Die Krebsentstehung wurde vor rund 80 Jahren auf veränderten zellulären Energiestoffwechsel zurückgeführt. Diese Hypothese konnte bisher weder experimentell bewiesen noch widerlegt werden. Durch den Einsatz zweier Modellsysteme mit unterschiedlicher Expression des mitochondrialen Proteins Frataxin konnte in der vorliegenden Arbeit <br> gezeigt werden, dass der mitochondriale Energiestoffwechsel einen Einfluss auf die Tumorentstehung zu besitzen scheint. Eine Reduktion des mitochondrialen Energiestoffwechsels wurde durch die hepatozytenspezifische Ausschaltung des mitochondrialen Proteins Frataxin in Mäusen erreicht. Der durch das Cre-/loxP-Rekombinasesystem erreichte organspezifische Knock-out wurde auf Transkriptions- und Translationsebene nachgewiesen. Anhand verminderter Aconitaseaktivität, geringeren Sauerstoffverbrauches und reduzierten ATP-Gehaltes im Lebergewebe wurde ein signifikant verminderter Energiestoffwechsel dargestellt. Zwar entsprach die Genotypenverteilung in den Versuchsgruppen der erwarteten Mendelschen Verteilung, dennoch war die mittlere Lebenserwartung der <br> Knock-out-Tiere mit ca. 30 Wochen stark reduziert. Bereits in jungem Alter war bei diesen Tieren die Ausbildung von präneoplastischen Herden zu beobachten. Mit proteinbiochemischen Nachweistechniken konnte in Lebergewebe 4-8 Wochen alter Tiere eine verstärkte Aktivierung des Apoptosesignalweges (Cytochrom C im Zytosol, <br> verstärkte Expression von Bax) sowie eine Modulation stressassoziierter Proteine (geringere Phosphorylierungsrate p38-MAPK, vermehrte Expression HSP-25, verminderte Expression HSP-70) aufgezeigt werden. Im inversen Ansatz wurde eine Steigerung des mitochondrialen Energiestoffwechsels durch stabile transgene Frataxinüberexpression in zwei Kolonkarzinomzelllinien erreicht. Diese Steigerung zeigte sich durch erhöhte Aconitaseaktivität, erhöhten Sauerstoffverbrauch, gesteigertes mitochondriales Membranpotenzial und erhöhten ATP-Gehalt in den Zellen. Die frataxinüberexprimierenden Zellen wuchsen signifikant langsamer als Kontrollzellen und zeigten im Soft-Agar-Assay und im Nacktmausmodell ein deutlich geringeres Potenzial zur Ausbildung von Kolonien bzw. Tumoren. Mittels Immunoblot war hier eine vermehrte Phosphorylierung der p38-MAPK festzustellen. <br> Die zusammenfassende Betrachtung beider Modelle zeigt, dass ein reduzierter mitochondrialer Energiestoffwechsel durch Regulation der p38-MAPK und apoptotischer Signalwege ein erhöhtes Krebsrisiko zu verursachen vermag. / Eigthy years ago, it was suggested that impaired energy metabolism might cause cancer. Compelling experimental evidence for this hypothesis is lacking. By use of two different model systems here we show that impaired expression of the mitochondrial protein frataxin leading to impaired mitochondrial energy metabolism appears to be <br> inversely related to tumour growth. To generate mice with reduced mitochondrial energy metabolism the expression of mitochondrial protein frataxin was disrupted in a hepatocyte-specific manner by using the cre/loxP-system. Presence, efficiency and specificity of disruption were shown at transcriptional and translational levels. Decreased activity of aconitase, reduced oxygen consumption and diminished ATP level in the liver revealed diminished energy <br> metabolism. Although knock-out mice were born in the expected Mendelian frequency, they exhibited a significantly decreased life expectancy. Young mice exhibited hepatic preneoplasia. The use of proteinbiochemical techniques revealed activation of apoptotic <br> pathways (cytochrome c in the cytosol, increased expression of bax) and modulation of stress-associated cascades (decreased phosphorylation of p38-MAPK, increased expression of HSP-25 and diminished expression of HSP-70). Inversely, transgenic overexpression of frataxin in colon cancer cell lines lead to increased mitochondrial energy metabolism as demonstrated by elevated activity of aconitase, increased oxygen consumption, elevated mitochondrial membrane potential and increased ATP levels. Frataxin-overexpressing colon cancer cells exhibit a <br> concurrent decrease in replication rate. The colony forming capacity in soft-agar-assay and tumour formation in nude mice were clearly decreased. Immunoblotting revealed elevated phosphorylation of p38-MAPK. Taken together, these models suggest that reduced mitochondrial energy metabolism may promote cancer through regulation of p38-MAPK and apoptotic pathways.

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Le moteur à allumage commandé fortement downsizé est une des solutions les plus prometteuses utilisée par les constructeurs automobiles pour augmenter le rendement et réduire les émissions de CO2. Cependant, les conditions thermodynamiques plus sévères rencontrées dans ces moteurs favorisent l’apparition de combustions anormales (cliquetis et rumble) qui sont difficiles à analyser expérimentalement vu les risques encourus par le moteur. La méthode Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) s’est imposée depuis plusieurs années pour l’étude des moteurs à piston dans l’industrie, mais elle n’est pas la plus appropriée pour étudier des phénomènes locaux et sporadiques comme les combustions anormales qui n’affectent pas le cycle moyen simulé en RANS. Grâce à l’utilisation d’un code compressible LES et au développement d’une version améliorée des modèles ECFM-LES (Extended Coherent Flame Model) et TKI (Tabulated Kinetics of Ignition) qui permet un découplage total entre les taux de réaction liés à la propagation de la flamme et à l’auto-inflammation, ces travaux mettent en évidence pour la première fois la capacité de la LES à décrire le phénomène de cliquetis dans une configuration réaliste d’un moteur à allumage commandé. Contrairement aux études précédentes [S. Fontanesi and S. Paltrinieri and A. D’Adamo and G. Cantore and C. Rutland, SAE Int. J. Fuels Lubr., 2013-01-1082, pp. 98-118][G. Lecocq, S. Richard, J.-B. Michel, L. Vervisch, Proc. Combust. Inst. 33 (2011) 3105-3114], une étude quantitative du cliquetis est réalisée grâce à des post-traitements spécifiques et similaires pour les résultats expérimentaux et numériques. La LES est capable de prédire la variabilité de la pression cylindre, la fréquence mais également l’angle moyen d’apparition de l’auto-inflammation sur un balayage d’avance à l’allumage. Une analyse 3D démontre également que le cliquetis se déclenche à différents endroits, mais principalement dans la moitié de la chambre sous les soupapes d’échappement. De plus, l’intensité du cliquetis est proportionnelle à la masse de gaz frais brûlée en auto-inflammation pour les faibles intensités, alors qu’une croissance beaucoup plus forte est observée pour les intensités les plus élevées. Ceci suggère que des facteurs supplémentaires interviennent comme la localisation du cliquetis ou les interactions entre l’acoustique interne et l’auto-inflammation. L’utilisation d’un code LES compressible permet une visualisation directe de ces interactions mettant en évidence que les faibles intensités sont liées à des auto-inflammations locales sans couplage alors qu’une transition de la déflagration vers la détonation est possible en moteur automobile et correspond aux intensités les plus fortes. / Highly boosted spark ignition engines are more and more attractive for car manufacturers in terms of efficiency and CO2 emissions reduction. However, thermodynamic conditions encountered in these engines promote the occurrence of abnormal combustions like knock or super-knock, which are experimentally difficult to analyze due to the risks of engine damages. The Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) method mainly used in industry for piston engines is not the most appropriate as knock does not always affect the mean cycle captured by RANS. Using an accurate LES compressible code and improved versions of ECFM-LES (Extended Coherent Flame Model) and TKI (Tabulated Kinetics of Ignition) models allowing a full uncoupling of flame propagation and auto-ignition reaction rates, this work demonstrates for the first time that LES is able to describe quantitatively knocking combustion in a realistic downsized SI engine configuration. Contrary to previous studies [S. Fontanesi and S. Paltrinieri and A. D’Adamo and G. Cantore and C. Rutland, SAE Int. J. Fuels Lubr., 2013-01-1082, pp. 98-118][G. Lecocq, S. Richard, J.-B. Michel, L. Vervisch, Proc. Combust. Inst. 33 (2011) 3105-3114], a quantified knock analysis is conducted based on a specific post-processing of both numerical and experimental data. LES is able to predict the in-cylinder pressure variability, the knock occurrence frequency and the mean knock onset crank angle for several spark timings. A 3D analysis also demonstrates that knock occurs at random locations, mainly at the exhaust valves side. Knock intensity is found proportional to the fresh gases mass burned by auto-ignition at low knock intensities, while an exponential increase at the highest intensities suggests the influence of additional factors like the knock location in the cylinder or complex behavior of knocking combustion. A direct LES study of acoustic and autoignition interactions is then achieved. The LES visualizations allows showing that low knock intensities are only linked to local autoignition, but a deflagration to detonation transition occurs in such engine operating conditions and is responsible for the highest knock intensities.

Results of recent studies indicate that dendritic cells are capable of transporting commensal intestinal bacteria into the mammary glands, which ultimately leads to their occurrence in breast milk. We have therefore decided to evaluate the phenotype of immunologically relevant antigen presenting cells (APCs) present in the mammary glands and the small intestine, respectively and perform a comparison study. We also studied plasticity of these populations during lactation. In situ immunodetection and flow cytometry methods were used to determine phenotype. We succeeded in optimising the methods for preparation of samples for flow cytometry and microscopy. We thoroughly tested protocols for 3D visualisation of APC populations and quantitative image analysis for correlation with flow cytometry, further optimization is nevertheless needed. We found out that during lactation large numbers of MHC II+ cells cluster around the alveoli and milk ducts. These cells are of a distinctly dendritic shape and their phenotype does not correspond to the APCs in the surrounding tissue. A pronounced increase of APC cells in the mammary glands between the fourth and sixth days of lactation was observed, with the majority of these cells expressing the CD103 antigen typical for cell populations of immune cells of the...

Meine Arbeit umfasst zwei Teile: (1) die Erstellung von knock-out Mäusen für Erp28, ein Gen, welches für ein Chaperone des Endoplasmatischen Reticulums kodiert, (2) die strukturelle und funktionelle Analyse von Wind, das ERp28-Homolog von Drosophila. Um eine ERp28 Knock-out Maus zu erstellen, musste zuerst die Genstruktur (Exonverteilung) von ERp28 etabliert werden. Danach wurde eine genomische Bibliothek von Mäusen mit 32P-markierten cDNA-Fragmenten gescreent, und zwei positive Klone, die den Genlokus von ERp28 enthalten, isoliert. Eine Restriktions karte vom Genlokus wurde erstellt. Das Gen für ERp28 hat eine einfache Struktur mit nur drei Exons. Das erste Exon enthält das Start codon ATG und das dritte das Stopcodon TGA. Fast die gesamte D-Domäne, die einzigartig für die Unterfamilie von PDI-D Proteinen ist, wird vom dritten Exon kodiert. Bei der RT-PCR für die Klonierung der cDNA von ERp78, habe ich möglicherweise eine alternative splice form von ERp28 entdeckt, in welcher das zweite Exon ausgeschnitten ist. Diese cDNA konnte auch bei Mensch und Ratte gefunden werden, nicht aber bei Drosophila, was auf eine limitierte Verbreitung bei verschiedenen Species hindeutet. Weitere Studien müssen aber gemacht werden, um die Existenz dieser alternativen splice Form zu bestätigen und zu charakterisieren. Auf der Basis der Genstruktur und des Restriktionsverdaus des ERp28- Locus, wurde ein knock-out (KO) Vektor erstellt und in ES-Zellen transfiziert. Drei positive Rekombinanten wurden durch Selektion mit Antibiotika und PCR-Screening erhalten. Chimere Mäuse wurden nach Microinjektion von zwei dieser 3 Klone in Mausblastocysten generiert. Heterozygote Mäuse wurden dann durch Paarung von männliche Chimeren und weiblichen C57BL6N Wildtypmäusen erstellt.Homozygoten wurden dann durch erneute Kreuzung von Heterozygoten erstellt. Durch Genotypiserung in PCR-Analysen und/oder Southern Blot wurden Chimeren, Heterozygoten und Homozygoten charakterisiert. Zur Zeit habe ich auch keinen auffälligen Phenotyp von -/- Homozygoten entdeckt. Deswegen werden, um die Funktion von ERp28 zu klären, detailierte Analysen gemacht. Immunologische Studien zeigen, dass obwohl ERp28 in verschieden Geweben und Organen exprimiert wird, es in E12 embryos in einigen spezifischen Geweben und Zellen relativ stärkes exprimiert wird, zum Beispiel in Glialzellen im Gehirn, im plexüs choreoideüs der weiterer Ventrikel und im Heren. Diese Beobachtungen stellen wichtige Informationen für eine genaüere phänotypische Analyse dar.Im 2. Teil meiner Arbeit sollte das PDI-Dß-Protein Wind kristallisiert werden. Da eine Kristallisation von Erp28 bisher nicht möglich war, konzentrierte ich mich auf sein Homolog Wind. Wind spielt eine wichtige Rolle in der Dorsoventral-Entwicklung in Drosophila Embryonen. Kürzlich wurde gezeigt, dass es für die richtige Lokalisation von Pipe, einem Schlüsselfaktor in der Dorsoventral-Entwicklung, essentiell ist. Die Kristallisation dieses Proteins wurde in Zusammenarbeit mit der Abteilung für Strukturchemie der Universität Göttingen ( Prof. Dr. Sheldrick) durchgeführt. Das Wind-Protein konnte bei einer Auflösung von 1,9 Ả kristallisiert werden. Wie sich zeigte, liegt es als Homodimer vor. Jedes Monomer besteht aus 2 unterschiedlichen Domänen: einer N-terminalen Domäne mit Ähnlichkeit zu Thioredoxin und einer C-terminal gelegenen D-Domäne. Das Dimer wird allein durch die Beteiligung der Thioredoxin-ähnlichen Domäne gebildet. In der N-terminalen Domäne liegt ein charakteristisches Strukturelement vor bestehend aus ßaßaßaßßa, welches dem Thioredoxinfold zugeordnet wird. Die D-Domäne hingegen besteht nur aus 5 a-Helices. Durch die Homodimerisierung entsteht ein tiefer, negativ geladener Dimerspalt, in welchem kleiner Peptide gebunden werden könnten. Auf der Oberfläche von Wind gibt es konservierte Aminosäuren. Ergebnisse aus Strukturanalyse, biochemischen Experimenten sowie Mutagenesestudien lassen auf eine mögliche Substrat-Bindestelle um Y55 in der Thioredoxin-Domäne herum schliessen, (Ma et al., 2003).Durch Insulin Reduktionsexperimente und Mutagenese konnten wir zeigen, dass das vorhandene CTGC-Motiv in der N-terminalen Domäne von Wind redox-inaktiv und nicht für den Transport von Pipe vom ER zum Golgi erforderlich ist. Daraus kann man folgern, dass es sich bei Wind um ein redox-unabhängiges Chaperon/ Escortprotein handelt. Weiterhin konnten wir zeigen, dass obwohl die b- und die D-Domäne für die Funktion von Wind wichtig sind die D-Domäne von Wind durch die seines Maus-Homologs Erp28 ersetzt werden konnte, ohne den Transport von Pipe zu beeinflussen. Dieses lässt auf eine ähnliche oder sogar gleiche Funktion der D-Domäne schliessen.Die Ergebnisse aus den Wind-Studien gaben wichtige Informationen zur Funktion von Erp28. Weiterhin sei betont, dass es sich bei der Kristallisierung von Wind um die erste Kristallstruktur eines PDI-verwandten Proteins im ER handelt. Die Struktur und die mögliche Substrat-Bindestelle, die in dieser Arbeit aufgeklärt wurden, können wichtige Hinweise geben für die Funktionen anderer PDI-Proteine.

Nos travaux visaient à réaliser un « modèle rongeur » (souris C57Bl/6) de l’altération de la mémoire de travail (MDT) lors du vieillissement, et comparer le potentiel promnésiant de divers composés pharmacologiques. Nous montrons que des souris âgées (18-19 mois) présentent une sensibilité accrue aux interférences proactives délai-dépendantes dans une épreuve d’alternance spontanée par rapport à des souris jeunes (4-5 mois). Une étude immunohistochimique centrée sur l’activité CREB révèle que les souris âgées présentent une suractivation du cortex préfrontal (CPF) inversement corrélée aux performances. La relation entre le déficit cognitif et la suractivation du CPF est confortée par la restauration des performances suite à l’injection dans le CPF d’un inhibiteur de la kinase activatrice de CREB.L’administration de composés cholinergiques permet de restaurer les capacités mnésiques des souris âgées par des mécanismes bien dissociés. Le donepezil, inhibiteur de l’acétylcholinestérase, augmente l’activation de l’hippocampe, alors que le S 38232, un agoniste des récepteurs nicotiniques α4β2, agit en supprimant la suractivation préfrontale. Finalement, l’utilisation de souris invalidées génétiquement pour la sous-unité β2 révèle des mécanismes de régulation complexes au sein du système cholinergique.Nos travaux démontrent la validité de notre modèle pour l’étude des troubles de la MDT induits par le vieillissement. De plus, ils confortent des études récentes chez l’Homme indiquant un lien important entre la suractivation du CPF et le déclin cognitif lié à l’âge. Au regard de l’effet du S 38232 qui, en diminuant la suractivation préfrontale, permet de restaurer les performances de MDT, le récepteur nicotinique α4β2 apparaît comme une cible potentielle pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. / The aim of this study was to realise a “rodent model” (C57Bl/6 mice) of age-related working memory (WM) impairments, and to evaluate the procognitive impact of several pharmacological compounds. We show that compared to young adult mice (4-5 months), aged mice (18-19 months) exhibit an exaggerated vulnerability to delay-dependant interference in a sequential spontaneous alternation task. CREB activity assessed by immunohistochemistry demonstrates that aged mice show an over-activation of the prefrontal cortex (PFC) negatively correlated with behavioural performance. Infusion of an inhibitor of CREB activation into the PFC restores WM performance in aged mice. Both results highlight the link between the PFC over-activation and the age-related cognitive deficit.Pharmacological study reveals that cholinergic compounds restore cognitive performance of aged mice and act differently on brain structures sustaining WM. On one hand, donepezil – an inhibitor of acetylcholinesterase – increases CREB activation of the hippocampus. On the other hand, S 38232 – an agonist of α4β2 nicotinic receptors – decreases the CREB age-induced over-activation of the PFC. Finally, using β2 knock-out mice, we show that the regulation of the cholinergic system is submitted to complex mechanisms.Overall, our experimental set up demonstrates that spontaneous alternation is a valuable model for studying age-related WM impairments. In accordance with human’s findings, our results highlight the link between prefrontal over-activation and the cognitive decline occurring during ageing. Considering that S 38232, by decreasing the CPF over-activation, alleviates the WM deficit observed in aged mice, the α4β2 nicotinic receptor appears to be an efficient target for new therapeutic strategies.

The aim of the diploma thesis is portfolio optimalization of middle-sized investor. His assets are placed into repo and shares. Shares are selected from the range of blue chips in czech and german stock market, that means from securities contained in PX index and DAX index. This selection is based on fundamental and technical analysis. The portfolio in foreign currency is hedge against downtrend of exchange rate by knock-out product. The final part of the thesis belongs to appreciation of assembled portfolio.

Atherosklerotisch bedingte Herz-Kreislauferkrankungen zählen weltweit zu den häufigsten Todesursachen. Die vorliegende Arbeit befasst sich in einem Mausmodell mit der Identifikation neuer Genorte, welche die Ausprägung der Atherosklerose und deren Kofaktoren beeinflussen. Zu diesem Zweck wurde eine Kopplungsuntersuchung in einer Kreuzung Atherosklerose-empfindlicher C57BL/6 und BALB/c Mäuse auf dem LDL-Rezeptor defizienten Hintergrund durchgeführt. Außer der Größe der atherosklerotischen Läsionen wurden 61 weitere Phänotypen bestimmt. Als Hauptergebnis konnte ein neuer Genlocus auf dem proximalen Chromosom 2 identifiziert werden, welcher einen Einfluss auf die Größe der atherosklerotischen Läsionen an der Aortenwurzel hat. Des Weiteren zeigte sich eine Co-Segregation von Lipoproteinen (Very-Low-Density Lipoprotein (VLDL) Cholesterin und High-Density Lipoprotein (HDL) Cholesterin mit diesem Locus sowie eine Korrelation dieser Lipide mit der Läsionsgrösse. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Effekt des Chromosom 2 Lokus auf die Atherosklerose durch genetische Faktoren des Fettstoffwechsels bedingt ist. Weitere Experimente sind notwendig um den QTL weiter einzuengen und die verantwortlichen Gene zu identifizieren.

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