Universiẗat, Diss., 2007--Frankfurt (Main).

Thesis (doctoral)--Köln, 1987.

Thesis (doctoral)--Tübingen, 1982.

Universiẗat, Diss., 2003--Jena.

Berlin, Humboldt-Universität, Thesis (doctoral), 2000.

Thèse no 697 sciences EPF Lausanne.

Universiẗat, Diss., 2007--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2006.

Hanseniaspora uvarum ist eine endogen auf Trauben vorkommende Weinhefe, die sich durch die Produktion eines breiten Spektrums an Aromastoffen als vielversprechend für einen gemeinsamen industriellen Einsatz mit Saccharomyces cerevisiae-Reinzuchtkulturen in der Weinbereitung darstellt. Voraussetzung dafür wäre die Unterbindung erhöhter Produktionen von Acetat, Acetoin und Ethylacetat, wodurch diese Hefe lange Zeit als schädlich für die Weinqualität betrachtet wurde. Auch eine Verbesserung der Gärfähigkeit und eine Erhöhung der Alkoholproduktion wären ein wünschenswertes Ziel. So wurden in dieser Arbeit grundlegende genetische und physiologische Untersuchungen durchgeführt. Zunächst wurde eine günstige „Fingerprint“-Methode zur schnellen und eindeutigen Identifizierung des H. uvarum-Typstamms gegenüber anderen Stämmen dieser Spezies entwickelt, was für einen Einsatz in der Weinindustrie Voraussetzung wäre. Über karyotypische Analysen (FIGE) in Kombination mit Southernblot- und Syntenieanalysen wurden sieben Chromosomen im Genom von H. uvarum, Chr I - VII, mit Größen zwischen 0,67 - 1,77 Mb identifiziert. Dabei konnten abhängig vom Chromosom 58 - 97 % den erstellten DNA-Sequenzen zugeordnet werden. Die Genomsequenzdaten von H. uvarum konnten über eine Zusammenführung mit Daten einer Sequenzierung der dritten Generation (PacBio RS), die als sogenannte „Scaffolds“ dienten, in einer Hybridassemblierung qualitativ deutlich verbessert werden. Dabei stieg der N50-Wert deutlich von bisher 121 kb auf 227 kb, so repräsentieren nur noch wenige Contigs die Hälfte der gesamten Sequenzdaten. In einer nachfolgenden automatisierten Annotierung, die anstelle von Transkriptomdaten Syntenie-Informationen anderer Hefen nutzte („YGAP“), wurden 3.169 von 4.348 offenen Leserastern (ORFs) bekannten Genfunktionen zugeordnet. Darunter befinden sich die kodierenden Gene aller am Gärungsstoffwechsel beteiligten Enzyme, die eine geringere Redundanz als in Saccharomyces cerevisiae zeigen, als auch eine Vielzahl von Genen, die wahrscheinlich an der Bildung bedeutender Aromastoffe involviert sind. Die spezifischen Aktivitäten der an der alkoholischen Gärung beteiligten Enzyme zeigen vergleichbare Werte zwischen H. uvarum und S. cerevisiae. Auffallend ist aber eine drastisch erniedrigte spezifische Aktivität der Pyruvatkinase in H. uvarum, die nach heterologer Expression in S. cerevisiae wahrscheinlich eine geringere katalytische Eigenschaft des Enzyms darstellt. Da es sich hier um eine Schlüsselreaktion der Glykolyse handelt, könnte dies das geringere Gärvermögen von H. uvarum erklären. Einige hier identifizierte (und analysierte) Gene stellen mögliche Ziele zukünftiger genetischer Manipulationen dar, die über sogenanntes „metabolisches Design“ eine kontrollierte Aromabildung durch H. uvarum erlauben könnten. Mit der Erzeugung von ura3-Mutanten wurde ein erster Grundstein zur Selektion neu eingebrachter DNA gelegt. Schließlich war es möglich H. uvarum einem genaueren phylogenetischen Ursprung, nach Entstehung von Zygosaccharomyces rouxii und kurz vor der Genomduplikation, zuzuordnen.

Hintergrund: Ausgangspunkt für diese Arbeit sind korrelative Befunde, die das Bestehen eines Zusammenhangs zwischen einer negativen Emotionalität und der Verschlimmerung einer Schmerzproblematik nahe legen. Die motivationale Priming-Hypothese von Lang bietet einen theoretischen Rahmen zur Erklärung der Wirkung von Emotionen auf die Schmerzwahrnehmung. Allerdings wurden die Vorhersagen dieser Theorie bisher hauptsächlich für den Schreckreflex untersucht und müssen für die Schmerzreizverarbeitung noch validiert werden. Bis heute ist es außerdem eine offene Frage, welche Rolle Aufmerksamkeitsprozesse bei der affektiven Schmerzmodulation spielen. Experiment 1. Fragestellung war, ob die motivationale Priming-Hypothese auch für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Schmerzreizen gültig ist. Methode: 30 Probanden erhielten schmerzhafte und nicht schmerzhafte elektrische Reize, während sie positive, neutrale und negative Bilder betrachteten. Zur Erfassung der Schmerzwahrnehmung wurden Schmerzintensitätsratings erhoben und zur Messung der kortikalen Schmerzreizverarbeitung wurden somatosensorisch evozierte Potentiale (SEPs) aufgezeichnet. Ergebnisse: Die Valenz der Bilder beeinflusst die Intensitätsratings und die N150 Amplituden mit höheren Ratings und N150 Amplituden bei negativen als bei positiven Bildern. Dagegen wurde die Amplitude der P260 durch das Arousal der Bilder moduliert mit höheren Amplituden bei neutralen als bei erregenden Hintergrundbildern. Interpretation: Die Vorhersagen der motivationalen Priming-Hypothese scheinen auch für die Verarbeitung und Wahrnehmung von Schmerzreizen valide zu sein. Während die Modulation der N150 Amplitude eine affektive Schmerzmodulation zu reflektieren scheint, ist die Arousalmodulation der P260 vermutlich auf schmerzunspezifische Aufmerksamkeitsprozesse zurückzuführen. Experiment 2. Fragestellung war, ob die affektive Schmerzmodulation von Aufmerksamkeitsprozessen unabhängig ist und ob unterschiedliche neuronale Mechanismen der aufmerksamkeitsbasierten und der affektiven Schmerzmodulation zugrunde liegen. Methoden: 30 Probanden sahen positive, neutrale und negative Bilder, während sie schmerzhafte und nicht schmerzhafte elektrische Reize erhielten. Zur Aufmerksamkeitsmanipulation wurden die Probanden vor jeder Bildpräsentation instruiert, sich auf die Bilder, auf die Intensität oder auf die Unangenehmheit des elektrischen Reizes zu konzentrieren. Zur Schmerzevaluation wurden affektive und sensorische Schmerzratings und SEPs erhoben. Die neuronalen Quellen der N150 und P260 Komponenten wurden mit Hilfe einer LORETA-Analyse bestimmt. Ergebnisse: Die Aufmerksamkeitsmanipulation beeinflusste die sensorischen Schmerzratings: Die Ratings waren am höchsten, wenn die Aufmerksamkeit auf die Reizintensität gerichtet war. Die Affektinduktion wirkte sich hauptsächlich auf die affektiven Schmerzratings aus mit höheren Ratings bei negativen als bei positiven Bildern. N150 Amplituden wurden durch die Valenz der affektiven Bilder moduliert mit höheren Amplituden bei negativen als bei positiven Bildern. Die Aufmerksamkeitsmanipulation hatte keinen Effekt auf die N150 Amplituden. P260 Amplituden wurden durch das Arousal der Bilder moduliert mit höheren Amplituden bei neutralen als bei erregenden Bildern. Außerdem waren die P260 Amplituden am höchsten bei einem Aufmerksamkeitsfokus auf die Reizintensität. Die LORETA-Analyse erbrachte für die N150 bei schmerzhaften im Vergleich zu nicht schmerzhaften Reizen eine maximale Aktivierung im ACC und im Präcuneus und für die P260 im superioren und medialen frontalen Gyrus und im ACC. Diskussion: Beide Experimente unterstützen die motivationale Priming-Hypothese für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Schmerzreizen. Dies zeigt sich in einer affektiven Modulation der sensorischen und affektiven Schmerzratings und der N150 Amplituden. Die Befunde des zweiten Experiments deuten außerdem darauf hin, dass die Wirkungen von Emotionen und Aufmerksamkeit auf die Schmerzwahrnehmung weitestgehend unabhängig voneinander sind: Aufmerksamkeitsmanipulationen wirken sich nur auf die sensorische Schmerzkomponente aus und Affektmanipulationen modulieren hauptsächlich die affektive Schmerzkomponente. Der affektiven und der aufmerksamkeitsbasierten Schmerzmodulation scheinen unterschiedliche neuronale Mechanismen zugrunde zu liegen: Die LORETA-Analyse erbrachte verschiedene neuronale Generatoren für die N150 und die P260 und die Wirkung von Aufmerksamkeit und Emotion dissoziiert für diese beiden Komponenten: die Modulation der N150 reflektiert eine affektive Schmerzmodulation und die Modulation der P260 reflektiert Aufmerksamkeitsprozesse. / Background: The starting point for the present dissertation were correlative studies indicating that negative emotional states increase the frequency and magnitude of pain experience. The motivational priming hypothesis offers a theoretical framework to explain the effects of emotion on pain. The predictions of this theory have been extensively investigated for acoustic startle stimuli, but up to now, an evaluation of the motivational priming hypothesis for pain perception and processing is lacking. Furthermore, the role of attention for affective pain modulation is still a matter of debate. Experiment 1. The aim of the first experiment was to evaluate the motivational priming hypothesis for pain perception and processing. Methods: 30 participants viewed positive, neutral and negative pictures, while painful and nonpainful electrical stimuli were applied. Intensity ratings and somatosensory evoked potentials (SEPs) in response to the electrical stimuli were recorded. Results: Picture valence affected pain ratings and N150 amplitudes elicited by painful stimuli with lowest amplitudes for positive pictures and highest amplitudes for negative pictures. The P260 elicited by painful and non-painful stimuli was modulated by arousal with reduced amplitudes with arousing (positive or negative) compared to neutral pictures. Interpretation: N150 amplitudes varying with picture valence seem to reflect an affective modulation of pain perception while P260 amplitudes varying with picture arousal rather reflect non pain-specific attentional processes. Experiment 2: The aim of the second experiment was to disentangle the effects of attention and emotion on pain perception and to investigate if emotion and attention affect pain perception via the same or at least partially different neural mechanisms. Methods: Painful and nonpainful electrical stimuli were applied while 30 participants viewed positive, neutral and negative pictures. Attentional manipulation was realized by presenting a prompt before picture onset to focus attention on the pictures or on the intensity or on the unpleasantness of the electrical stimuli. Pain assessment included sensory and affective pain ratings and SEPs. The neural sources of N150 and P260 SEP components were analyzed using LORETA source localization. Results: Attention modulated sensory pain ratings with highest ratings when attention was focused on the stimulus intensity. Affect influenced sensory and affective pain ratings with higher ratings during negative than during positive pictures. The amplitudes of the N150 and the P260 were modulated by picture valence and picture arousal, respectively. Furthermore, P260 amplitudes were modulated by attention with highest amplitudes when attention was focused on the intensity of the stimuli. The LORETA analysis revealed different neural generators for the N150 and the P260 for the contrast painful vs. nonpainful stimuli: For the N150, significantly higher brain electrical activity was found in the ACC and in the precuneus. The P260 was localized in the superior and in the medial frontal gyrus as well as in the ACC. Discussion: Both experiments support and extend the motivational priming hypothesis to the perception and processing of painful stimuli as indicated by an affective modulation of pain ratings and of N150 amplitudes. Furthermore, the findings of the second experiment suggest that the effects of emotion and attention on pain are independent: Attentional manipulations affect only sensory pain ratings whereas affect induction primarily modulates affective pain ratings. In addition, emotional and attentional effects on pain seem to invoke at least partially different neural modulatory circuits: The LORETA analysis revealed different neural sources for the N150 and the P260 components, and emotion and attention have distinct effects on these components: Whereas the modulation of N150 amplitudes reflects an affective pain modulation, the modulation of P260 amplitudes is due to attentional processes.

Zugl.: Berlin, Humboldt-Univ., Diss., 2006