@phdthesis{Balk2015,
  author    = {Balk, Maria},
  title     = {3D structured shape-memory hydrogels with enzymatically-induced shape shifting},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {128},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schirmack2015,
  author    = {Schirmack, Janosch},
  title     = {Activity of methanogenic archaea under simulated Mars analog conditions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-73010},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VI, 108},
  year      = {2015},
  abstract  = {Assumed comparable environmental conditions of early Mars and early Earth in 3.7 Ga ago - at a time when first fossil records of life on Earth could be found - suggest the possibility of life emerging on both planets in parallel. As conditions changed, the hypothetical life on Mars either became extinct or was able to adapt and might still exist in biological niches. The controversial discussed detection of methane on Mars led to the assumption, that it must have a recent origin - either abiotic through active volcanism or chemical processes, or through biogenic production. Spatial and seasonal variations in the detected methane concentrations and correlations between the presence of water vapor and geological features such as subsurface hydrogen, which are occurring together with locally increased detected concentrations of methane, gave fuel to the hypothesis of a possible biological source of the methane on Mars. Therefore the phylogenetically old methanogenic archaea, which have evolved under early Earth conditions, are often used as model-organisms in astrobiological studies to investigate the potential of life to exist in possible extraterrestrial habitats on our neighboring planet. In this thesis methanogenic archaea originating from two extreme environments on Earth were investigated to test their ability to be active under simulated Mars analog conditions. These extreme environments - the Siberian permafrost-affected soil and the chemoautotrophically based terrestrial ecosystem of Movile cave, Romania - are regarded as analogs for possible Martian (subsurface) habitats. Two novel species of methanogenic archaea isolated from these environments were described within the frame of this thesis. It could be shown that concentrations up to 1 wt\% of Mars regolith analogs added to the growth media had a positive influence on the methane production rates of the tested methanogenic archaea, whereas higher concentrations resulted in decreasing rates. Nevertheless it was possible for the organisms to metabolize when incubated on water-saturated soil matrixes made of Mars regolith analogs without any additional nutrients. Long-term desiccation resistance of more than 400 days was proven with reincubation and indirect counting of viable cells through a combined treatment with propidium monoazide (to inactivate DNA of destroyed cells) and quantitative PCR. Phyllosilicate rich regolith analogs seem to be the best soil mixtures for the tested methanogenic archaea to be active under Mars analog conditions. Furthermore, in a simulation chamber experiment the activity of the permafrost methanogen strain Methanosarcina soligelidi SMA-21 under Mars subsurface analog conditions could be proven. Through real-time wavelength modulation spectroscopy measurements the increase in the methane concentration at temperatures down to -5 °C could be detected. The results presented in this thesis contribute to the understanding of the activity potential of methanogenic archaea under Mars analog conditions and therefore provide insights to the possible habitability of present-day Mars (near) subsurface environments. Thus, it contributes also to the data interpretation of future life detection missions on that planet. For example the ExoMars mission of the European Space Agency (ESA) and Roscosmos which is planned to be launched in 2018 and is aiming to drill in the Martian subsurface.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lamanna2015,
  author    = {Lamanna, Francesco},
  title     = {Adaptive radiation and speciation in African weakly-electric fish},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80097},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {114},
  year      = {2015},
  abstract  = {The rise of evolutionary novelties is one of the major drivers of evolutionary diversification. African weakly-electric fishes (Teleostei, Mormyridae) have undergone an outstanding adaptive radiation, putatively owing to their ability to communicate through species-specific Electric Organ Discharges (EODs) produced by a novel, muscle-derived electric organ. Indeed, such EODs might have acted as effective pre-zygotic isolation mechanisms, hence favoring ecological speciation in this group of fishes. Despite the evolutionary importance of this organ, genetic investigations regarding its origin and function have remained limited. The ultimate aim of this study is to better understand the genetic basis of EOD production by exploring the transcriptomic profiles of the electric organ and of its ancestral counterpart, the skeletal muscle, in the genus Campylomormyrus. After having established a set of reference transcriptomes using "Next-Generation Sequencing" (NGS) technologies, I performed in silico analyses of differential expression, in order to identify sets of genes that might be responsible for the functional differences observed between these two kinds of tissues. The results of such analyses indicate that: i) the loss of contractile activity and the decoupling of the excitation-contraction processes are reflected by the down-regulation of the corresponding genes in the electric organ; ii) the metabolic activity of the electric organ might be specialized towards the production and turnover of membrane structures; iii) several ion channels are highly expressed in the electric organ in order to increase excitability, and iv) several myogenic factors might be down-regulated by transcription repressors in the EO. A secondary task of this study is to improve the genus level phylogeny of Campylomormyrus by applying new methods of inference based on the multispecies coalescent model, in order to reduce the conflict among gene trees and to reconstruct a phylogenetic tree as closest as possible to the actual species-tree. By using 1 mitochondrial and 4 nuclear markers, I was able to resolve the phylogenetic relationships among most of the currently described Campylomormyrus species. Additionally, I applied several coalescent-based species delimitation methods, in order to test the hypothesis that putatively cryptic species, which are distinguishable only from their EOD, belong to independently evolving lineages. The results of this analysis were additionally validated by investigating patterns of diversification at 16 microsatellite loci. The results suggest the presence of a new, yet undescribed species of Campylomormyrus.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Paijmans2015,
  author    = {Paijmans, Johanna L. A.},
  title     = {Application of hybridisation capture to investigate complete mitogenomes from ancient samples},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {207},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Borschewski2015,
  author    = {Borschewski, Aljona},
  title     = {Bedeutung der Interaktion von Calcineurin und SORLA f{\"u}r die Regulation des Na⁺,K⁺,2Cl⁻-Kotransporters (NKCC2) in der Niere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-89205},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {II, 86},
  year      = {2015},
  abstract  = {Der Na⁺-K⁺-2Cl⁻-Kotransporter (NKCC2) wird im distalen Nephron der Niere exprimiert. Seine Verteilung umfasst die Epithelien der medull{\"a}ren und kortikalen Teile der dicken aufsteigenden Henle-Schleife (Thick ascending limb, TAL) und die Macula densa. Resorptiver NaCl-Transport {\"u}ber den NKCC2 dient dem renalen Konzentrierungsmechanismus und reguliert systemisch auch Volumenstatus und Blutdruck. Die Aktivit{\"a}t des NKCC2 ist mit der Phosphorylierung seiner N-terminalen Aminos{\"a}urereste Serin 126 und Threonin 96/101 verbunden. Vermittelt wird diese durch die homologen Kinasen SPAK (SPS-related proline/alanine-rich kinase) und OSR1 (Oxidative stress responsive kinase 1), die hierzu ihrerseits phosphoryliert werden m{\"u}ssen. Der regulatorische Kontext dieser Kinasen ist mittlerweile gut charakterisiert. {\"U}ber Mechanismen und Produkte, die den NKCC2 deaktivieren, war hingegen weniger bekannt. Ziel der Arbeit war daher zu untersuchen, welche Wege zur Deaktivierung des Transporters f{\"u}hren. Der intrazellul{\"a}re Sortierungsrezeptor SORLA (Sorting-protein-related receptor with A-type repeats) war zuvor in seiner Bedeutung f{\"u}r das Nephron charakterisiert worden. Ein SORLA-defizientes Mausmodell weist unter anderem eine stark verringerte NKCC2-Phosphorylierung auf. Unter osmotischem Stress k{\"o}nnen SORLA-defiziente M{\"a}use ihren Urin weniger effizient konzentrieren. Meine Resultate zeigen mit hochaufl{\"o}sender Technik, dass SORLA apikal im TAL lokalisiert ist und dass mit NKCC2 eine anteilige Kolokalisation besteht. Unter SORLA Defizienz war die f{\"u}r die NKCC2 Aktivit{\"a}t maßgebliche SPAK/OSR1-Phosphorylierung gegen{\"u}ber dem Wildtyp nicht ver{\"a}ndert. Jedoch war die ebenfalls im TAL exprimierte Phosphatase Calcineurin Aβ (CnAβ) per Western blot um das zweifache gesteigert. Parallel hierzu wurde immunhistochemisch die Kolokalisation von verst{\"a}rktem CnAβ-Signal und NKCC2 best{\"a}tigt. Beide Befunde geben zusammen den Hinweis auf einen Bezug zwischen der reduzierten NKCC2-Phosphorylierung und der gesteigerten Pr{\"a}senz von CnAβ bei SORLA Defizienz. Die parallel induzierte {\"U}berexpression von SORLA in HEK-Zellen zeigte entsprechend eine Halbierung der CnAβ Proteinmenge. SORLA steuert demzufolge sowohl die Abundanz als auch die zellul{\"a}re Verteilung der Phosphatase. Weiterhin ließ sich die Interaktion zwischen CnAβ und SORLA (intrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne) mittels Co-Immunpr{\"a}zipitation bzw. GST-pulldown assay nachweisen. Auch die Interaktion zwischen CnAβ und NKCC2 wurde auf diesem Weg belegt. Da allerdings weder SORLA noch NKCC2 ein spezifisches Bindungsmuster f{\"u}r CnAβ aufweisen, sind vermutlich intermedi{\"a}re Adapterproteine bei ihrer Bindung involviert. Die pharmakologische Inhibition von CnAβ mittels Cyclosporin A (CsA; 1 h) f{\"u}hrte bei SORLA Defizienz zur Normalisierung der NKCC2-Phosphorylierung. Entsprechend f{\"u}hrte in vitro die Gabe von CsA bei TAL Zellen zu einer 7-fach gesteigerten NKCC2-Phosphorylierung. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die Phosphatase CnAβ {\"u}ber ihre Assoziation mit NKCC2 diesen im adluminalen Zellkompartiment deaktivieren kann. Gesteuert wird dieser Vorgang durch die Eigenschaft von SORLA, CnAβ apikal zu reduzieren und damit die adluminale Phosphorylierung und Aktivit{\"a}t von NKCC2 zu unterst{\"u}tzen. Da Calcineurin-Inhibitoren derzeit die Grundlage der immunsupprimierenden Therapie darstellen, haben die Ergebnisse eine klinische Relevanz. Angesichts der Co-Expression von SORLA und CnAβ in verschiedenen anderen Organen k{\"o}nnen die Ergebnisse auch {\"u}ber die Niere hinaus Bedeutung erlangen.},
  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{Zhao2015,
  author    = {Zhao, Liming},
  title     = {Characterization genes involved in leaf development and senescence of arabidopsis},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {137},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmidt2015,
  author    = {Schmidt, Andreas},
  title     = {Charakterisierung der Lipopolysaccharid-Bindungseigenschaften von Adh{\"a}sionsproteinen aus Salmonella-Bakteriophagen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-79529},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VIII, 114},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die Interaktionen von komplexen Kohlenhydraten und Proteinen sind ubiquit{\"a}r. Sie spielen wichtige Rollen in vielen physiologischen Prozessen wie Zelladh{\"a}sion, Signaltransduktion sowie bei viralen Infektionen. Die molekularen Grundlagen der Interaktion sind noch nicht komplett verstanden. Ein Modellsystem f{\"u}r Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen besteht aus Adh{\"a}sionsproteinen (Tailspikes) von Bakteriophagen, die komplexe Kohlenhydrate auf bakteriellen Oberfl{\"a}chen (O-Antigen) erkennen. Das Tailspike-Protein (TSP), das in dieser Arbeit betrachtet wurde, stammt aus dem Bakteriophagen 9NA (9NATSP). 9NATSP weist eine hohe strukturelle Homologie zum gut charakterisierten TSP des Phagen P22 (P22TSP) auf, bei einer niedriger sequenzieller {\"A}hnlichkeit. Die Substratspezifit{\"a}ten beider Tailspikes sind {\"a}hnlich mit Ausnahme der Toleranz gegen{\"u}ber den glucosylierten Formen des O-Antigens. Die Struktur der beiden Tailspikes ist bekannt, sodass sie ein geeignetes System f{\"u}r vergleichende Bindungsstudien darstellen, um die strukturellen Grundlagen f{\"u}r die Unterschiede der Spezifit{\"a}t zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der ELISA-like tailspike adsorption assay (ELITA) etabliert, um Binderpaare aus TSPs und O-Antigen zu identifizieren. Dabei wurden 9NATSP und P22TSP als Sonden eingesetzt, deren Bindung an die intakten, an die Mikrotiterplatte adsorbierten Bakterien getestet wurde. Beim Test einer Sammlung aus 44 Salmonella-St{\"a}mmen wurden St{\"a}mme identifiziert, die bindendes O-Antigen exprimieren. Gleichzeitig wurden Unterschiede in der Bindung der beiden TSPs an Salmonella-St{\"a}mme mit gleichem O-Serotyp beobachtet. Die Ergebnisse der ELITA-Messung wurden qualitativ durch eine FACS-basierte Bindungsmessung best{\"a}tigt. Zus{\"a}tzlich erm{\"o}glichte die FACS-Messung bei St{\"a}mmen, die teilweise modifizierte O-Antigene herstellen, den Anteil an Zellen mit und ohne Modifikation zu erfassen. Die Oberfl{\"a}chenplasmonresonanz (SPR)-basierten Interaktionsmessungen wurden eingesetzt, um Bindungsaffinit{\"a}ten f{\"u}r eine TSP-O-Antigen Kombination zu quantifizieren. Daf{\"u}r wurden zwei Methoden getestet, um die Oligosaccharide auf einem SPR-Chip zu immobilisieren. Zum einen wurden die enzymatisch hergestellten O-Antigenfragmente mit einem bifunktionalen Oxaminadapter derivatisiert, der eine prim{\"a}re Aminogruppe f{\"u}r die Immobilisierung bereitstellt. Ein Versuch, diese Oligosaccharidfragmente zu immobilisieren, war jedoch nicht erfolgreich. Dagegen wurde das nicht derivatisierte Polysaccharid, bestehend aus repetitivem O-Antigen und einem konservierten Kernsaccharid, erfolgreich auf einem SPR-Chip immobilisiert. Die Immobilisierung wurde durch Interaktionsmessungen mit P22TSP best{\"a}tigt. Durch die Immobilisierung des Polysaccharids sind somit quantitative SPR-Bindungsmessungen mit einem polydispersen Interaktionspartner m{\"o}glich. Eine Auswahl von Salmonella-St{\"a}mmen mit einer ausgepr{\"a}gt unterschiedlichen Bindung von 9NATSP und P22TSP im ELITA-Testsystem wurde hinsichtlich der Zusammensetzung des O-Antigens mittels HPLC, Kapillargelelektrophorese und MALDI-MS analysiert. Dabei wurden nicht-st{\"o}chiometrische Modifikationen der O-Antigene wie Acetylierung und Glucosylierung detektiert. Das Ausmaß der Glucosylierung korrelierte negativ mit der Effizienz der Bindung und des Verdaus durch die beiden TSPs, wobei der negative Effekt bei 9NATSP weniger stark ausgepr{\"a}gt war als bei P22TSP. Dies stimmt mit den Literaturdaten zu Infektivit{\"a}tsstudien mit 9NA und P22 {\"u}berein, die mit St{\"a}mmen mit vergleichbaren O-Antigenvarianten durchgef{\"u}hrt wurden. Die Korrelation zwischen der Glucosylierung und Bindungseffizienz konnte strukturell interpretiert werden. Auf Grundlage der O-Antigenanalysen sowie der Ergebnisse der ELITA- und FACS-Bindungstests wurden die Salmonella-St{\"a}mme Brancaster und Kalamu identifiziert, die ann{\"a}hernd quantitativ glucosyliertes O-Antigen exprimieren. Damit eignen sich diese St{\"a}mme f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Studien, um die Zusammenh{\"a}nge zwischen der Spezifit{\"a}t und der Organisation der Bindestellen der beiden TSPs zu untersuchen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fuenfgeld2015,
  author    = {F{\"u}nfgeld, Maximilian},
  title     = {Compartmentation of adenine nucleotide metabolism},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {113},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wettstein2015,
  author    = {Wettstein, Christoph},
  title     = {Cytochrome c-DNA and cytochrome c-enzyme interactions for the construction of analytical signal chains},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-78367},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {120},
  year      = {2015},
  abstract  = {Electron transfer (ET) reactions play a crucial role in the metabolic pathways of all organisms. In biotechnological approaches, the redox properties of the protein cytochrome c (cyt c), which acts as an electron shuttle in the respiratory chain, was utilized to engineer ET chains on electrode surfaces. With the help of the biopolymer DNA, the redox protein assembles into electro active multilayer (ML) systems, providing a biocompatible matrix for the entrapment of proteins. In this study the characteristics of the cyt c and DNA interaction were defined on the molecular level for the first time and the binding sites of DNA on cyt c were identified. Persistent cyt c/DNA complexes were formed in solution under the assembly conditions of ML architectures, i.e. pH 5.0 and low ionic strength. At pH 7.0, no agglomerates were formed, permitting the characterization of the NMR spectroscopy. Using transverse relaxation-optimized spectroscopy (TROSY)-heteronuclear single quantum coherence (HSQC) experiments, DNAs' binding sites on the protein were identified. In particular, negatively charged AA residues, which are known interaction sites in cyt c/protein binding were identified as the main contact points of cyt c and DNA. Moreover, the sophisticated task of arranging proteins on electrode surfaces to create functional ET chains was addressed. Therefore, two different enzyme types, the flavin dependent fructose dehydrogenase (FDH) and the pyrroloquinoline quinone dependent glucose dehydrogenase (PQQ-GDH), were tested as reaction partners of freely diffusing cyt c and cyt c immobilized on electrodes in mono- and MLs. The characterisation of the ET processes was performed by means of electrochemistry and the protein deposition was monitored by microgravimetric measurements. FDH and PQQ-GDH were found to be generally suitable for combination with the cyt c/DNA ML system, since both enzymes interact with cyt c in solution and in the immobilized state. The immobilization of FDH and cyt c was achieved with the enzyme on top of a cyt c monolayer electrode without the help of a polyelectrolyte. Combining FDH with the cyt c/DNA ML system did not succeed, yet. However, the basic conditions for this protein-protein interaction were defined. PQQ-GDH was successfully coupled with the ML system, demonstrating that that the cyt c/DNA ML system provides a suitable interface for enzymes and that the creation of signal chains, based on the idea of co-immobilized proteins is feasible. Future work may be directed to the investigation of cyt c/DNA interaction under the precise conditions of ML assembly. Therefore, solid state NMR or X-ray crystallography may be required. Based on the results of this study, the combination of FDH with the ML system should be addressed. Moreover, alternative types of enzymes may be tested as catalytic component of the ML assembly, aiming on the development of innovative biosensor applications.},
  language  = {en}
}