@phdthesis{Meier2009,
  author    = {Dunya, Ingo Meier},
  title     = {Molekulare Beziehungen zwischen dem Zellerkennungsmolek{\"u}l Tenascin-R und dem Gas5-Gen: eine Genregulations- und Verhaltensstudie in der Maus (Mus musculus)},
  journal    = {molecular connection of the cell recognition molecule Tenascin-R and the Gas5 gene: a gene regulation and behavior study in mice (Mus musculus)},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000542-2},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das Zellerkennungsmolek{\"u}l Tenascin-R spielt eine wichtige Rolle f{\"u}r die synaptische Plastizit{\"a}t im zentralen Nervensystem und f{\"u}r die Regulation des Verhaltens von S{\"a}ugetieren. Viele der Erkenntnisse {\"u}ber in vivo - Funktionen von Tenascin-R wurden durch Untersuchungen der durch Insertion eines Neomycin-Resistenzgens in das Tnr-Gen hergestellten Tenascin-R-Knockout-M{\"a}use (Tnr-/-) erlangt. So weisen Tenascin-R-Knockout-M{\"a}use im Vergleich zu Wildtyp-Maus (Tnr+/+) Tieren ein deutlich {\"a}ngstlicheres Verhalten und starke Defizite in der Motorkoordination auf. In der vorliegenden Arbeit sollten m{\"o}gliche molekulare Mechanismen, welche die gro{\"s}en Unterschiede zwischen dem Verhalten der Mutante und dem wildtypischer M{\"a}use verursachen k{\"o}nnten, untersucht werden. Gene, deren Expression im Gehirn von Tenascin-R-Knockout-M{\"a}usen im Vergleich zum Gehirn von Tnr+/+-M{\"a}usen dysreguliert sind, sollten mit Hilfe von Expressionsprofilen identifiziert werden. Die Unterschiede zwischen den Expressionsprofilen der beiden Genotypen waren relativ gering. Dem am st{\"a}rksten dysregulierten und daher eingehender untersuchten Transkript Gas5 f{\"a}llt eine ungew{\"o}hnliche Funktion zu. Durch enzymatische Prozessierung entstehen aus dem Prim{\"a}rtranskript von Gas5 neun kleine nucleol{\"a}re RNAs (small nucleolar RNAs, snoRNAs). In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass neben der Expression von Gas5 auch die einer seiner snoRNAs, n{\"a}mlich U44, in Tnr-/--M{\"a}usen im Vergleich zu Tnr+/+-M{\"a}usen in allen untersuchten Organen dramatisch verringert ist. Um einen in Betracht gezogenen dysregulationsausl{\"o}senden unspezifischen Effekt durch die zur Herstellung der TNR-/--Maus verwendeten Neomycinkassette auf die Expression von Gas5 auszuschlie{\"s}en, wurde eine zweite Tenascin-R-Knockout-Mauslinie mit Hilfe einer Neomycinkassetten-unabh{\"a}ngigen Methode hergestellt. Beide Dysregulationen konnten mit dieser Methode, bei der das mit loxP-Elementen flankierte erste kodierende Exon des Tenascin-RGens durch die separat exprimierte Cre-Rekombinase herausgeschnitten wurde, best{\"a}tigt werden. Erstaunlicherweise wurde diese Abnahme der Expression von Gas5 und U44 auch bei M{\"a}usen beobachtet, die keine Cre-Rekombinase exprimierten, sondern die nur die loxP-Flankierung des ersten codierenden Exons von Tnr aufwiesen. Daher wurde f{\"u}r die Dysregulation des Gas5- Transkriptes die Zerst{\"o}rung eines regulatorischen Elementes, welches zur post-transkriptionalen Regulation von U44 und Gas5 f{\"u}hrt, im Tnr-Gen postuliert. Nach heutigem Kenntnisstand ist dies das erste Beispiel daf{\"u}r, dass das Einf{\"u}gen von loxP-Sequenzen in ein Mausgen die Expression eines benachbarten Gens selektiv beeinflusst. Ferner wurde erstmals das Expressionsmuster der aus Gas5- Prim{\"a}rtranskripten gebildeten snoRNAs in verschiedenen Organen analysiert. Dabei zeigte sich, dass in jedem Organ deutlich verschiedene Mengen der einzelnen snoRNAs vorliegen, aber auch, dass jede einzelne snoRNA von Organ zu Organ gro{\"s}e Expressionsunterschiede aufweist. Dies wirft die Frage auf, welche Bedeutung Gas5 und dessen snoRNAs, speziell U44, f{\"u}r die Physiologie der Zellen des ZNS und somit letztlich f{\"u}r das Verhalten der Maus haben. Zur Kl{\"a}rung, ob Gas5 f{\"u}r die bei der Tenascin-R defizienten-Maus beobachteten Verhaltensauff{\"a}lligkeiten verantwortlich sein k{\"o}nnte, wurden Untersuchungen durchgef{\"u}hrt, welche zeigten, dass das basale Gas5-mRNAExpressionsniveau Unterschiede im Angstverhalten bzw. in der Stressantwort von C57Bl/6-M{\"a}usen erkl{\"a}ren k{\"o}nnte. Die Verhaltensanalysen zeigten, dass die basale Expression der Gas5-mRNA im Hippocampus, aber nicht im restlichen Gehirn negativ mit stressanzeigenden Parametern des open field - und des elevated plus maze –Tests korreliert. Mit der Leistung der M{\"a}use im water maze-Test, einer r{\"a}umlichen Lernaufgabe, korrelierte die Gas5-Expression hingegen nicht. Dies deutet darauf hin, dass der Gas5-Level f{\"u}r die hippocampale Stress- und Angstantwort wichtig ist, allerdings nicht f{\"u}r das r{\"a}umliche Ged{\"a}chtnis. Dar{\"u}ber hinaus ist die Expression von Gas5, aber nicht die seiner snoRNAs, 24 h nach einem, f{\"u}r die Maus stark stressausl{\"o}senden, olfaktorischen Kontakt mit einer Ratte um bis zu 50 \% erh{\"o}ht. Die Tenascin-R-mRNA-Menge ist bei denselben M{\"a}usen um 25 \% vermindert. Diese Gas5-mRNA-Expressions-{\"A}nderung wird hingegen nicht bei einem gemilderten Stressreiz, wie einer neuen Umgebung, beobachtet. Dieses Ergebnis zeigt, dass geringe Stressoren wie eine neue Umgebung nicht ausreichen, um die Gas5-Expression zu stimulieren, starke Stressoren wie Rattenkontakt hingegen zu einem Anstieg der Gas5-Expression f{\"u}hren. Gas5 scheint eine wichtige Funktion bei der Verarbeitung von Stress einzunehmen. Diese Verarbeitung k{\"o}nnte in der Tenascin-R defizienten-Maus derart gest{\"o}rt sein, dass eine normale Stressantwort nicht m{\"o}glich ist und sich diese somit letztlich auch auf die motorischen F{\"a}higkeiten der Tenascin-R defizieten Maus auswirkt.},
  language  = {de}
}