{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1761"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1761","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Quantifizierung von GAP-43 und die postnatale Entwicklung der molekularen Komplexität im auditorischen Hirnstamm der Ratte","abstract":"Aus klinischen Studien mit Patienten, die wegen einer kongenitalen Taubheit mit einem Cochlea-Implantat versorgt wurden, weiß man, dass das Alter des Patienten ein wichtiger Faktor für das Langzeitergebnis ist. Als Grund für ein besseres Ergebnis bei jüngeren Kindern werden sensible Phasen in der Entwicklung angenommen, in denen das auditorische System über eine besonders große Anpassungsfähigkeit verfügt. Für diese Tatsache muss es auch molekularbiologische Korrelate auf Proteinebene geben. Mittels der zweidimensionalen Elektrophorese (2D-PAGE) von Gewebeproben des Rattenhirns, die Proteine nach ihrem isoelektrischen Punkt und ihrem Molekulargewicht auftrennt, konnten diese gefunden werden. Dafür wurden der Colliculus inferior (IC) als Teil der auf- und absteigenden Hörbahn und, im Vergleich dazu, der Kleinhirnkortex als eine hauptsächlich in motorische Aktivitäten eingebundene Region herangezogen. Im Allgemeinen konnten dabei bestimmte Veränderungen in der molekularen Komplexität, im Speziellen Veränderungen im Expressionsniveau von GAP-43 (Growth associated Protein 43) festgestellt werden. Die molekulare Komplexität steht dabei für die Gesamtzahl der detektierten Proteine und deren co- und posttranslationale Modifikationen. Aus deren Entwicklung über die Zeit lassen sich Informationen über die strukturelle und funktionelle Reifung entnehmen. Mehr spezifische Informationen über die Verknüpfungsstellen der einzelnen Neurone, den Synapsen, enthält der Verlauf des Expressionsniveaus von GAP-43 im Lauf der Ontogenese. GAP-43 ist als Marker für Synaptogenese in der Ontogenese und im Rahmen von Plastizität bekannt. Sowohl die molekulare Komplexität als auch GAP-43 zeigen Veränderungen, die eng mit der funktionellen Entwicklung der Hirnregionen verknüpft sind. Dabei zeigte sich im IC durch das nicht ganz herunterregulierte GAP-43 ein Potential für plastische Umbauprozesse; dieses Potential scheint jedoch in frühen Entwicklungsstadien viel ausgeprägter zu sein. Außerdem haben die Neurone das für die sensible Phase charakteristische Proteinexpressionsmuster später umgestellt, ein Hinweis dafür, dass sie nicht mehr über die molekularen Werkzeuge für Anpassungsvorgänge in vollem Umfang verfügen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage, um GAP-43 und die molekulare Komplexität als molekularen Marker auch nach künstlicher Ertaubung und cochleärer Stimulation von Ratten experimentell zu untersuchen.","abstract_html":"Aus klinischen Studien mit Patienten, die wegen einer kongenitalen Taubheit mit einem Cochlea-Implantat versorgt wurden, weiß man, dass das Alter des Patienten ein wichtiger Faktor für das Langzeitergebnis ist. Als Grund für ein besseres Ergebnis bei jüngeren Kindern werden sensible Phasen in der Entwicklung angenommen, in denen das auditorische System über eine besonders große Anpassungsfähigkeit verfügt. Für diese Tatsache muss es auch molekularbiologische Korrelate auf Proteinebene geben. Mittels der zweidimensionalen Elektrophorese (2D-PAGE) von Gewebeproben des Rattenhirns, die Proteine nach ihrem isoelektrischen Punkt und ihrem Molekulargewicht auftrennt, konnten diese gefunden werden. 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Die molekulare Komplexität steht dabei für die Gesamtzahl der detektierten Proteine und deren co- und posttranslationale Modifikationen. Aus deren Entwicklung über die Zeit lassen sich Informationen über die strukturelle und funktionelle Reifung entnehmen. Mehr spezifische Informationen über die Verknüpfungsstellen der einzelnen Neurone, den Synapsen, enthält der Verlauf des Expressionsniveaus von GAP-43 im Lauf der Ontogenese. GAP-43 ist als Marker für Synaptogenese in der Ontogenese und im Rahmen von Plastizität bekannt. Sowohl die molekulare Komplexität als auch GAP-43 zeigen Veränderungen, die eng mit der funktionellen Entwicklung der Hirnregionen verknüpft sind. Dabei zeigte sich im IC durch das nicht ganz herunterregulierte GAP-43 ein Potential für plastische Umbauprozesse; dieses Potential scheint jedoch in frühen Entwicklungsstadien viel ausgeprägter zu sein. Außerdem haben die Neurone das für die sensible Phase charakteristische Proteinexpressionsmuster später umgestellt, ein Hinweis dafür, dass sie nicht mehr über die molekularen Werkzeuge für Anpassungsvorgänge in vollem Umfang verfügen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage, um GAP-43 und die molekulare Komplexität als molekularen Marker auch nach künstlicher Ertaubung und cochleärer Stimulation von Ratten experimentell zu untersuchen.","An important factor in the clinical outcome of cochlear implantation is the age of the patient. Compared to older patients, children with congenital deafness have a better long term outcome when the implantation is made in an earlier age. The cause may lie in the molecular biology of the brain, which changes during postnatal maturation. <br>A key term in describing the succession of stages in neuronal system development is that of critical periods in which the auditory system has the highest adaptability. In order to evaluate this circumstances on a molecular level, protein probes were obtained at different ages from tissue of the rat inferior colliculus as a part of the ascending and descending auditory pathway and the cerebellar cortex, which is mainly involded in motor action. The probes were analyzed using 2-dimensional SDS electrophoresis separating proteins due to their isoelectric point and their molecular weight. Significant changes are found in the molecular complexity, standing for the total number of expressed proteins and their postranslational modifications, and in the expression of GAP-43 (Growth associated Protein 43), a protein expressed by neurons during axonal outgrowth and synaptogenesis and a marker for plasticity. The time course of these two factors are very close related to the functional and structural development. In the younger animal there is much more GAP-43 than in the adult which shows a higher potential for plasticity. But in the adult animal there is still a low level of GAP-43. Focusing on the molecular complexity it is evident that it has been downregulated after the window of opportunity. While neurons gradually assume their specific function, they downregulate some molecular tools and hence the molecular complexity decreases. <br>Due to a lack of neuronal pluripotency at later developmental stag-es, the flexibility to adapt to the afferent activation provided by a cochlear implant is increasingly limited."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf","application/x-zip-compressed"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Quantifizierung von GAP-43 und die postnatale Entwicklung der molekularen Komplexität im auditorischen Hirnstamm der Ratte","Quantification of GAP-43 and the postnatal development of the molecular complexity in the auditory brainstem of the rat"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Illing, Robert-Benjamin"],"dc:creator":["Jung, Christian"],"dc:description.abstract":["Aus klinischen Studien mit Patienten, die wegen einer kongenitalen Taubheit mit einem Cochlea-Implantat versorgt wurden, weiß man, dass das Alter des Patienten ein wichtiger Faktor für das Langzeitergebnis ist. 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Die molekulare Komplexität steht dabei für die Gesamtzahl der detektierten Proteine und deren co- und posttranslationale Modifikationen. Aus deren Entwicklung über die Zeit lassen sich Informationen über die strukturelle und funktionelle Reifung entnehmen. Mehr spezifische Informationen über die Verknüpfungsstellen der einzelnen Neurone, den Synapsen, enthält der Verlauf des Expressionsniveaus von GAP-43 im Lauf der Ontogenese. GAP-43 ist als Marker für Synaptogenese in der Ontogenese und im Rahmen von Plastizität bekannt. Sowohl die molekulare Komplexität als auch GAP-43 zeigen Veränderungen, die eng mit der funktionellen Entwicklung der Hirnregionen verknüpft sind. Dabei zeigte sich im IC durch das nicht ganz herunterregulierte GAP-43 ein Potential für plastische Umbauprozesse; dieses Potential scheint jedoch in frühen Entwicklungsstadien viel ausgeprägter zu sein. Außerdem haben die Neurone das für die sensible Phase charakteristische Proteinexpressionsmuster später umgestellt, ein Hinweis dafür, dass sie nicht mehr über die molekularen Werkzeuge für Anpassungsvorgänge in vollem Umfang verfügen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage, um GAP-43 und die molekulare Komplexität als molekularen Marker auch nach künstlicher Ertaubung und cochleärer Stimulation von Ratten experimentell zu untersuchen.","An important factor in the clinical outcome of cochlear implantation is the age of the patient. Compared to older patients, children with congenital deafness have a better long term outcome when the implantation is made in an earlier age. The cause may lie in the molecular biology of the brain, which changes during postnatal maturation. <br>A key term in describing the succession of stages in neuronal system development is that of critical periods in which the auditory system has the highest adaptability. In order to evaluate this circumstances on a molecular level, protein probes were obtained at different ages from tissue of the rat inferior colliculus as a part of the ascending and descending auditory pathway and the cerebellar cortex, which is mainly involded in motor action. The probes were analyzed using 2-dimensional SDS electrophoresis separating proteins due to their isoelectric point and their molecular weight. Significant changes are found in the molecular complexity, standing for the total number of expressed proteins and their postranslational modifications, and in the expression of GAP-43 (Growth associated Protein 43), a protein expressed by neurons during axonal outgrowth and synaptogenesis and a marker for plasticity. The time course of these two factors are very close related to the functional and structural development. In the younger animal there is much more GAP-43 than in the adult which shows a higher potential for plasticity. But in the adult animal there is still a low level of GAP-43. Focusing on the molecular complexity it is evident that it has been downregulated after the window of opportunity. 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