Untersuchung des Zusammenhangs zwischen SUMO2/3-Konjugaten und Zellstress in einem In-vitro-Modell

Eh, Julius Marcus Klaus

dc.contributor.advisor	Brose, Nils Prof. Dr.
dc.contributor.author	Eh, Julius Marcus Klaus
dc.date.accessioned	2020-12-16T14:32:01Z
dc.date.available	2022-12-16T00:50:11Z
dc.date.issued	2020-12-16
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1526-9
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-8372
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc	610	de
dc.title	Untersuchung des Zusammenhangs zwischen SUMO2/3-Konjugaten und Zellstress in einem In-vitro-Modell	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Researching the connection between SUMO2/3-conjugates and cell-stress in an in-vitro-modell	de
dc.contributor.referee	Katschinski, Dörthe Prof. Dr.
dc.date.examination	2021-01-13
dc.description.abstractger	Small ubiquitin-like modifiers (SUMO) sind kleine Proteine, die über einen ähnlichen Mechanismus wie Ubiquitin mit anderen Proteinen verknüpft werden. Somit zählt die SUMO-Konjugation zu den posttranslationalen Modifikationen. Die drei Hauptformen umfassen SUMO1 und SUMO2/3. SUMO2/3 werden oft als eine SUMO-Unterart zusammengefasst, da ihre Aminosäuresequenz zu 95% identisch ist und sie durch die momentan verkäuflichen SUMO2/3-Antikörper nicht differenziert werden können. SUMO1 gleicht SUMO2/3 dagegen nur in 50% seiner Aminosäuren. In den letzten 10 Jahren fanden immer mehr Studien Evidenz dafür, dass SUMO2/3 einen neuroprotektiven Effekt besitzt. Der erste Beweis dafür wurde in Winterschlaf-haltenden Erdhörnchen gefunden. Im Anschluss konnten mehrere Studien einen Überlebensvorteil von Neuronen mit höherem SUMO2/3 im Vergleich zu Neuronen mit niedrigerem SUMO2/3 unter Zellstress nachweisen. Dieser Überlebensvorteil scheint mit einem Anstieg der hochmolekularen SUMO2/3-Konjugate verknüpft zu sein. Allerdings stellt die Übertragung auf ein in-vitro-System die Wissenschaftsgemeinde vor einige Herausforderungen. So können nicht alle Studien den postulierten SUMO2/3-Konjugats Anstieg reproduzieren und die Ergebnisse sind dementsprechend heterogen. Außerdem fällt der Vergleich der einzelnen Studien schwer, weil die Methoden der einzelnen Arbeitsgruppen stark variieren und aus den Publikationen teilweise nicht alle Details entnehmbar sind. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich genau mit diesem Zusammenhang zwischen Zellstress und den SUMO2/3-Konjugaten in einem in-vitro-Modell. Zu diesem Zweck wurden Kortex- und Hippocampus-Neuronen-Kulturen von P0- und E18-Mäusen angefertigt. Die Kulturen wurden dann unterschiedlichen Zeiten von Hypoxie und oxygen glucose deprivation (OGD) mit und ohne Reoxygenierung ausgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine längere Exposition (bei Hypoxie 24 h bei OGD 4 h) zu einem fast vollständigen Verlust der SUMO2/3-Konjugate führt. Bei kürzeren OGD Zeiten und längeren Reoxygenierungs-Zeiten befinden sich die SUMO2/3-Konjugate etwa auf einem Level mit der Kontrolle. Die gewählten Methoden führen also in diesem Projekt eher zu einem Absinken der SUMO2/3-Konjugate als zum postulierten Anstieg. Aus den Ergebnissen resultiert die Frage, ob sich ein verlässliches in-vitro-Modell, in welchem man konstante Anstiege der SUMO2/3-Konjugate sieht, etablieren lässt oder ob man besser auf in-vivo-Modelle zurückgreifen sollte. Außerdem muss die aktuelle Datenlage kritisch bewertet werden, da jede Arbeitsgruppe unterschiedliche Methoden benutzt und die Ergebnisse teilweise qualitativ ungenügend publiziert werden.	de
dc.description.abstracteng	Small ubiquitin-like modifiers (SUMO) are small proteins which connect to other proteins through a pathway similar to that of ubiquitin. So SUMO-conjugation is part of the posttranslational modifications. The three main subtypes of SUMO are SUMO1 and SUMO2/3. SUMO2/3 are often summarised as one subtype due to their similarity. The aminoacid-sequence of SUMO2 and 3 is 95% identical and can not be distinguished by antibodies currently on the market. SUMO1 only shares 50% of identical aminoacid-sequence with SUMO2/3. In the past 10 years studies emerged finding increasing evidence for SUMO2/3 having a neuroprotective effect. The first proof was found in hibernating ground squirrels. Following this multiple studies were able to show a survival-advantage in neurons with high SUMO2/3 compared to neurons with low SUMO2/3 while undergoing cell-stress. This survival-advantage seems to be connected to the highmolecular SUMO2/3-conjugates. The translation of the in-vivo experiments into a reliable in-vitro-modell confronted the science-community with some challenges. Not all studies were able to reproduce the postulated SUMO2/3-conjugate-increase and the results were subsequently heterogeneous. Additionally comparing different studies is difficult because the methods of individual study-groups differ greatly and from some publications not all details are extractable. This dissertation engages in the connection of SUMO2/3 and cell-stress in an in-vitro-modell. To this end cortical- and hippocampal-neuron-cultures of P0- and E18-mice were prepared. The cultures were then exposed to variabel time-periods of hypoxia or oxygen glucose deprivation (OGD) with or without subsequent reoxygenation. The results highlight that a longer exposure to cell-stress (24h hypoxia or 4h OGD) leads to a near complete loss of SUMO2/3-conjugates. With shorter OGD-periods and longer reoxygenation the SUMO2/3-conjugate-intensity is on the same level as the control-cultures. So the methods used in this project lead rather to a decrease in SUMO2/3-conjugates than to the postulated increase. From the results follows the question whether it is possible to establish a reliable in-vitro-modell or whether it is better to resort to in-vivo-modells. Also the current data needs to be critically analysed, because every study-group uses different methods and the quality of the publicated results is partially unsatisfactory.	de
dc.contributor.coReferee	Schön, Margarete Prof. Dr.
dc.subject.ger	SUMO2/3	de
dc.subject.ger	Neurone	de
dc.subject.ger	Hypoxie	de
dc.subject.ger	OGD	de
dc.subject.ger	Reoxygenierung	de
dc.subject.ger	hippocampale Neuronen Kultur	de
dc.subject.ger	kortikale Neuronen Kultur	de
dc.subject.ger	Zell-Stress	de
dc.subject.ger	small ubiquitin-like modifiers	de
dc.subject.ger	Western-Blot	de
dc.subject.eng	SUMO2/3	de
dc.subject.eng	neuron	de
dc.subject.eng	hypoxia	de
dc.subject.eng	OGD	de
dc.subject.eng	reoxygenation	de
dc.subject.eng	cell-stress	de
dc.subject.eng	small ubiquitin-like modifiers	de
dc.subject.eng	cortical neuron culture	de
dc.subject.eng	hippocampal neuron culture	de
dc.subject.eng	Western-Blot	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-1526-9-8
dc.affiliation.institute	Medizinische Fakultät	de
dc.subject.gokfull	Medizin (PPN619874732)	de
dc.subject.gokfull	Neurologie - Allgemein- und Gesamtdarstellungen (PPN619876247)	de
dc.subject.gokfull	Biochemie / Physiologische Chemie / Pathobiochemie - Allgemein- und Gesamtdarstellungen (PPN619875313)	de
dc.description.embargoed	2022-12-16
dc.identifier.ppn	1743088531

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Human- und Zahnmedizin [2873]

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