Molekulare Mechanismen der Spindel-Kontrollpunkt-Inhibierung und der chromosomalen Instabilität

Während der Mitose werden die Schwesterchromatiden gleichmäßig auf zwei Tochterzellen verteilt, was für den Erhalt einer Euploidie essentiell ist. Eine chromosomale Instabilität, die fortwährende Fehlverteilung von Chromosomen, als Grundlage der Aneuploidie, ist jedoch ein Hauptkennzeichen von Tumorzellen. Dies deutet auf häufige Tumor-assoziierte Defekte in der Mitose hin. In der Tat wurde gezeigt,dass eine chromosomale Instabilität direkt zur Tumorgenese beitragen kann. Es ist dahervon größter Bedeutung, die molekularen Mechanismen der chromosomalen Instabilität zu verstehen und die Gene zu identifizieren, deren Veränderung zu einer aberranten Progression der Mitose beitragen. In unserer Arbeitsgruppe wurde CHK2 als ein Tumorsuppressorgen identifiziert, das für den Erhalt einer chromosomalen Stabilität essentiell ist und in meiner Arbeit habe ich eine neue mitotische Funktion von Chk2 charakterisiert. Die Chk2 Kinase, der zuvor eine Funktion im DNA-Beschädigungs-Signalweg zugeschrieben wurde, wird nicht nur nach einer DNA-Beschädigung, sondern auch während der Mitose aktiviert. Ich konnte zeigen, dass Chk2 für die normale Progression der Mitose und für die ordnungsgemäße Ausbildung einer mitotischen Spindel erforderlich ist. Eine Minderexpression oder der Verlust der Kinasefunktion von CHK2 führen zu Defekten in der Spindelstruktur, welche mit einer zeitlichen Verzögerung in der Prometaphase assoziiert sind. In Folge dieser transienten Spindeldefekte wird die Ausbildung von isolierten, sogenannten „lagging“ Chromosomen in der Anaphase, die nicht ordnungsgemäß auf die Tochterzellen segregiert werden können, gefördert. Sowohl das Auftreten dieser isolierten Chromosomen als auch die chromosomale Instabilität konnte durch eine ektopische Expression von MCAK, einer Mikrotubuli-Depolymerase, die eine zentrale Funktion bei der Korrektur fehlerhafter Anheftungen von Chromosomen an die mitotische Spindel erfüllt, unterdrückt werden. Bemerkenswerterweise werden diese nicht korrekt an die mitotische Spindel angehefteten Chromosomen, die durch den Verlust von CHK2 induziert werden, nicht von einem mitotischen Kontrollmechanismus, dem sogenannten Spindel-Kontrollpunkt, erkannt und tragen damit direkt zur Ausbildung der Aneuploidie bei. Meine Ergebnisse zeigen, dass Chk2 überraschenderweise eine zentrale Funktion bei der Ausbildung der mitotischen Spindel erfüllt, die eine Voraussetzung für die ordnungsgemäße Anheftung der Chromosomen und für den Erhalt der chromosomalen Stabilität darstellt. Somit könnte diese neue mitotische Funktion von Chk2 zu dessen Tumorsuppressor-Funktion beitragen, die bislang wenig verstanden ist. Neben ihrer fundamentalen Rolle für den Erhalt einer chromosomalen Stabilität stellt die Mitose eine wichtige Zielstruktur für die anti-Tumor Therapie dar. Anti-mitotisch wirksame Chemotherapeutika wie das Taxol und verschiedene Vinca-Alkaloide, die seit langem in der Klinik eingesetzt werden, binden an Mikrotubuli und hemmen die Spindeldynamik. Dies führt zu einer gestörten Chromosomen-Aufreihung, die der Spindel-Kontrollpunkt detektiert und in Folge die weitere mitotische Progression hemmt. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass der Spindel-Kontrollpunkt nicht nur eine zentrale Rolle zur Vermittlung des mitotischen Arrests, sondern auch für die Chemotherapie-aktivierte Apoptose spielt. Da Krebszellen häufig Fehlfunktionen des Spindel-Kontrollpunktes aufweisen, können diese somit sowohl zu Chromosomen- Fehlverteilungen als auch zu Chemotherapie-Resistenzen führen. Um solche Therapieresistenten Tumorzellen anzugreifen, könnte die in verschiedenen Maus- und Zellkulturmodellen gezeigte Essentialität des mitotischen Spindel-Kontrollpunktes als Grundlage eines neuen Therapiekonzeptes genutzt werden. Dabei könnte der Signalweg des Spindel-Kontrollpunktes direkt als Zielstruktur für die Tumor Therapie dienen. Unsere Arbeitsgruppe hat die Indolokarbazol-Verbindung Gö6976 als einen Inhibitor des Spindel-Kontrollpunktes identifiziert, der Apoptose in Tumorzellen induziert. In meiner Arbeit habe ich diesen pharmakologischen Inhibitor des Spindel-Kontrollpunktes charakterisiert. Dabei habe ich gezeigt, dass Gö6976 in vitro und in vivo die mitotischen Kinasen Aurora A und Aurora B hemmt. Die Hemmung von Aurora A durch Gö6976 verursacht dabei Defekte im Spindelaufbau und der Chromosomen-Aufreihung während die gleichzeitige Hemmung von Aurora B zu einer Aufhebung der Spindel-Kontrollpunk-Funktion führt, was schließlich den mitotischen Austritt der beschädigten Zelle bewirkt. Diese duale Hemmung zweier mitotischer Kinasen, die am Spindel-Kontrollpunkt beteiligt sind, führt letztendlich zu einer effizienten und Tumor-selektiven Induktion von Apoptose und dies erfolgt unabhängig von der Spindel-Kontrollpunkt-Aktivität. Daraus ergibt sich ein neues, vielversprechendes Therapie-Konzept, in dem der mitotische Spindel-Kontrollpunkt und seine assoziierten mitotischen Kinasen als neue Zielstruktur genutzt werden und in dem Resistenz-Mechanismen vermieden werden, die sich aufgrund von Fehlfunktionen des Spindel-Kontrollpunktes ergeben

Experimental investigation of forces along anchors subjected to dynamic loading under tension and compression in field tests

Full-scale field tests of dynamic rockfall have been performed on a flexible SPIDER Avalanche System to study the dynamic force distribution along the foundations under dynamic loading. Therefore, an anchor to measure dynamic tensile forces and a pile to measure dynamic compressive forces were each equipped with strain gauges. Furthermore, a static pull loading test with load steps of one-minute duration was performed on the anchor to highlight the difference between dynamic and static loading. Effective kinetic energies applied on the net of the SPIDER Avalanche System range from 25 to 492 kJ with impact velocities between 17 and 25 m/s. The results show that the dynamic forces close to the pile- and anchor head are higher and that they are decreasing with increasing distance of pile and anchor. However, the dynamic tensile force distribution is non-linear over the length of the anchor, whereas the dynamic compressive force distribution is linear along the pile length. The comparison of static and dynamic tensile forces shows that dynamic tensile forces are depleted within a shorter distance of the anchor compared to the static tensile forces. Dynamic tensile forces present 25% less in value than the static tensile forces

Consumer concerns regarding additional ethical attributes of organic food

In a world where more and more organic products are mass produced, and where most consumers have little – if any – contact with the organic farmers who have produced their food, many people feel that the underlying principles of the organic movement are coming under threat. According to our research consumers are mostly interested in additional ethical attributes like “higher animal welfare standards”, “regional/local production” and “fair producer prices” and they are willing to pay more for organic products which are produced following these higher standards. This gives producers the opportunity to differentiate their products in the organic market. When communicating these additional ethical attributes of organic food producers must take care to use a wording in accordance with their customers‟ comprehension in order to build up and sustain a trustful producer-consumer-relationship

Farmer Consumer Partnerships - How to successfully communicate the values of organic food

As the popularity of organic food increases, many organic businesses are facing ever greater competition in the marketplace. And in a world where more and more organic products are mass produced, and where most consumers have little - if any - contact with the organic farmers who have produced their food, many people feel that the underlying principles of the organic movement are coming under increasing threat. Yet research shows that there is growing interest among today's consumers in the wider ethical principles which underpin organic agriculture. They want fairer working conditions; they want to support disadvantaged societal groups, higher standards of animal welfare, and the preservation of tradition and landscapes through their purchasing decisions - and they are willing to pay more for products which support this 'added value'. This booklet provides farmers and processors with practical advice and case studies on how to target their marketing strategies to the growing number of 'ethical consumers', and how to improve their communication with their customers. This publication summarises the main results of the CORE Organic project 'Farmer Consumer Partnerships'. The research project aimed to determine how the commitment of organic farmers to ethical values can be communicated to customers in order to strengthen the companies positioning in the market

Landwirte-Verbraucher-Partnerschaften – Erfolgreiche Kommunikation von Werten ökologischer Lebensmittel.

Durch die zunehmende Beliebtheit ökologischer Lebensmittel bei Verbrauchern steigt auch das Angebot und der Wettbewerb zwischen ökologischen Erzeugern nimmt zu. Viele Produkte werden mittlerweile unter Bedingungen erzeugt, die zwar gerade noch den Minimalanforderungen der EU-Öko-Verordnung an die Produktion entsprechen, in denen aber die ursprünglichen Werte der ökologischen Bewegung kaum noch beachtet werden. In jüngster Zeit gibt es aber auch eine wachsende Gruppe von Konsumenten, die sich eine Orientierung des Öko-Landbaus an diesen weitergehenden „ethischen“ Kriterien, wie fairen Arbeitsbedingungen, der Integration von benachteiligten Menschen, besonders artgerechter Tierhaltung oder die Erhaltung von bäuerlichen Traditionen und den regionaltypischen Landschaften wünscht und durchaus bereit ist für diese „Mehr-Werte“ zu zahlen. Dieses Handbuch gibt Landwirten und Verarbeitern Hinweise, wie sie ihre Marketingstrategie auf den „ethischen Konsumenten“ abstimmen und ihre Kommunikation in diesem Bereich mit den Kunden verbessern können. Diese Veröffentlichung fasst die wichtigsten Ergebnisse des CORE Organic Projekts "Farmer Consumer Partnerships" zusammen. Ziel des Projekts war es zu untersuchen, wie das soziale und ökologische Engagement landwirtschaftlicher Unternehmen, das über die Anforderungen der EU-Öko-Verordnung hinausgeht, erfolgreich an Verbraucher kommuniziert werden kann

Alleanze tra Agricoltori e Consumatori – Come comunicare con successo il valore degli alimenti biologici ai consumatori Manuale pratico

Il risultato principale della nostra ricerca ha confermato che la comunicazione degli attributi etici addizionali offre a molte aziende biologiche una reale opportunità di differenziazione dei propri prodotti nel più vasto mercato biologico. Molti consumatori e produttori sono d’accordo sul fatto che la produzione biologica in conformità al regolamento UE sull’agricoltura biologica (834/2007) non rappresenta la ‘fase finale’ in riferimento a una produzione alimentare sostenibile ed etica. Un numero crescente di consumatori acquista prodotti che siano realizzati secondo standard ‘etici’ non attualmente ricompresi nelle norme previste dal regolamento UE sull’agricoltura biologica o che – in ogni caso – vanno al di là degli standard minimi ivi previsti. Servendoci di strumenti informatici, abbiamo testato 14 argomenti etici addizionali su circa 1.200 consumatori di cinque paesi Europei: gli attributi etici risultati i più importanti sono stati la ‘produzione regionale/locale’, il ‘benessere animale’, e il ‘prezzo equo per gli agricoltori’, mentre sono risultati meno rilevanti le questioni riguardanti l’’agricoltura sociale’, la ‘tutela della biodiversità’, la ‘considerazione degli aspetti culturali nella produzione’ e gli ‘aspetti sociali della produzione’ (come le condizioni di lavoro)

Monitoring of Gene Expression in Bacteria during Infections Using an Adaptable Set of Bioluminescent, Fluorescent and Colorigenic Fusion Vectors

A family of versatile promoter-probe plasmids for gene expression analysis was developed based on a modular expression plasmid system (pZ). The vectors contain different replicons with exchangeable antibiotic cassettes to allow compatibility and expression analysis on a low-, midi- and high-copy number basis. Suicide vector variants also permit chromosomal integration of the reporter fusion and stable vector derivatives can be used for in vivo or in situ expression studies under non-selective conditions. Transcriptional and translational fusions to the reporter genes gfpmut3.1, amCyan, dsRed2, luxCDABE, phoA or lacZ can be constructed, and presence of identical multiple cloning sites in the vector system facilitates the interchange of promoters or reporter genes between the plasmids of the series. The promoter of the constitutively expressed gapA gene of Escherichia coli was included to obtain fluorescent and bioluminescent expression constructs. A combination of the plasmids allows simultaneous detection and gene expression analysis in individual bacteria, e.g. in bacterial communities or during mouse infections. To test our vector system, we analyzed and quantified expression of Yersinia pseudotuberculosis virulence genes under laboratory conditions, in association with cells and during the infection process

Autophagy in major human diseases

Abstract: Autophagy is a core molecular pathway for the preservation of cellular and organismal homeostasis. Pharmacological and genetic interventions impairing autophagy responses promote or aggravate disease in a plethora of experimental models. Consistently, mutations in autophagy‐related processes cause severe human pathologies. Here, we review and discuss preclinical data linking autophagy dysfunction to the pathogenesis of major human disorders including cancer as well as cardiovascular, neurodegenerative, metabolic, pulmonary, renal, infectious, musculoskeletal, and ocular disorders