Beelen, Charlotte Johanna (2020) Modelling the Phototransduction Cascade in different light regimes: from Single Photon Responses to Light Adaptation. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

This dissertation examines the phototransduction cascade, a biochemical reaction network responsible for the translation of light stimuli into electrical signals in rod cells in the retina. In this thesis, this signaling cascade is modelled numerically and simulations are carried out for different conditions: various light stimuli, ranging from saturating to single photons, and genetic knockouts of different proteins of the signaling cascade. The simulation results are compared to electrophysiological measurements. Special emphasis is put on single photon responses, which exhibit a surprisingly low variability. A stochastic model is developed for the simulation of these responses. The simulations and experimental measurements are statistically analyzed, and the results are compared and interpreted.

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Modellierung der Phototransduktionskaskade in verschiedenen Lichtverhältnissen: von einzelnen Photonen bis Sättigung

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In dieser Dissertation geht es um die Phototransduktionskaskade, das biochemische Reaktionsnetzwerk, welches in den Stäbchen in der Netzhaut die Umwandlung eines Lichtreizes in ein elektrisches Signal vollzieht. In der Arbeit wird diese Signalkaskade numerisch modelliert und es werden Simulationen unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt: verschiedene Lichtreize, von sättigend bis hin zu einzelnen Photonen, und unterschiedliche genetische Knockouts der Proteine der Kaskade. Die Ergebnisse der Simulationen werden mit elektrophysiologischen Messungen verglichen. Ein besonderer Fokus liegt auf Antworten auf einzelne Photonen, die eine außergewöhnlich niedrige Variabilität haben. Für die Simulation dieser Lichtantworten wird ein stochastisches Modell entwickelt. Die Simulationen und die experimentellen Messungen werden statistisch ausgewertet und die Ergebnisse werden verglichen und interpretiert.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Lichtreiz, Elektrophysiologie, Systembiologie
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	17 Dec 2020 14:32
Last Modified:	21 Dec 2020 09:27
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/4738
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-48192
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