"o}nnen. Es wurden mehrere Kandidatengene zur Bestimmung weißer und brauner Preadipozyten identifiziert. Außerdem geht aus den Genexpressionsdaten hervor, daß funktionell unterschiedliche Gruppen von Genen eine wichtige Rolle bei der Differenzierung von weißen und braunen Preadipozyten spielen k{\"o}nnten, wie z.B. Gene des Komplementsystems und der extrazellul{\"a}ren Matrix.},
  subject      = {S{\"a}ugetiere ; Fettgewebe ; Zelldifferenzierung ; Genexpression},
  language  = {en}
}