Frankfurt Institute for Advanced Studies
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Mnemonic but not contextual feedback signals defy dedifferentiation in the aging early visual cortex
No full textPerception is an intricate interplay between feedforward visual input and internally generated feedback signals that comprise concurrent contextual and time-distant mnemonic (episodic and semantic) information. Yet, an unresolved question is how the composition of feedback signals changes across the lifespan and to what extent feedback signals undergo age-related dedifferentiation, that is, a decline in neural specificity. Previous research on this topic has focused on feedforward perceptual representation and episodic memory reinstatement, suggesting reduced fidelity of neural representations at the item and category levels. In this fMRI study, we combined an occlusion paradigm that filters feedforward input to the visual cortex and multivariate analysis techniques to investigate the information content in cortical feedback, focusing on age-related differences in its composition. We further asked to what extent differentiation in feedback signals (in the occluded region) is correlated to differentiation in feedforward signals. Comparing younger (18–30 years) and older female and male adults (65–75 years), we found that contextual but not mnemonic feedback was prone to age-related dedifferentiation. Semantic feedback signals were even better differentiated in older adults, highlighting the growing importance of generalized knowledge across ages. We also found that differentiation in feedforward signals was correlated with differentiation in episodic but not semantic feedback signals. Our results provide evidence for age-related adjustments in the composition of feedback signals and underscore the importance of examining dedifferentiation in aging for both feedforward and feedback processing
"Das dämonische Berlin" : Walter Benjamin über E. T. A. Hoffmann
No full textWie die Literatur- und Theoriegeschichte zeigt, wurde das Dämonische im Gefolge von Goethe auf wirkmächtige Weise von den Dämonen entkoppelt. Walter Benjamin brachte vor diesem Hintergrund E. T. A. Hoffmann ins Spiel, einen Schriftsteller, dessen "fieberhafte Träume" Goethe verschmähte. Unter dem Titel "Das dämonische Berlin" sprach Benjamin im Februar 1930 in der Kinderstunde des Berliner Rundfunks über Hoffmann als Dichter der Großstadt. Obwohl das Wort "dämonisch" nur im Titel fällt, eröffnet der Vortrag eine neue Sicht auf das post-goethesche Dämonische, denn die Medialität des Dämonischen wird darin auf mehreren Ebenen reflektiert, die das Radio selbst involvieren
Optimierung der Synthese eines neuen photolabil geschützten Nitroxid-Spin-Labels für RNA und DNA
No full textIm Rahmen dieser Arbeit konnte, ausgehend von den günstigen Ausgangsverbindungen Desoxyadenosin und Phthalsäureanhydrid, ein neues photolabil geschütztes Nukleotid 1 und sein Dummypartner 2 synthetisiert werden. Positiv zu bemerken ist, dass einige Schritte im Vergleich zu ähnlichen literaturbekannten Reaktionen in Einfachheit, Reinheit oder Ausbeute verbessert wurden. So konnte die Ausbeute der wichtigen Umwandlung des Amins 46 zum Iodid 47 durch den Ersatz des vorherigen DCM/DIM Gemisches durch reines DIM von 15 % auf akzeptable 50 % erhöht werden, was nicht nur Zeit, sondern auch zukünftige Chemikalienmengen einspart. Nicht nur hierbei, sondern auch bei der Nitrierung zu 61 oder auch der Oxidierung zu 63 war es von äußerster Wichtigkeit eine korrekte Temperaturkontrolle durchzuführen, da es sonst zu hohen Ausbeuteverlusten durch ungewollte Nebenreaktionen kommen konnte. Eine sehr interessante Beobachtung war die Kontrolle der Suzuki Miyaura-Kreuzkupplung durch die Anwendung verschieden starker Basen. Während schwache Basen wie KOAc nur zur Miyaura-Borilierung führten, begünstigten starke Basen wie K3PO4 die Suzuki Miyaura-Kreuzkupplung. Die Zusammenführung des Zucker Bausteins 36 und des Isoindolin-Bausteins 37 funktionierte sehr gut, sodass das Nukleotid 1 durch die Schützung der exozyklischen Amingruppe und Phosphorylierung des 3´-OH dargestellt werden konnte.
Die Synthese der 14mer DNA bzw. RNA Sequenzen mit den neuen Nukleotiden 1 und 2 funktionierten mit zufriedenstellenden Ausbeuten, nur die Abspaltung der Pac-Gruppe benötigte etwas harschere Bedingungen von 50 °C in 32 % Ammoniak über Nacht. Die photolabile Schutzgruppe in Strang (V) mDNA-Tetramethyl konnte nun abgespalten und das Nitroxid an Luft reoxidiert werden. Anhand von EPR-Spektren und einer HPLC Analyse ergab sich jedoch eine Abspalteffizienz von nur 70 %. Dies bedeutet, dass für künftige PELDOR Messungen eine Aufreinigung des Spaltgemisches zur Isolierung des Radikal-Strangs von Nöten ist.
Anhand des Schmelzpunkts der verschiedenen Duplexe wurde anschließend die mögliche Anwendung des Nukleotids weiter analysiert. Hierbei stellte sich heraus, dass der Benzolring sowohl in 2 als auch in 1 eine erhebliche Destabilisierung des Duplex erzeugte. Somit ist das neue photolabil geschützte Nukleotid als EPR Sonde in der Mitte von Sequenzen nur bedingt geeignet. Zukünftige Experimente könnten das neue Spin Label nicht in der Mitte, sondern an den Enden der Sequenzen ähnlich anderer Arbeiten[92,94,164] einbauen, wo die Destabilisierung eine geringere Auswirkung hat, oder die Sequenz für eine bessere Stabilisierung verlängern.[164] Bei ausreichenden Duplexstabilitäten könnten hiermit dann PELDOR Messungen durchgeführt werden. Ähnlich starre, sterisch anspruchsvolle Nukleotide zeigten auch ähnliche Schmelzpunkte für ihre Duplexe[120], dennoch wurden sie für weitere Markierungsexperimente verwendet. Hierbei handelte es sich jedoch nicht um EPR Sonden, sondern um Fluoreszenzmarker. Da auch das neue Spin-Label 1 ein großes π-System besitzt, könnte eine komplett neue Herangehensweise die Anwendung als Fluoreszenzmarker sein. Genaue Absorptionsmessungen müssten noch durchgeführt werden, jedoch zeigte das Spin Label sehr stark fluoreszierende Eigenschaften unter der UV-Lampe während der Säulenchromatographie. Hierbei würde die Synthese um einiges kürzer ausfallen, da das EPR-aktive Nitroxid nicht mehr benötigt wird und geschützt werden muss, was Zeit und Chemikalien spart.
Zusammenfassend wurde über eine 22-stufige Synthese ein neues photolabil geschütztes Spin-Label synthetisiert, in ein 14mer integriert, erfolgreich entschützt und mittels EPR-Spektroskopie vermessen. Schmelzpunktmessungen zeigten jedoch eine große Destabilisierung und deuten darauf hin, dass 1 und Nukleotide mit ähnlich Benzolringen nur eingeschränkt als EPR-aktive Nukleotide geeignet sind.Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy is increasingly used to analyze the structure and dynamics of nucleic acids to obtain information about their functions. For this purpose, however, paramagnetic centers must be integrated into the nucleic acid
before the ESR (ger. Elektronenspinresonanz) measurement. In this doctoral thesis the synthesis of a new, rigid spin label 1 for use in DNA and RNA as paramagnetic center was developed. Since a free radical could lead to complications during the solid phase synthesis, the synthesis was designed in such a way that the nitroxide is protected with a photolabile cleavable group, as happened in previous work of the group. In addition, a dummy molecule 2 was synthesized, which only has the rigid character in the form of a benzene ring, without EPR-active abilities. Both nucleotides were integrated into the middle of a 14mer by solid phase synthesis and the spin label was successfully deprotected by photoinduction. However, only a cleavage efficiency of 70 % could be determined, which is why the isolation of the radical by HPLC would have been necessary for further PELDOR measurements. The strands of the protected spin label 1 and the dummy molecule 2 were assembled with their anti-strands and the melting points of the duplexes were measured. Compared to the unmodified strands, the duplexes showed destabilization of 8–9 °C. Such a high deviation from the native melting point limits the applications of the newly developed, rigid spin label as an EPR probe in the middle of DNA and RNA sequences
"Lassen wir also diese Kindereien, und vergleichen wir nicht die Menschen, sondern die Menschengruppen" : Menschenstudien des langen 19. Jahrhunderts und die Wahrnehmung des Andersseins
No full textDer eurozentrische Blick des 18. und 19. Jahrhunderts, den es hier zu untersuchen gilt, definiert und interpretiert das Wahrgenommene über vergleichende Studien. Stets steht eine Differenz in der Subjekt-Objekt Beziehung zwischen Beobachtendem und Wahrgenommenem. Dies gelingt am ehesten, wenn das Objekt der Betrachtung abstrahiert und verallgemeinert und zugleich aus einer sicher wirkenden Distanz beschrieben wird. Beschreibungen von Menschen verschiedener Herkunft basieren auf Vergleichen, deren Kriterien die Untersuchungsergebnisse von vornherein festlegen. Sie fokussieren sich auf Körpermerkmale und deren unterstellte Einflüsse auf intellektuelle und kulturelle Entwicklungsmöglichkeiten. Sie betrachten gesellschaftliche Strukturen und ziehen daraus ihre verallgemeinernden Schlüsse. Solche Untersuchungen entstehen auf unterschiedlichen Ebenen: Im bildungsbürgerlichen Haushalt finden sich populärwissenschaftliche Publikationen wie Lexika für Erwachsene und Kinder. Die sich etablierende Anthropologie bedient sich ebenfalls der Vergleichsmodelle in der Beschreibung des Andersseins. Versuche, die Perspektive zu ändern und einen kulturellen Transfer überhaupt erst zu denken, lenken den Blick auf ein weiteres wichtiges Phänomen der Wahrnehmung in Selbsterkenntnis. Als Quellentexte und Anschauungsmaterialien sind solche Publikationen zusammengestellt, in welchen die Differenz zwischen Europäer:innen und Afrikaner:innen herausgearbeitet wird. Der afrikanische Kontinent gewinnt im 19. Jahrhundert zunehmend an Bedeutung. Das Innere des Kontinents lockt Forschungsreisende, Missionare und später Kolonialmächte an. Aus den Begegnungen und Beschreibungen leiten sich nicht nur Bilder, sondern zugleich Argumentationslinien für europäische Handlungsstrategien ab, die bis heute nachwirken
Molecular mechanism of choline and ethanolamine transport in humans
No full textHuman feline leukaemia virus subgroup C receptor-related proteins 1 and 2 (FLVCR1 and FLVCR2) are members of the major facilitator superfamily1. Their dysfunction is linked to several clinical disorders, including PCARP, HSAN and Fowler syndrome2,3,4,5,6,7. Earlier studies concluded that FLVCR1 may function as a haem exporter8,9,10,11,12, whereas FLVCR2 was suggested to act as a haem importer13, yet conclusive biochemical and detailed molecular evidence remained elusive for the function of both transporters14,15,16. Here, we show that FLVCR1 and FLVCR2 facilitate the transport of choline and ethanolamine across the plasma membrane, using a concentration-driven substrate translocation process. Through structural and computational analyses, we have identified distinct conformational states of FLVCRs and unravelled the coordination chemistry underlying their substrate interactions. Fully conserved tryptophan and tyrosine residues form the binding pocket of both transporters and confer selectivity for choline and ethanolamine through cation–π interactions. Our findings clarify the mechanisms of choline and ethanolamine transport by FLVCR1 and FLVCR2, enhance our comprehension of disease-associated mutations that interfere with these vital processes and shed light on the conformational dynamics of these major facilitator superfamily proteins during the transport cycle
Frankfurt concept of early inpatient rehabilitation after cochlear implant treatment
No full textHintergrund: Mit der im Jahr 2020 aktualisierten AWMF-Leitlinie zur Versorgung mit einem Cochleaimplantat (CI) wurde erstmals der gesamte Prozess einer CI-Versorgung definiert. In der vorliegenden Studie wurden die Machbarkeit und die Ergebnisse einer sehr frühen Rehabilitationsmaßnahme (Reha) untersucht.
Methodik: Es wurden 54 Patienten in die Interventionsgruppe (IG) eingeschlossen, bei der die Reha innerhalb von 14 (maximal 28) Tagen nach der Implantation eingeleitet wurde. In eine Kontrollgruppe (KG, n = 21) wurden Patienten mit deutlich längerer Wartezeit eingeschlossen. Neben dem Beginn und der Dauer der Reha wurde das mit CI erreichte Sprachverstehen zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb von 12 Monaten erfasst. Zusätzlich wurde mit Fragebögen der Aufwand der Anpassung des CI-Prozessors und die Zufriedenheit der Patienten mit dem Ergebnis sowie dem Zeitpunkt des Beginns der Reha ermittelt.
Ergebnisse: Die Wartezeit zwischen Implantation und Beginn der Reha lag in der IG bei 14 Tagen und in der KG bei 106 Tagen (Mediane). Es konnten 92,6 % der Patienten der IG die Reha innerhalb von 14 Tagen antreten. Der Effekt der Reha lag in der IG bei 35 und in der KG bei 25 Prozentpunkten (Freiburger Einsilbertest). Nach 6 und 12 Monaten (M) CI-Nutzung zeigten beide Gruppen sowohl in der Testbedingung in Ruhe (IG/KG 6M: 70 %/70 %; 12M: 70 %/60 %, Freiburger Einsilbertest) als auch im Störgeräusch (IG/KG 6M: −1,1 dB SNR/–0,85 dB SNR; 12M: −0,65 dB SNR/+0,3 dB SNR, Oldenburger Satztest) vergleichbare Ergebnisse. Die mittels des Fragebogens Speech, Spatial and Qualities of Hearing Scale (SSQ) erfassten Ergebnisse für die Einschätzung der Hörqualität zeigten nach 6 Monaten eine bessere Bewertung in der IG, die sich nach 12 Monaten an die Ergebnisse der KG anglich. Die IG war mit dem Zeitpunkt des Beginns der Reha deutlich zufriedener als die KG. Alle anderen aus Fragebögen ermittelten Daten zeigten keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen.
Schlussfolgerung: Der sehr frühe Beginn einer stationären Reha nach Cochleaimplantation ist erfolgreich umsetzbar. Die Reha konnte innerhalb von 7 Wochen nach der Implantation abgeschlossen werden. Der Vergleich der Ergebnisse der Tests des Sprachverstehens vor und nach der Reha zeigte eine deutliche Steigerung. Somit ist ein deutlicher Reha-Effekt nachweisbar. Die Aufnahme der CI-Rehabilitation in den Katalog der Anschlussheilbehandlungen ist somit wissenschaftlich begründet und damit dringend zu empfehlen.Background: The Association of the Scientific Medical Societies in Germany (AWMF) clinical practice guideline on cochlear implant (CI) treatment, which was updated in 2020, defined the entire process of CI care for the first time. In the present study, the feasibility and results of very early rehabilitation were examined.
Materials and methods: The intervention group (IG) comprised 54 patients in whom rehabilitation was initiated within 14 (maximally 28) days after implantation. Patients with a significantly longer waiting time were included in the control group (CG, n = 21). In addition to the start and duration of rehabilitation, the speech intelligibility achieved with CI was recorded at different timepoints within a 12-month period. In addition, questionnaires were used to assess the effort of fitting the CI processor and the patients’ satisfaction with the outcome as well as the timing of the start of rehabilitation.
Results: Median waiting time between implantation and start of rehabilitation was 14 days in the IG and 106 days in the CG; 92.6% of IG patients were able to start rehabilitation within 14 days. The effect of rehabilitation in the IG was 35 and in the CG 25 percentage points (Freiburg monosyllabic test). After 6 and 12 months of CI use, both groups showed comparable results in the test condition in quiet (IG/CG 6 months: 70%/70%; 12 months: 70%/60%, Freiburg monosyllabic test) and in noise (IG/CG 6 months: −1.1 dB SNR/–0.85 dB SNR; 12 months: −0.65 dB SNR/+0.3 dB SNR, Oldenburg sentence test). Hearing quality assessment scores collected by SSQ (Speech, Spatial and Qualities of Hearing Scale) questionnaire showed better scores in the IG at 6 months, which converged to CG scores at 12 months. The IG was significantly more satisfied with the timing of the start of rehab than the CG. All other data obtained from questionnaires showed no differences between the two groups.
Conclusion: A very early start of inpatient rehabilitation after cochlear implantation was successfully implemented. The rehabilitation was completed within 7 weeks of CI surgery. Comparison of speech recognition test results before and after rehabilitation showed a significant improvement. A clear rehabilitation effect can therefore be demonstrated. Inclusion of CI rehabilitation in the German catalog of follow-up treatments is thus scientifically justified and therefore strongly recommended
Multilevel-Untersuchung des nitrinergen Systems bei affektiven Störungen und schizophrenen Psychosen
No full textDas nitrinerge System und damit auch NOx als Neurotransmitter werden mit der Entstehung verschiedener psychischer Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die genaue Rolle des Botenstoffs ist jedoch nicht ausreichend geklärt und auch die Frage, ob dieser als diagnostischer oder prädiktiver Biomarker nützlich sein könnte, ist unbeantwortet. In der vorliegenden Arbeit wurde folglich untersucht, ob es Unterschiede zwischen den Diagnosegruppen MDD, BIP, SCZ und der Kontrollgruppe bezüglich peripherer NOx- Konzentrationen gibt. Darüber hinaus wurden Unterschiede innerhalb der Diagnosegruppen im Krankheitsverlauf im Sinne von Phasenunterschieden mittels zweier Messzeitpunkte untersucht und analysiert, ob es Korrelationen mit genetischen Variationen in NOS-Genabschnitten gibt. Insgesamt wurden 185 Probanden in die Studie mitaufgenommen: 52 gesunde CTRL, 43 Patienten mit MDD, 41 Patienten mit BIP und 49 Patienten mit SCZ. Biochemische, genetische und klinische Daten wurden bei Aufnahme und Entlassung in der psychiatrischen Abteilung des Universitätsklinikums Frankfurt erhoben. Klinische Daten, die den Symptomverlauf 90 und die Erkrankungsschwere beurteilten, nutzten dazu standardisierte teilstrukturierte klinische Interviews. Biochemische Daten wurden mittels im Serum gemessener NOx- Spiegel quantifiziert. Bezüglich der Untersuchung der Risikogenvarianten wurden Probanden anhand des NOS1 ex1f-VNTR-Polymorphismus sowie SNPs in den Genen NOS1, NOS3 und NOS1AP genotypisiert. Bei Aufnahme wiesen SCZ-Patienten im Vergleich zu CTRL-, MDD- und BIP-Gruppen signifikant höhere NOx- Konzentrationen auf. Während NOx- Spiegel im Behandlungsverlauf bei MDD- und BIP-Patienten signifikant zunahmen, konnte dies bei SCZ-Patienten nicht beobachtet werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Patienten, deren depressive Beschwerden nicht relevant zurückgingen, bei Entlassung signifikant höhere NOx- Konzentrationen aufwiesen, was durch die Beobachtung einer signifikant positiven Korrelation zwischen NOx- Serumspiegeln und depressiven Symptomen bei Entlassung unterstützt wurde. Bei der genetischen Untersuchung der Daten fiel auf, dass homozygote Träger des kurzen VNTR-Allels signifikant erhöhte NOx- Konzentrationen besaßen. Diese Ergebnisse blieben bei jenen Trägern auch nach Entlassung signifikant. Insgesamt gibt es Hinweise darauf, dass erhöhte periphere NOx- Metabolitkonzentrationen mit einer Zunahme der Psychopathologie bzw. der Erkrankungsschwere einhergehen könnten, was möglicherweise auf den NOS1 ex1f-VNRT-Polymorphismus zurückzuführen ist. Außerdem zeigten zwei SNPs, welche beide im NOS1AP-Gen lokalisiert sind, bei BIP Patienten signifikant gesteigerte NOx- Werte. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass NO-Signalübertragung und NOS-Genotypen in der Pathogenese psychischer Erkrankungen eine Rolle spielen könnten. Ob diese Veränderungen allerdings kausal mit Krankheitsprozessen zu tun haben oder ob es eher Epiphänomene der Erkrankungen sind, kann mit dieser Studie nicht geklärt werden. Die Genvarianten könnten wiederum bei der Regulierung von peripheren NOx- Konzentrationen von Bedeutung sein. Die Arbeit liefert zudem Hinweise, die Verwendung von NOx als möglichen peripheren Biomarker weiter zu verfeinern und zu untersuchen. Zukünftige Studien, die die Wirksamkeit von NOx- modulierenden Pharmaka untersuchen, könnten davon profitieren, Diagnosegruppen nach Subgruppen einzuteilen, die sowohl NOS Risikogenvarianten als auch periphere NOx- Spiegel im Sinne eines Biomarker beachten.The nitrinergic system and thus NOx as a neurotransmitter have been linked to the development of various mental disorders. However, the exact role of the neurotransmitter remains unclear, as does whether it could be useful as a diagnostic or predictive biomarker. Consequently, the present study investigated whether there are differences between the diagnosis groups MDD, BIP, SCZ and the control group regarding peripheral NOx concentrations. Furthermore, differences within the diagnostic groups in the course of the disease were investigated by means of two measurement points. Also, it was analyzed whether there are correlations with genetic variations in NOS gene segments. A total of 185 subjects were included in the study: 52 healthy CTRL, 43 patients with MDD, 41 patients with BIP, and 49 patients with SCZ.
Biochemical, genetic, and clinical data was collected at admission and discharge in the psychiatric department of Frankfurt University Hospital. Clinical data, which assessed symptom course and disease severity, used standardized semi-structured clinical interviews. Biochemical data was quantified by serum NOx levels. Regarding the study of risk gene variants, subjects were genotyped using the NOS1 ex1f-VNTR polymorphism and SNPs in the NOS1, NOS3, and NOS1AP genes. On admission, SCZ patients had significantly higher NOx levels compared with CTRL, MDD, and BIP groups. While NOx levels increased significantly during the course of treatment in MDD and BIP patients, this was not observed in SCZ patients. Furthermore, it was shown that patients whose depressive symptoms did not decrease relevantly had significantly higher NOx levels at discharge, which was supported by the observation of a significant positive correlation between NOx serum levels and depressive symptoms at discharge. Genetic analysis of the data revealed that homozygous carriers of the short VNTR allele had significantly higher NOx concentrations. These results remained significant in those carriers even after discharge. Overall, there is evidence that increased peripheral NOx metabolite concentrations may be associated with an increase in psychopathology or disease severity, possibly due to the NOS1 ex1f-VNRT polymorphism. In addition, two SNPs, both localized in the NOS1AP gene, showed significantly increased NOx values in BIP patients.
The present results suggest that NO signaling and NOS genotypes play an important role in the pathogenesis of mental illness. Naturally, this study cannot clarify whether these changes are causally related to disease processes or whether they are rather epiphenomena of the diseases. These gene variants may in turn be important in the regulation of peripheral NOx levels. The research also provides evidence to further refine and investigate the use of NOx as a potential peripheral biomarker. Future studies investigating the effectiveness of NOx modulating pharmaceuticals may benefit from dividing diagnostic groups by subgroups that observe both NOS risk gene variants and peripheral NOx concentrations in terms of a biomarker
Sensing cell states induced by chemical probes and approved drugs using fluorescent based biological reporters
No full textBioactive small molecules are used in many research areas as important tools to uncover biological pathways, interpret phenotypic changes, deconvolute protein functions and explore new therapeutic strategies in disease relevant cellular model systems. To unlock the full potential of these small molecules and to ensure reliability of results obtained in cellular assays, it is crucial to understand the properties of these small molecules. These properties encompass their activity and potency on their designated target(s), their selectivity towards unintended off-targets and their phenotypic effects in a cellular system. Approved drugs often engage with multiple targets, which can be beneficial for some applications such as treatment of cancer where several pathways need to be inhibited for treatment efficacy. However, targeting multiple key proteins in diverse pathways also increases the possibility for unspecific or unwanted side effects. For many drugs the entire target space that they modulate is not known. This makes it difficult to use these drugs for target deconvolution or functional assays with the aim to understand the underlying biological processes. In contrast to drugs, for mechanistic studies, a good alternative are chemical tool compounds so called chemical probes that are usually exclusively selective as well as chemogenomic compounds, that inhibit several targets but have narrow selectivity profiles. Because they are mechanistic tools, chemical tool compounds must meet stringent quality criteria and they are therefore well characterized in terms of their potency, selectivity and cellular on-target activity. To ensure that an observed phenotypic effect caused by a compound can be attributed to the described target(s), it is essential to study also properties of chemical tools leading to unspecific cellular effects. There are a variety of unspecific effects that can be caused by physiochemical compound properties that can interfere with phenotypic assays as well as functional compound evaluations. One of these effects is low solubility causing toxicity or intrinsic fluorescence potentially interfering with assay readouts. But unanticipated cellular responses can also arise from unspecific binding, accumulation in cellular compartments or damage caused to organelles such as mitochondria or the cytoskeleton that can result in the induction of diverse forms of cell death.
In this study, we investigated the influence of a variety of small molecules on distinct cell states, by establishing and validating high-content imaging assays, which we called Multiplex assay. This assay portfolio enabled us to detect different cellular responses using diverse fluorescent reporters, such as the influence of a compound on cell viability, induction of cell death programs and modulation of the cell cycle. Additionally, general compound properties such as precipitation and intrinsic fluorescence were simultaneously detected. The assay is adaptable to assess other cellular properties of interest, such as mitochondrial health, changes in cytoskeletal morphology or phospholipidosis. A significant advantage of the assay is that we are using live cells, so we can capture dynamic cellular changes and fluctuations that can be crucial for the understanding of cellular responses
A high-resolution map of functional miR-181 response elements in the thymus reveals the role of coding sequence targeting and an alternative seed match
No full textMicroRNAs (miRNAs) are critical post-transcriptional regulators in many biological processes. They act by guiding RNA-induced silencing complexes to miRNA response elements (MREs) in target mRNAs, inducing translational inhibition and/or mRNA degradation. Functional MREs are expected to predominantly occur in the 3' untranslated region and involve perfect base-pairing of the miRNA seed. Here, we generate a high-resolution map of miR-181a/b-1 (miR-181) MREs to define the targeting rules of miR-181 in developing murine T-cells. By combining a multi-omics approach with computational high-resolution analyses, we uncover novel miR-181 targets and demonstrate that miR-181 acts predominantly through RNA destabilization. Importantly, we discover an alternative seed match and identify a distinct set of targets with repeat elements in the coding sequence which are targeted by miR-181 and mediate translational inhibition. In conclusion, deep profiling of MREs in primary cells is critical to expand physiologically relevant targetomes and establish context-dependent miRNA targeting rules
