@phdthesis{Sperfeld2011,
  author    = {Sperfeld, Erik},
  title     = {Effects of temperature and co-limiting nutritional components on life history traits of Daphnia magna and its biochemical composition},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {157 S.},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krehl2011,
  author    = {Krehl, Susanne},
  title     = {Das Selenoprotein Glutathionperoxidase-2 : physiologische Funktion und Einfluss auf die entz{\"u}ndungsassoziierte Colonkarzinogenese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-50220},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Bei der Entdeckung der Glutathionperoxidase-2 (GPx2) wurde zun{\"a}chst davon ausgegangen, dass die Funktion dieses Enzyms im Kryptengrund des Colons einzig in der Reduktion von H2O2 besteht. Im Laufe der weiteren Erforschung zeigte sich, dass GPx2 auch in verschiedenen Tumorgeweben vermehrt exprimiert wird. Dabei wird diskutiert, ob die Wirkung von GPx2 im Tumor eher als pro- oder als antikarzinogen einzustufen ist. Mehrere Experimente in vitro und in vivo zeigten antiinflammatorische Eigenschaften der GPx2. Aufgrund dieser Befunde wird derzeit {\"u}ber weitere Funktionen der GPx2 spekuliert. In dieser Arbeit wurde die physiologische Funktion von GPx2 n{\"a}her erforscht, dazu wurden Wildtyp- und GPx2-Knockout-M{\"a}use in Hinblick auf Ver{\"a}nderungen der Enzymexpression und der Colonmorphologie untersucht. Es wurden drei verschiedene Selendi{\"a}ten verf{\"u}ttert: selenarmes, selenad{\"a}quates und selensupplementiertes Futter. Unter physiologischen Bedingungen ist am Kryptengrund des Colons, innerhalb der proliferierenden Zone, die Mitoserate am h{\"o}chsten. Der Großteil der apoptotischen Zellen ist hingegen an der Kryptenspitze vorzufinden. Durch den Knockout von GPx2 kam es zu einer signifikanten Erh{\"o}hung der Apoptoserate am Kryptengrund. Dabei war der gr{\"o}ßte Effekt auf selenarmem Futter zu verzeichnen. Hierbei wurde sogar eine Ver{\"a}nderung der Colonmorphologie dokumentiert, da die Verschiebung der Proliferationszone in Richtung Kryptenspitze eine Verl{\"a}ngerung der Krypten nach sich zog. Im Wildtyp wurden keine Apoptosen im Kryptengrund detektiert. GPx1 wird unter physiologischen Bedingungen im Gegensatz zur GPx2 in der Kryptenspitze exprimiert und ist im Selenmangel nicht mehr detektierbar. Der Knockout von GPx2 erh{\"o}hte die GPx1-Expression im Kryptengrund auf allen drei Selendi{\"a}ten. Diese {\"U}berexpression von GPx1 am Kryptengrund soll vermutlich den Verlust von GPx2 an dieser Stelle kompensieren. Da jedoch dort die massive Apoptoserate detektiert wurde, kann die GPx1 nicht die komplette Funktion von GPx2 kompensieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Funktion von GPx2 nicht nur in der Reduktion von H2O2 liegt. Vielmehr kann eine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Hom{\"o}ostase von Zellen postuliert werden. Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit war die Kl{\"a}rung der Frage, welchen Einfluss GPx2 auf die entz{\"u}ndungsassoziierte Colonkarzinogenese aus{\"u}bt. In dem hierf{\"u}r verwendeten AOM/DSS-Model wird der karzinogene Prozess durch Entz{\"u}ndung vorangetrieben. Es erfolgte sowohl im Wildtyp als auch im GPx2-Knockout zum einen die Bewertung des Entz{\"u}ndungsstatus des Colons und zum anderen wurde die Anzahl von ACF und Tumoren verglichen. Das Colon im GPx2-Knockout war wesentlich st{\"a}rker entz{\"u}ndet als im Wildtyp. Diese Ergebnisse best{\"a}tigen die f{\"u}r die GPx2 postulierte antiinflammatorische Funktion. Normalerweise f{\"u}hrt eine Erh{\"o}hung der Mitoseanzahl zur Regeneration des entz{\"u}ndeten Gewebes. Jedoch beeinflusst der Verlust von GPx2 vermutlich den Ablauf der Entz{\"u}ndung, indem beispielsweise die Regeneration des Gewebes durch die enorm hohe Apoptoserate am Kryptengrund verlangsamt wird. Des Weiteren hatten sich im GPx2-Knockout tendenziell mehr Tumore entwickelt. Somit korrelierte die Entz{\"u}ndung des Colons mit der Entwicklung von Tumoren. Der Verlust von GPx2 beg{\"u}nstigte vermutlich sowohl die Tumorinitiation als auch die Tumorprogression. Allerdings stimulierte die Expression von GPx2 ebenfalls das Tumorwachstum. Es kann geschlussfolgert werden, dass eine ad{\"a}quate GPx2-Expression vor Entz{\"u}ndung sch{\"u}tzt und somit das Risiko f{\"u}r Colonkrebs senkt. Ob GPx2 aber insgesamt pro- oder antikarzinogen wirkt, h{\"a}ngt vermutlich vom Stadium des Colonkarzinogenese ab.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Samereier2011,
  author    = {Samereier, Matthias},
  title     = {Functional analyses of microtubule and centrosome-associated proteins in Dictyostelium discoideum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52835},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Understanding the role of microtubule-associated proteins is the key to understand the complex mechanisms regulating microtubule dynamics. This study employs the model system Dictyostelium discoideum to elucidate the role of the microtubule-associated protein TACC (Transforming acidic coiled-coil) in promoting microtubule growth and stability. Dictyostelium TACC was localized at the centrosome throughout the entire cell cycle. The protein was also detected at microtubule plus ends, however, unexpectedly only during interphase but not during mitosis. The same cell cycle-dependent localization pattern was observed for CP224, the Dictyostelium XMAP215 homologue. These ubiquitous MAPs have been found to interact with TACC proteins directly and are known to act as microtubule polymerases and nucleators. This work shows for the first time in vivo that both a TACC and XMAP215 family protein can differentially localize to microtubule plus ends during interphase and mitosis. RNAi knockdown mutants revealed that TACC promotes microtubule growth during interphase and is essential for proper formation of astral microtubules in mitosis. In many organisms, impaired microtubule stability upon TACC depletion was explained by the failure to efficiently recruit the TACC-binding XMAP215 protein to centrosomes or spindle poles. By contrast, fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) analyses conducted in this study demonstrate that in Dictyostelium recruitment of CP224 to centrosomes or spindle poles is not perturbed in the absence of TACC. Instead, CP224 could no longer be detected at the tips of microtubules in TACC mutant cells. This finding demonstrates for the first time in vivo that a TACC protein is essential for the association of an XMAP215 protein with microtubule plus ends. The GFP-TACC strains generated in this work also turned out to be a valuable tool to study the unusual microtubule dynamics in Dictyostelium. Here, microtubules exhibit a high degree of lateral bending movements but, in contrast most other organisms, they do not obviously undergo any growth or shrinkage events during interphase. Despite of that they are affected by microtubuledepolymerizing drugs such as thiabendazole or nocodazol which are thought to act solely on dynamic microtubules. Employing 5D-fluorescence live cell microscopy and FRAP analyses this study suggests Dictyostelium microtubules to be dynamic only in the periphery, while they are stable at the centrosome. In the recent years, the identification of yet unknown components of the Dictyostelium centrosome has made tremendous progress. A proteomic approach previously conducted by our group disclosed several uncharacterized candidate proteins, which remained to be verified as genuine centrosomal components. The second part of this study focuses on the investigation of three such candidate proteins, Cenp68, CP103 and the putative spindle assembly checkpoint protein Mad1. While a GFP-CP103 fusion protein could clearly be localized to isolated centrosomes that are free of microtubules, Cenp68 and Mad1 were found to associate with the centromeres and kinetochores, respectively. The investigation of Cenp68 included the generation of a polyclonal anti-Cenp68 antibody, the screening for interacting proteins and the generation of knockout mutants which, however, did not display any obvious phenotype. Yet, Cenp68 has turned out as a very useful marker to study centromere dynamics during the entire cell cycle. During mitosis, GFP-Mad1 localization strongly resembled the behavior of other Mad1 proteins, suggesting the existence of a yet uncharacterized spindle assembly checkpoint in Dictyostelium.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ivakov2011,
  author    = {Ivakov, Alexander},
  title     = {Metabolic interactions in leaf development in Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59730},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Das Wachstum und {\"U}berleben von Pflanzen basiert auf der Photosynthese in den Bl{\"a}ttern. Diese beinhaltet die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosph{\"a}re und das simultane Einfangen von Lichtenergie zur Bildung organischer Molek{\"u}le. Diese werden nach dem Eintritt in den Metabolismus in viele andere Komponenten umgewandelt, welche die Grundlage f{\"u}r die Zunahme der Biomasse bilden. Bl{\"a}tter sind Organe, die auf die Fixierung von Kohlenstoffdioxid spezialisiert sind. Die Funktionen der Bl{\"a}tter beinhalten vor allem die Optimierung und Feinregulierung vieler Prozesse, um eine effektive Nutzung von Ressourcen und eine maximale Photosynthese zu gew{\"a}hrleisten. Es ist bekannt, dass sich die Morphologie der Bl{\"a}tter den Wachstumsbedingungen der Pflanze anpasst und eine wichtige Rolle bei der Optimierung der Photosynthese spielt. Trotzdem ist die Regulation dieser Art der Anpassung bisher nicht verstanden. Die allgemeine Zielsetzung dieser vorliegenden Arbeit ist das Verst{\"a}ndnis wie das Wachstum und die Morphologie der Bl{\"a}tter im Modellorganismus Arabidopsis thaliana reguliert werden. Besondere Aufmerksamkeit wurde hierbei der M{\"o}glichkeit geschenkt, dass es interne metabolische Signale in der Pflanze geben k{\"o}nnte, die das Wachstum und die Entwicklung von Bl{\"a}ttern beeinflussen. Um diese Fragestellung zu untersuchen, muss das Wachstum und die Entwicklung von Bl{\"a}ttern oberhalb des Levels des einzelnen Organs und im Kontext der gesamten Pflanze betrachtet werden, weil Bl{\"a}tter nicht eigenst{\"a}ndig wachsen, sondern von Ressourcen und regulatorischen Einfl{\"u}ssen der ganzen Pflanze abh{\"a}ngig sind. Aufgrund der Komplexit{\"a}t dieser Fragestellung wurden drei komplement{\"a}re Ans{\"a}tze durchgef{\"u}hrt. Im ersten und spezifischsten Ansatz wurde untersucht ob eine flussabw{\"a}rts liegende Komponente des Zucker-Signalwegs, Trehalose-6-Phosphat (Tre-6-P), das Blattwachstum und die Blattentwicklung beinflussen kann. Um diese Frage zu beantworten wurden transgene Arabidopsis-Linien mit einem gest{\"o}rten Gehalt von Tre-6-P durch die Expression von bakteriellen Proteinen die in dem metabolismus von trehalose beteiligt sind. Die Pflanzen-Linien wurden unter Standard-Bendingungen in Erde angebaut und ihr Metabolismus und ihre Blattmorphologie untersucht. Diese Experimente f{\"u}hrten auch zu einem unerwarteten Projekt hinsichtlich einer m{\"o}glichen Rolle von Tre-6-P in der Regulation der Stomata. In einem zweiten, allgemeineren Ansatz wurde untersucht, ob {\"A}nderungen im Zucker-Gehalt der Pflanzen die Morphogenese der Bl{\"a}tter als Antwort auf Licht beeinflussen. Dazu wurden eine Reihe von Mutanten, die im Zentralmetabolismus beeintr{\"a}chtigt sind, in derselben Lichtbedingung angezogen und bez{\"u}glich ihrer Blattmorphologie analysiert. In einem dritten noch allgemeineren Ansatz wurde die nat{\"u}rliche Variation von morphologischen Auspr{\"a}gungen der Bl{\"a}tter und Rosette anhand von wilden Arabidopsis {\"O}kotypen untersucht, um zu verstehen wie sich die Blattmorphologie auf die Blattfunktion und das gesamte Pflanzenwachstum auswirkt und wie unterschiedliche Eigenschaften miteinander verkn{\"u}pft sind. Das Verh{\"a}ltnis der Blattanzahl zum Gesamtwachstum der Pflanze und Blattgr{\"o}ße wurde gesondert weiter untersucht durch eine Normalisierung der Blattanzahl auf das Frischgewicht der Rosette, um den Parameter „leafing Intensity" abzusch{\"a}tzen. Leafing Intensity integrierte Blattanzahl, Blattgr{\"o}ße und gesamtes Rosettenwachstum in einer Reihe von Kompromiss-Interaktionen, die in einem Wachstumsvorteil resultieren, wenn Pflanzen weniger, aber gr{\"o}ßere Bl{\"a}tter pro Einheit Biomasse ausbilden. Dies f{\"u}hrte zu einem theoretischen Ansatz in dem ein einfaches allometrisch mathematisches Modell konstruiert wurde, um Blattanzahl, Blattgr{\"o}ße und Pflanzenwachstum im Kontext der gesamten Pflanze Arabidopsis zu verkn{\"u}pfen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Giorgi2011,
  author    = {Giorgi, Federico Manuel},
  title     = {Expression-based reverse engineering of plant transcriptional networks},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-56760},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Regulation of gene transcription plays a major role in mediating cellular responses and physiological behavior in all known organisms. The finding that similar genes are often regulated in a similar manner (co-regulated or "co-expressed") has directed several "guilt-by-association" approaches in order to reverse-engineer the cellular transcriptional networks using gene expression data as a compass. This kind of studies has been considerably assisted in the recent years by the development of high-throughput transcript measurement platforms, specifically gene microarrays and next-generation sequencing. In this thesis, I describe several approaches for improving the extraction and interpretation of the information contained in microarray based gene expression data, through four steps: (1) microarray platform design, (2) microarray data normalization, (3) gene network reverse engineering based on expression data and (4) experimental validation of expression-based guilt-by-association inferences. In the first part test case is shown aimed at the generation of a microarray for Thellungiella salsuginea, a salt and drought resistant close relative to the model plant Arabidopsis thaliana; the transcripts of this organism are generated on the combination of publicly available ESTs and newly generated ad-hoc next-generation sequencing data. Since the design of a microarray platform requires the availability of highly reliable and non-redundant transcript models, these issues are addressed consecutively, proposing several different technical solutions. In the second part I describe how inter-array correlation artifacts are generated by the common microarray normalization methods RMA and GCRMA, together with the technical and mathematical characteristics underlying the problem. A solution is proposed in the form of a novel normalization method, called tRMA. The third part of the thesis deals with the field of expression-based gene network reverse engineering. It is shown how different centrality measures in reverse engineered gene networks can be used to distinguish specific classes of genes, in particular essential genes in Arabidopsis thaliana, and how the use of conditional correlation can add a layer of understanding over the information flow processes underlying transcript regulation. Furthermore, several network reverse engineering approaches are compared, with a particular focus on the LASSO, a linear regression derivative rarely applied before in global gene network reconstruction, despite its theoretical advantages in robustness and interpretability over more standard methods. The performance of LASSO is assessed through several in silico analyses dealing with the reliability of the inferred gene networks. In the final part, LASSO and other reverse engineering methods are used to experimentally identify novel genes involved in two independent scenarios: the seed coat mucilage pathway in Arabidopsis thaliana and the hypoxic tuber development in Solanum tuberosum. In both cases an interesting method complementarity is shown, which strongly suggests a general use of hybrid approaches for transcript expression-based inferences. In conclusion, this work has helped to improve our understanding of gene transcription regulation through a better interpretation of high-throughput expression data. Part of the network reverse engineering methods described in this thesis have been included in a tool (CorTo) for gene network reverse engineering and annotated visualization from custom transcription datasets.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{CamaraMattosMartins2011,
  author    = {Camara Mattos Martins, Marina},
  title     = {What are the downstream targets of trehalose-6-phosphate signalling in plants?},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {164 S.},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klie2011,
  author    = {Klie, Sebastian},
  title     = {Integrative analysis of hight-throughput "omics"-data and structured biological knowledge},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {102 S.},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sun2011,
  author    = {Sun, Xiaoliang},
  title     = {Towards understanding the dynamics of biological systems from -Omics data},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {114 S.},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Szecowka2011,
  author    = {Szec{\´o}wka, Marek},
  title     = {Metabolic fluxes in photosynthetic and heterotrophic plant tissues},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {XII, 145 S.},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Griessner2011,
  author    = {Grießner, Matthias},
  title     = {Grenzfl{\"a}chenmodifizierung von Mikrosystemen f{\"u}r biochemische Assays},
  address   = {Potsdam},
  pages     = {95 S.},
  year      = {2011},
  language  = {de}
}