Argonaute proteins play substantial roles in post-transcriptional regulation of gene expression within RNA interference (RNAi) pathways, making them crucial subjects for research, aimed at understanding their interactions with small non-coding RNAs (ncRNAs) and other RNAi components. This study focuses on investigating these properties of Argonaute proteins, particularly Argonaute protein A (AgnA), in the social amoeba Dictyostelium discoideum that is renowned for its broad genetic toolbox and unique life cycle. While previous studies have examined the disruption of three Argonaute genes (agnB, agnC, agnE) and their effect on mRNA levels and small ncRNA expression, this study extends to agnA gene, which remains less studied. Key questions surrounding the influence of AgnA on the cellular processes such as the cell growth rate, development, gene expression, as well as potential targets and small ncRNA binding, remain unanswered. A well-established approach that could provide the necessary answers is the disruption of the gene through traditional homologous recombination, by insertion of a drug-resistance cassette flanked by homology arms complementary to the target locus. However, the emerging CRISPR/Cas9 gene editing tool on contrary offers straightforward protocols for disruption of gene expression through efficient induction of genomic knockouts, point mutations and deletions. In this study, both approaches were applied in parallel to knockout the agnA gene, enabling comparison of knockout efficiency and further study of the growth rate, development and gene expression in the knockout strains. Moreover, important information regarding the growth patterns of both wild-type and agnE knockout strains were also elucidated, complementing the previous growth rate analyses. The obtained data from this research could provide valuable insights for future studies ofthe RNAi machinery components and particularly the function of Argonaute proteins in D. discoideum.

Procreation is often viewed as a joint undertaking where both parties depend on, and thus care about, the reproductive success of the other. This is however not always the case. Sexual antagonism occurs when males and females have different strategies for maximizing their fitness, leading to a “battle between the sexes”. Intralocus sexual conflict, IASC, involves sexual antagonism between different alleles at a specific locus, alleles that have opposite effects between the sexes. One potentially sexually antagonistic gene is Ugt36E1, a gene involved in the catalyzation of a conjugation reaction between different sugars from the donor uridine diphosphate (UDP) to many small, fat-soluble, often toxic exogenous or endogenous molecules. This makes them water soluble, after which they can be transported to various organs for elimination. The gene is thus very important for detoxification and for maintaining the homeostasis of the body’s cells. The purpose of the study is to investigate whether changes in the gene Ugt36E1 affect the fitness of female fruit flies in the form of an increased/decreased number of offspring. To accomplish this, female flies that had been modified using CRISPR/Cas9 to obtain two alternative alleles of the Ugt36E1 gene were collected and allowed to mate with wild-type males. The number of eggs and live offspring of the females were thereafter counted and analyzed. The study could not find a significant difference in the number of offspring between the alleles, which does not line up with previous studies. The gene is hypothesized to be important for both detoxification and homeostasis within the individual regardless of gender, and changes to this gene could therefore be thought to be harmful to both males and females, something that does not seem to agree with this study. Females also laid fewer eggs than expected across both groups. This could be the result of natural variation, but it could also indicate that something during the experiment affected them in a way that reduced their fecundity. Because of the results, and because the study was focused solely on the female side of the conflict, additional testing to further investigate the gene’s effect on the fitness of both genders is recommended. / Fortplantning ses ofta som ett gemensamt åtagande där båda parter är beroende av, och därför bryr sig om, den andras reproduktiva framgång. Detta är dock inte alltid fallet. Sexuell antagonism uppstår när hanar och honor har olika strategier för att maximera sin kondition, vilket leder till en "kamp mellan könen". Intralocus sexual conflict, IASC, innebär sexuell antagonism mellan olika alleler på ett specifikt lokus, alleler som har motsatta effekter mellan könen. En potentiellt sexuellt antagonistisk gen är Ugt36E1, en gen involverad i katalyseringen av en konjugationsreaktion mellan olika sockerarter från donatorn uridindifosfat (UDP) till många små, fettlösliga, ofta toxiska exogena eller endogena molekyler. Detta gör dem vattenlösliga, varefter de kan transporteras till olika organ för eliminering. Genen är alltså mycket viktig för avgiftning och för att upprätthålla homeostasen i kroppens celler. Syftet med studien är att undersöka om förändringar i genen Ugt36E1 påverkar konditionen hos fruktflugor i form av ett ökat/minskat antal avkommor. För att åstadkomma detta samlades bananflugehonor som hade modifierats med CRISPR/Cas9 för att erhålla två alternativa alleler av Ugt36E1-genen och fick para sig med hanar av vildtyp. Antalet ägg och levande avkommor från honorna räknades därefter och analyserades. Studien kunde inte hitta någon signifikant skillnad i antalet avkommor mellan allelerna, vilket inte stämmer överens med tidigare studier. Genen antas vara viktig för både avgiftning och homeostas inom individen oavsett kön, och förändringar av denna gen kan därför tänkas vara skadliga för både hanar och honor, något som inte verkar stämma överens med denna studie. Honor lade också färre ägg än förväntat i båda grupperna. Detta kan vara resultatet av naturlig variation, men det kan också tyda på att något under experimentet påverkade dem på ett sätt som minskade deras fruktsamhet. På grund av resultaten, och eftersom studien enbart fokuserade på den kvinnliga sidan av konflikten, rekommenderas ytterligare tester för att ytterligare undersöka genens effekt på konditionen hos båda könen.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der molekularzytogenetischen Charakterisierung von invasiv duktalen und invasiv lobulären Mammakarzinomen sowie der Identifizierung unterschiedlicher genetischer Alterationsmuster in Tumorsubgruppen der invasiv duktalen Mammakarzinome. Mit Hilfe der komparativen genomischen Hybridisierung (CGH) wurden 30 invasiv duktale und 20 invasiv lobuläre Mammakarzinome auf genetische Veränderungen untersucht. In beiden Tumorarten überwiegen DNA-Deletionen gegenüber DNA-Gewinnen, daher scheint die Inaktivierung tumorsupprimierender Gene einen größeren Einfluß auf das maligne Wachstumsverhalten auszuüben. Invasiv duktale Mammakarzinome zeichnen sich durch eine im Mittel größere Anzahl an Alterationen pro Tumorfall aus als invasiv lobuläre Karzinome (14,9 vs. 8,9). Neben einer größeren Anzahl an DNA-Verlusten ist auch die Anzahl der DNA-Überrepräsentierungen deutlich höher verglichen mit invasiv lobulären Mammakarzinomen (6,2 pro Tumorfall vs. 2,7 pro Tumorfall). DNA-Gewinne auf Chromosom 1q und DNA-Verluste auf den Chromosomen 6q, 11q22- qter und 13q fanden sich in >=40% der Fälle in beiden histologischen Tumortypen. In invasiv duktalen Mammakarzinomen traten DNA-Gewinne mit größerer Frequenz auf den Chromosomen 6p, 8q, 11q13, 16p, 17q, 19p/q und 20q auf. Ebenfalls häufiger waren DNA-Deletionen auf den Chromosomen 2q, 3p, 4p/q, 5q, 7p, 8p, 9q, 10q und 15q zu finden. DNA-Verluste auf den Chromosomen 16q, 17p, 18q und 22q wurden dagegen vermehrt in invasiv lobulären Karzinomen detektiert. Gut (G1) und schlecht (G3) differenzierte invasiv duktale Mammakarzinome zeichnen sich durch ein unterschiedliches genetisches Muster aus. Während gut differenzierte Tumore durch DNA-Gewinne auf 1q, 11q11-13, 16p und 20q gekennzeichnet sind, weisen die schlecht differenzierten Tumore zusätzlich DNA-Deletionen im Bereich der Chromosomen 5q, 18q und 21q21 auf. Außerdem läßt sich ein unterschiedliches genetisches Muster bei Östrogenrezeptor- positiven und Östrogenrezeptor-negativen invasiv duktalen Mammakarzinomen feststellen. Die Östrogenrezeptor-negativen Tumore zeigen eine größere Anzahl an Alterationen, dazu gehören zusätzliche DNA-Überrepräsentierungen auf 1p, 6p und 22q und DNA-Verluste der Chromosomen 5q, 7p, 8p und 12q. Somit läßt sich feststellen, daß sich invasiv duktale und invasiv lobuläre Mammakarzinome durch ein wiederkehrendes Muster chromosomaler Veränderungen charakterisieren lassen. / The aim of the study was to analyze invasive ductal and invasive lobular breast carcinomas regarding to molecular DNA imbalances as well as different DNA imbalances in tumor subgroups of the invasive ductal carcinomas. Comparative genomic hybridization (CGH) was applied to analyze 30 invasive ductal and 20 invasive lobular breast carcinomas to carry out genetic alterations. In both tumor subgroups, DNA losses showed a higher incidence compared to DNA gains, suggesting a higher influence of inactivation of tumor suppressor genes in tumor progression. Invasive ductal carcinomas showed a higher incidence of alterations per case compared to invasive lobular carcinomas (14,9 vs. 8,9). Besides a higher incidence of DNA losses, particularly DNA gains were statistically significant in invasive ductal carcinomas (6,2 per tumorcase vs. 2,7 per tumorcase). DNA gains on chromosome 1q and DNA losses on chromosomes 6q, 11q22-qter and 13q were investigated in >=40% of all tumor cases. DNA gains were observed with a higher frequency in invasive ductal carcinomas on 6p, 8q, 11q13, 16p, 17q, 19p/q and 20q. Additionally, DNA losses showed a higher incidence on 2q, 3p, 4p/q, 5q, 7p, 8p, 9q, 10q and 15q compared to invasive lobular carcinomas. In contrast, DNA losses on 16q, 17p, 18q and 22q reached statistical significance in invasive lubular carcinomas. Well-differentiated (G1) and poorly differentiated (G3) invasive ductal carcinomas reflected different genetic imbalances. Well-differentiated carcinomas are associated with DNA gains on 1q, 11q11-13, 16p and 20q, whereas poorly differentiated tumors showed additional DNA losses on 5q, 18q and 21q21. Furthermore, the investigation indicated that the average number of alterations is correlated also to the estrogen receptor content of the invasive ductal carcinomas. Tumors with estrogen receptor negative content showed a higher incidence of alterations on the following regions, i.e., DNA gains on 1p, 6p and 22q and DNA losses on 5q, 7p, 8p and 12q. Consequently, invasive ductal and invasive lobular carcinomas are characterized by distinct patterns of chromosomal alterations.

Hintergrund: Die Berlin Fat Mouse Inzuchtlinie (BFMI) ist ein Modell für Adipositas und das metabolische Syndrom. Diese Studie zielte darauf ab, genetische Varianten zu identifizieren, die mit dem gestörten Glukosestoffwechsel assoziiert sind, indem die fettleibigen Linien BFMI861-S1 und BFMI861-S2 verwendet wurden, die genetisch eng verwandt sind, sich aber in mehreren Merkmalen unterscheiden. BFMI861-S1 ist insulinresistent und speichert ektopisches Fett in der Leber, während BFMI861-S2 insulinsensitiv ist. Methoden: Die QTL-Analyse wurde in zwei fortgeschrittenen Intercross-Linien (AIL) in der Generation durchgeführt. Eine AIL wurde aus der Kreuzung BFMI861-S1 x BFMI861-S2 und die zweite AIL aus der Kreuzung BFMI861-S1 x BFMI861-B6N erhalten. Für beide AILs wurden Phänotypen über 25 bzw. 20 Wochen gesammelt. Zur Priorisierung von positionellen Kandidatengenen wurden Gesamtgenomsequenzierung und Genexpressionsdaten der Elternlinien verwendet. Ergebnisse: Für den AIL BFMI861-S1 x BFMI861-S2 wurden überlappende QTL für das Gonadenfettgewebegewicht und die Blutglukosekonzentration auf Chromosom (Chr) 3 (95,8–100,1 Mb) und für das Gonadenfettgewebegewicht, Lebergewicht und Blut nachgewiesen Glukosekonzentration auf Chr 17 (9,5–26,1 Mb). Für die AIL BFMI861-S1 x BFMI861-B6N zeigte ein hochsignifikanter QTL auf Chromosom (Chr) 1 (157–168 Mb) einen Zusammenhang mit dem Lebergewicht. Ein QTL für das Körpergewicht nach 20 Wochen wurde auf Chr 3 (34,1 – 40 Mb) gefunden, der sich mit einem QTL für das scAT-Gewicht überlappte. In einem multiplen QTL-Mapping-Ansatz wurde ein zusätzliches QTL, das das Körpergewicht bei 16 Wochen beeinflusste, auf Chr 6 (9,5–26,1 Mb) identifiziert. Schlussfolgerungen: Die QTL-Kartierung zusammen mit einem detaillierten Priorisierungsansatz ermöglichte es uns, Kandidatengene zu identifizieren, die mit Merkmalen des metabolischen Syndroms in beiden AILs assoziiert sind. / Background: The Berlin Fat Mouse Inbred line (BFMI) is a model for obesity and the metabolic syndrome. This study aimed to identify genetic variants associated with the impaired glucose metabolism using the obese lines BFMI861-S1 and BFMI861-S2, which are genetically closely related, but differ in several traits. BFMI861-S1 is insulin resistant and stores ectopic fat in the liver, whereas BFMI861-S2 is insulin sensitive. Methods: QTL-analysis was performed in two advanced intercross lines (AIL) in generation. One AIL obtained from the cross BFMI861-S1 x BFMI861-S2 and the second AIL from the cross BFMI861-S1 x BFMI861-B6N. For both AILs phenotypes were collected over 25 and 20 weeks, respectively. For prioritization of positional candidate genes whole genome sequencing and gene expression data of the parental lines were used. Results: For the AIL BFMI861-S1 x BFMI861-S2 overlapping QTL for gonadal adipose tissue weight and blood glucose concentration were detected on chromosome (Chr) 3 (95.8-100.1 Mb), and for gonadal adipose tissue weight, liver weight, and blood glucose concentration on Chr 17 (9.5-26.1 Mb). For the AIL BFMI861-S1 x BFMI861-B6N one highly significant QTL on chromosome (Chr) 1 (157–168 Mb) showed an association with liver weight. A QTL for body weight at 20 weeks was found on Chr 3 (34.1 – 40 Mb) overlapping with a QTL for scAT weight. In a multiple QTL mapping approach, an additional QTL affecting body weight at 16 weeks was identified on Chr 6 (9.5-26.1 Mb). Conclusions: QTL mapping together with a detailed prioritization approach allowed us to identify candidate genes associated with traits of the metabolic syndrome in both AILs.

Die Linksventrikuläre Noncompaction des Myokards (LVNC) ist eine seltene primäre Herzmuskelerkrankung. Es wird angenommen, dass es sich um eine embryonale Entwicklungsstörung des Myokards handelt. Mutationen in dem X-chromosomalen Gen TAZ sind verantwortlich für Fälle von frühkindlicher LVNC während die genetische Ursache autosomal-dominant vererbter adulter LVNC weitgehend unbekannt ist. In dieser Arbeit wurde die genetische Ursache der LVNC in der Familie LVNC-105 untersucht. Weiterhin wurden in einem großen Kollektiv von LVNC-Indexpatienten Kandidatengenanalysen durchgeführt. Bei der Familie LVNC-105 zeigte die genomweite Kopplungsanalyse nur signifikant hohe 2-Punkt-LOD-Werte auf Chromosom 11p15. Der maximale 2-Punkt-LOD-Wert betrug 5,06 bei D11S902 und der Lokus konnte auf 3,2 Mb (4,9 cM) eingeengt werden. Unter den 40 Genen des Erkrankungslokus war das Kandidatengen CSRP3, das bereits für 2 andere Kardiomyopathien, die dilatative und die hypertrophe Kardiomyopathie (DCM und HCM), als Krankheitsgen beschrieben wurde. Die Sequenzierung des genomischen Bereichs von CSRP3 zeigte keine Mutation bei den betroffenen Familienmitgliedern. Auch die Analyse von weiteren, im Lokus enthaltenen Gene ergab keine Mutation in kodierenden Exons. Auch Untersuchungen auf Transkriptebene offenbarten keine genetische Veränderung. Bei der Sequenzierung der LVNC-Kandidatengene LDB3, LMNA, Nkx2.5 und\linebreak BMP10 bei 63 erwachsenen Indexpatienten mit isolierter LVNC wurde nur eine Mutation in LDB3 gefunden. Erstmals wurden auch 7 Gene, die für sarkomere Proteine kodieren und als Krankheitsgene für HCM und DCM bekannt sind, mittels DHPLC untersucht. Es wurden Mutationen in einem großen Anteil der LVNC-Indexpatienten (19%) in MYH7, ACTC, TPM1 und TNNT2 identifiziert. Klinische Untersuchungen zeigten bei 7 von 12 Patienten mit Mutationen das Vorliegen einer familiären LVNC. In 4 autosomal-dominanten LVNC-Familien kosegregierten die MYH7 Mutationen mit der Erkrankung. MYH7 war mit einem Anteil von 13% das häufigste Krankheitsgen. Die Mutationen in MYH7 lagen vorwiegend in der ATP-Bindungsstelle. LVNC gehört damit zum Spektrum der Kardiomyopathien, die durch Mutationen in sarkomeren Proteinen hervorgerufen werden können. / Left ventricular noncompaction of the myocardium (LVNC) constitutes a rare primary cardiomyopathy. The mechanistic basis is assumed to be an arrest in embryonic cardiac development. Mutations in the X-linked TAZ gene are responsible for cases of infantile LVNC whereas the genetic base of late-onset LVNC in most patients is still unresolved. The objectives of this dissertation were to investigate the genetic defect in family LVNC-105 with autosomal dominant inherited LVNC and to screen a large cohort of patients with isolated LVNC for mutations in candidate genes. In kindred LVNC-105 genome wide linkage analysis revealed significant two-point LOD scores only at chromosome 11p15. A peak 2-point LOD score of 5.06 was obtained with marker D11S902 and a critical interval of 3.2 Mb (4.9 cM) was determined. Among the 40 genes within the disease region one candidate gene was CSRP3, a disease gene for hypertrophic (HCM) and dilated (DCM) cardiomyopathy. Sequence analysis of the genomic CSRP3 region did not reveal mutations in affected family members. Also, analysis of the coding region of further candidate genes contained within the disease locus did not show mutations. Investigations of the genes on transcript level did not detect alterations. Candidate gene analysis of LDB3, LMNA, Nkx2.5 and BMP10 in 63 index patients with isolated LVNC only one mutation was detected in LDB3. For the first time 7 genes encoding sarcomere proteins, known as disease genes for HCM and DCM, were screened for mutations by DHPLC in LVNC patients. Mutations were found in a significant proportion of the cohort of LVNC index patients (19%) in MYH7, ACTC, TPM1 and TNNT2. Clinical evaluations demonstrated familial disease in 7 of 12 probands with sarcomere gene mutations. MYH7 mutations segregated with the disease in 4 autosomal dominant LVNC kindreds. MYH7 was identified as the most prevalent LVNC disease gene (13%) in this cohort. Modified residues in MYH7 were mainly located within the ATP binding site. In conclusion, LVNC belongs to the spectrum of cardiomyopathies originating in molecular defects of the sarcomere.

In dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze verfolgt, um selektive Kinaseinhibitoren für verschiedene Ziele zu entwickeln. Ein chemisch-genetisches Verfahren, das als "analog-sensitiv" bezeichnet wird, wurde eingesetzt, um isozymselektive Inhibitoren zu erzeugen, die auf die Gatekeeper-Mutante der IP6Ks abzielen. Diese Kinasen sind für die Synthese von PP-InsPs verantwortlich, dicht geladenen und allgegenwärtigen sekundären Botenstoffen mit einer Vielzahl von Funktionen. Ein Hochdurchsatz-Screening lieferte die vielversprechende Leitverbindung FMP-201300, die wünschenswerte Eigenschaften und ein günstiges Inhibitionsprofil aufwies. Interessanterweise ergaben kinetische Messungen einen allosterischen Wirkmechanismus, während HDX-MS-Analysen auf eine Bindung von FMP-201300 in der Nähe der ATP-Stelle hindeuteten, was möglicherweise die durch die Gatekeeper-Mutation bewirkte Steigerung der Wirksamkeit erklärt. Parallel dazu wurde Photopharmakologie eingesetzt, um die Aktivität von TgCDPK1 mit hoher zeitlicher und räumlicher Präzision reversibel zu steuern. Bekannte Inhibitoren wurden in Arylazopyrazole mit guten photochemischen und photophysikalischen Eigenschaften umgewandelt. Während die Optimierung der photostationären Verteilungen eine Herausforderung blieb, ermöglichten die ausgezeichneten bioaktiven Unterschiede zwischen den beiden isomeren Formen die reversible Kontrolle der Kinaseaktivität in situ durch abwechselnde Bestrahlung mit Licht verschiedener Wellenlängen. Obwohl diese photoschaltbaren Inhibitoren auch auf CDPK1-Orthologe anderer Parasiten abzielten, führte eine sequentielle Erhöhung der Gatekeeper-Größe zu einem deutlichen Rückgang der Wirksamkeit. Wichtig ist, dass das Wachstum von T. gondii in vivo gehemmt werden konnte, mit reduzierter Wirksamkeit nach UV-Bestrahlung. / The development of potent and highly selective kinase inhibitors is a long-standing pursuit in pharmacological research. These efforts continue to provide invaluable tools to decipher the intricate cellular functions of these ubiquitous enzymes. Kinases are involved in a cornucopia of signaling events, many of which are related to widespread diseases such as diabetes and cancer. In this work, different approaches were taken to obtain selective kinase inhibitors for diverse targets. A chemical genetics method termed ‘analog-sensitive’ was employed to generate isozyme-selective inhibitors targeting the gatekeeper mutant of mammalian IP6Ks. These kinases are responsible for the synthesis of PP-InsPs, densely-charged and highly pervasive second messengers with a multitude of functions. High-throughput screening yielded the promising lead compound FMP-201300, which exhibited desirable properties and a favorable inhibitory profile. Intriguingly, kinetic measurements revealed an allosteric mode of action, while HDX-MS analysis suggested a binding of FMP-201300 adjacent to the ATP-site, potentially explaining its increase in potency conferred by the gatekeeper mutation. In a parallel effort, photopharmacology was used to reversibly control the activity of TgCDPK1 with high temporal and spatial precision. Known inhibitors were converted into arylazopyrazoles with good photochemical and photophysical properties. While the optimization of the photostationary distributions remained a challenge, excellent bioactive discrepancies between the two isomeric forms enabled the reversible control over kinase activity in situ by alternating irradiation with light of different wavelengths. Although these photoswitchable inhibitors also targeted CDPK1 orthologs from other parasites, sequential increase of the gatekeeper size led to a significant decline in potency. Importantly, the growth of T. gondii could be inhibited in vivo with reduced potency after UV irradiation.

Wirbeltierskelette stehen seit langem im Fokus vieler wissenschaftlicher Disziplinen sowie kultureller Überlieferungen, und dies hängt wahrscheinlich mit der erstaunlichen Fähigkeit des Skeletts zusammen, den Tod zu überdauern und der Zersetzung zu widerstehen. Es ist diese Widerstandsfähigkeit des Knochens, die es uns ermöglicht, Evolution der Wirbeltiere anhand des Fossilberichts zu analysieren. Knochengewebe macht heute den Großteil der Wirbeltierskelette aus, doch über den evolutionären Ursprung von Knochen ist wenig bekannt, insbesondere was seine zelluläre Zusammensetzung angeht. Das übergreifende Thema dieser Arbeit ist es, die Evolution von mineralisiertem Gewebe mit besonderem Schwerpunkt auf Knochengewebe besser zu verstehen. Dies geschieht durch verschiedene Methoden von der traditionellen externen Morphologie über die Histologie bis hin zur Röntgen-Computertomographie und schließlich durch die Entwicklung der neuartigen fokussierten Ionenstrahl-Tomographie-Technik (FIB-SEM). Mit Hilfe dieser Methoden wird versucht, die Mikrostruktur fossilen Knochens zu verstehen und aus ihr abzuleiten, wie die heute erkennbarenMorphologien und Physiologien des Knochens entstanden sind. Die zweite Hälfte dieser Arbeit befasst sich mit Paläopathologien und wie sie unser Verständnis der normalen Physiologie durch die Dokumentation pathologisch veränderter Fossilien erweitern können. / Vertebrate skeletons have long been the focus of many scientific disciplines as well as cultural lore, and this is likely due to the amazing ability for the skeleton to survive death and decomposition. It is this resiliency of bone that allows us to to analyze the evolution of vertebrate life in the fossil record. Bone tissue makes up the majority of vertebrate skeletons today, yet little is known about its developmental origins, particularly when it comes to the cellular composition. In this thesis the overarching theme is to better understand the evolution of mineralized tissue with a particular emphasis on bone tissue. This is done through several methodologies from traditional external morphology, to histology, to X-ray computer tomography, and finally with a development of a novel focused ion beam (FIB-SEM) tomography technique. These methods are all employed as an attempt to understand the microstructure of fossil bone from early jawless vertebrates to amniotes and thus deduce how the morphologies and physiologies ascribed to bone today have come about. The second half of this thesis deals with osseous paleopathologies and how they can inform our understanding of normal physiology through the documentation of aberrant fossils.

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Neural stem cells are the precursors of neurons, astrocytes and oligodendrocytes. During neural development, the division of stem cells takes place close to the lumen of the neural tube, after which they migrate to their final positions within the central nervous system (CNS). Soluble factors, including growth factors, regulate neural stem cell proliferation, survival, migration and differentiation towards specific cell lineages. This thesis describes the function of platelet-derived growth factor (PDGF) and stem cell factor (SCF) in neural stem cell regulation. PDGF was previously suggested to stimulate neuronal differentiation, but the mechanisms were not defined. This study shows that PDGF is a mitogen and a survival factor that expands a pool of immature cells from neural stem cells. The PDGF-treated cells can be stained by neuronal markers, but need further stimuli to continue their maturation. They can become either neurons or glia depending on the secondary instructive cues. Moreover, neural stem cells produce PDGF. Inhibition of this endogenous PDGF negatively affects the cell number in stem cell cultures. We find that SCF stimulates migration and supports the survival of neural stem cells, but that it has no effect on their proliferation or differentiation into neurons and glia. Intracellular signaling downstream from the receptors for PDGF and SCF includes activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK). This investigation shows that active ERK is not needed for the differentiation of stem cells into neurons, at least not during early stages. Neural stem cells have a future potential in the treatment of CNS disorders. To be able to use neural stem cells clinically we need to understand how their proliferation, differentiation, survival and migration are controlled. The results presented in this thesis increase our knowledge of how neural stem cells are regulated by growth factors.