Solvatisierte Elektronen zum Abtasten der elektronischen Struktur von flüssigem Ammoniak

Die Photolyse von reinem flüssigen Ammoniak mit ultraviolettem (UV) Laserlicht erzeugt solvatisierte Elektronen. Ist ein Elektron innerhalb einer Flüssigkeit an kein Atom gebunden, aber dennoch vom Solvens eingebettet, bezeichnet man es als gelöstes bzw. solvatisiertes Elektron. Zudem lässt es sich als die einfachste Form eines geladenen und radikalischen Teilchens auffassen: Es ist hochreaktiv und extrem kurzlebig, wobei Lebensdauern photolytisch erzeugter gelöster Elektronen von wenigen Pikosekunden berichtet wurden. Zur Beobachtung solvatisierter Elektronen in der Flüssigkeit auf solch kurzen Zeitskalen bedient man sich der Methodik der Anregungs-Abfrage-Spektroskopie (englisch: pump-probe spectroscopy). Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein entsprechendes Spektrometer mit durchstimmbarer UV-Anregung und Infrarot-Abfrage aufgebaut, das eine Zeitauflösung von etwa hundert Femtosekunden besitzt. Die durchstimmbare UV-Anregung ermöglichte dabei die photolytische Erzeugung gelöster Elektronen durch Zwei-Photonen-Anregung in reinem Ammoniak bei einer Vielzahl von Anregungswellenlängen und entsprechenden Anregungsenergien. Durch eine Erhöhung der Anregungsenergie kann der Anteil langlebiger solvatisierter Elektronen vergrößert werden. Die Bestimmung des Anteils langlebiger gelöster Elektronen in Abhängigkeit der Anregungsenergie kommt dabei einem Abtasten der elektronischen Struktur des Solvens gleich, da bei der Photolyse ein konstanter Teil der Anregungsenergie zur Erzeugung solvatisierter Elektronen verbraucht wird. Dieser entspricht der optischen Bandlücke der Flüssigkeit und ist durch das Abtasten experimentell zugänglich. Obendrein liefern so gewonnene Messdaten ein energetisches Abbild der Leitungsbandkante des Lösungsmittels, im vorliegenden Fall von reinem Ammoniak. Solvatisierte Elektronen dienen somit als spektroskopische Sonden zur Untersuchung des Lösungsmittels. Die Besonderheit dieser Methode ist, dass die Sonden zum Abtasten der elektronischen Struktur der Flüssigkeit in ihr selbst erzeugt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde dieses Verfahren erstmals auf ein verflüssigtes Gas, Ammoniak, angewendet. Somit war es möglich, die optische Bandlücke von reinem flüssigen Ammoniak bei 270K und 300 bar zu mindestens 6.83 eV zu bestimmen

Tinman/Nkx2-5 acts via miR-1 and upstream of Cdc42 to regulate heart function across species

Cdc42 regulates cardiac function in mice and flies downstream of a conserved Tinman/Nkx2-5–miR-1 signaling network

Cdc42 and formin activity control non-muscle myosin dynamics during Drosophila heart morphogenesis

During heart formation, a network of transcription factors and signaling pathways guide cardiac cell fate and differentiation, but the genetic mechanisms orchestrating heart assembly and lumen formation remain unclear. Here, we show that the small GTPase Cdc42 is essential for Drosophila melanogaster heart morphogenesis and lumen formation. Cdc42 genetically interacts with the cardiogenic transcription factor tinman; with dDAAM which belongs to the family of actin organizing formins; and with zipper, which encodes nonmuscle myosin II. Zipper is required for heart lumen formation, and its spatiotemporal activity at the prospective luminal surface is controlled by Cdc42. Heart-specific expression of activated Cdc42, or the regulatory formins dDAAM and Diaphanous caused mislocalization of Zipper and induced ectopic heart lumina, as characterized by luminal markers such as the extracellular matrix protein Slit. Placement of Slit at the lumen surface depends on Cdc42 and formin function. Thus, Cdc42 and formins play pivotal roles in heart lumen formation through the spatiotemporal regulation of the actomyosin network

52 Genetic Loci Influencing Myocardial Mass.

BACKGROUND: Myocardial mass is a key determinant of cardiac muscle function and hypertrophy. Myocardial depolarization leading to cardiac muscle contraction is reflected by the amplitude and duration of the QRS complex on the electrocardiogram (ECG). Abnormal QRS amplitude or duration reflect changes in myocardial mass and conduction, and are associated with increased risk of heart failure and death. OBJECTIVES: This meta-analysis sought to gain insights into the genetic determinants of myocardial mass. METHODS: We carried out a genome-wide association meta-analysis of 4 QRS traits in up to 73,518 individuals of European ancestry, followed by extensive biological and functional assessment. RESULTS: We identified 52 genomic loci, of which 32 are novel, that are reliably associated with 1 or more QRS phenotypes at p < 1 × 10(-8). These loci are enriched in regions of open chromatin, histone modifications, and transcription factor binding, suggesting that they represent regions of the genome that are actively transcribed in the human heart. Pathway analyses provided evidence that these loci play a role in cardiac hypertrophy. We further highlighted 67 candidate genes at the identified loci that are preferentially expressed in cardiac tissue and associated with cardiac abnormalities in Drosophila melanogaster and Mus musculus. We validated the regulatory function of a novel variant in the SCN5A/SCN10A locus in vitro and in vivo. CONCLUSIONS: Taken together, our findings provide new insights into genes and biological pathways controlling myocardial mass and may help identify novel therapeutic targets

Funktionelle Analyse der beiden Zinkfinger-Homöodomänentranskriptionsfaktoren Zfh-1 und Zfh-2 während der Entwicklung des Nervensystems von Drosophila melanogaster

Diese Arbeit charakterisiert die Funktion und das Expressionmuster der beiden Zinkfinger-Homöodomänentranskriptionsfaktoren zfh1 und zfh2 von Drosophila melanogaster. Das zfh2 Gen wurde hierbei vor allem molekular charakterisiert. Es wurden eine Vielzahl möglicher Spleißformen identifiziert, welche das regulatorische Potential von Zfh2 enorm erweitern. Für Überexpressionsexperimente wurde zudem erstmalig die cDNA des längsten zfh2-Transkriptes kloniert. Durch Analysen an zfh1 Mutanten konnte gezeigt werden, dass zfh1 sowohl notwendig ist für die embryonale Entwicklung von Motoneuronen, als auch das larvale Wachstum motoneuronaler Endplatten reguliert. Wegen weit reichender pleiotroper Effekte, die zfh1 Funktionsverlustmutanten haben, war es notwendig, neben dem Einsatz hypomorpher Allele auf die Analyse genetischer Mosaike auszuweichen. Die als MARCM-Technik (Lee und Luo, 1999) bezeichnete Methode zur Erzeugung genetischer Mosaike wurde modifiziert um in dieser Arbeit erstmals für die Analyse mutanter larvaler Motoneurone eingesetzt werden zu können. Weitergehend konnte gezeigt werden, dass Zfh1 notwendig ist für die larvale Expression des Neuropeptides FMRFamid. Anhand von Sequenzvergleichen und durch Verwendung eines fmrfamid-Promoterkonstruktes (Benveniste et al., 1998) konnten Hinweise dafür gesammelt werden, dass die Zfh1-abhängige Regulation sehr wahrscheinlich direkter Natur ist. Bei fmrfamid handelt es sich somit um das erste identifizierte neurale Zielgen von Zfh1, an dem sich zudem modellhaft der molekulare Wirkmechanismus von Zfh1 erforschen lässt.This work characterizes function and the expression pattern of the two zincfinger homeodomain transcription factors zfh1 and zfh2 of Drosophila melanogaster. zfh2 was predominantly characterized on the molecular level. We identified a multitude of different splice forms which would give zfh2 a great regulatory potential. In addition, we cloned for the first time the cDNA of the longest zfh2 transcript. By analyzing zfh1 mutants we could show that this gene is necessary for the embryonic development of motoneurons as well as for the larval growth of neuromuscular junctions. Due to pleiotropic effects of zfh1 null mutations we had to use hypomorphic alleles as well as mosaic analysis. The so called MARCM technique (Lee and Luo, 1999) has been modified to allow the analysis of mutant larval motoneurons within an otherwise wild type tissue. Furthermore, it could be shown that zfh1 is necessary for the larval expression of the neuropeptide FMRFamide. By sequence comparison and promoter analysis of the fmrfamide gene we got evidence that this zfh1-dependent regulation is presumably direct. Thus, fmrfamide is very likely to be the first neural target gene of zfh1 to be identified