Immunocytochemistry of brain-reactive monoclonal antibodies in peripheral tissues

Among a total of 135 tissue-reactive monoclonal antibodies previously prepared, 81 were brain-selective and were classified into neuronal and non-neuronal categories. The neuronal antibodies were again subdivided into antineurofibrillar, antiperikaryonal-neurofibrillar, and antisynapse-associated groups. On the basis of morphologic, developmental, biochemical, and pathologic criteria, the antibodies in at least two of these groups were found to detect heterogeneous antigens (called "neurotypes") rather than different antigenic determinants in single antigens. On examining the distribution in peripheral organs of staining patterns of 11 antineuronal brain-reactive antibodies, we now confirm that these antibodies are, indeed, largely brain-specific. In general, non-neuronal elements in liver, lung, heart, thymus, intestine, adrenal, and spleen remained unstained. However, most of the antibodies stained peripheral neural elements. Occasional antibodies did stain selected, non-neuronal structures. Four out of five antineurofibrillar antibodies stained nerve fibers in adrenal medulla, intestine and thymus. All of three antiperikaryonal-neurofibrillar antibodies also stained nerve fibers in the adrenal medulla, but not in other organs. Two out of three antisynapse-associated antibodies stained what appear to be nerve contacts on adrenal medullary cells, but not on any other peripheral cells examined. The non-neuronal peripheral staining patterns were restricted to selective nuclear staining exhibited by two out of five antineurofibrillar antibodies and the staining of macrophage and selected cardiac muscle nuclei by two of three antisynapse-associated antibodies. However, one antineurofibrillar antibody also stained the cytoplasm of selected liver cells. Among non-neuronally reacting antibodies, two antibodies stained nuclei of all cells except neurons in brain as well as peripheral organs. An antibody staining the ciliary epithelium of choroid plexus also stained basal bodies of ciliated bronchial epithelium. The overall data suggest that the specificity of brain-reactive antibodies is high and that their cross-reactivity with epitopes in non-nervous tissue is rare. In these cases, the antibodies seem to provide specific reagents for these additional structures as well as for their specific brain antigens.     

Bacteriochlorophyllgehalt und Proteinmuster der Thylakoide von Rhodospirillum rubrum während der Morphogenese des Photosynthese-Apparates

Zusammenfassung Der Zusammenhang zwischen dem spezifischen Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen und der Thylakoidmorphogenese wird an Rhodospirillum rubrum untersucht. Bei der Induktion des Photosynthese-Apparates wird zunächst Bacteriochlorophyll synthetisiert, obgleich noch keine Thylakoide gebildet werden (1. Phase). Werden Thylakoide ausgebildet, so steigt der spezifische Bacteriochlorophyllgehalt der Thylakoide in Abhängigkeit vom spezifischen Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen an, bis ein Wert von 12–13 g Bacteriochlorophyll je mg Zellprotein erreicht ist (2. Phase). Während der Wert für die Zellen darüber hinaus weiter erhöht werden kann, bleibt der Wert der Thylakoide konstant bei 100 g Bacteriochlorophyll je mg Thylakoid-Protein (3. Phase). Isolierte Thylakoide aus Zellen mit niedrigem Bacteriochlorophyllgehalt besitzen geringere Durchmesser als Thylakoide aus Zellen mit höheren Werten. Auch hinsichtlich der Zusammensetzung der Thylakoide in Abhängigkeit von den steigenden Bacteriochlorophyllgehalten bei induzierten Zellen konnten Unterschiede festgestellt werden. Ähnlich wie die spezifischen Bacteriochlorophyllgehalte der Thylakoide, nähern sich die verschiedenen Proteinbausteine der Thylakoide einem festen Verhältnis zueinander, das sich oberhalb von 10–14 g Bacteriochlorophyll je mg Zellprotein nicht mehr ändert. Mit Zunahme des Bacteriochlorophyllgehaltes der Zellen steigt der Gehalt an thylakoidspezifischen Proteinen in den Membranen an und der Anteil der für die Cytoplasmamembran spezifischen Komponenten nimmt ab.

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The bacteriochlorophyll content and protein composition of chromatophores (=thylakoids) of Rhodospirillum rubrum during morphogenesis of the photosynthetic apparatus

Summary The correlation between the specific bacteriochlorophyll content of whole cells and the morphogenesis of chromatophores was investigated in Rhodospirillum rubrum. During the first phase after induction of the photosynthetic apparatus bacteriochlorophyll is synthesized without formation of chromatophores. In a second phase chromatophores increases in a linear correlation to the specific bacterichlorophyll content of the cells. In a third phase, when the specific bacteriochlorophyll content of the cells has reached 12–13 g/mg protein, the specific bacteriochlorophyll content of the chromatophores remains constant (100 g/mg protein). Isolated chromatophores from the second phase have smaller diameters, than chromatophores from the third phase. The composition of the protein compounds of isolated chromatophores changes during the development of the chromatophores in a similar fashion as the specific bacteriochlorophyll content of chromatophores does change. With increasing bacteriochlorophyll content of the cells the chromatophore specific proteins in the membranes increase whereas proteins specific for the cytoplasmic membrane decrease until both reach a constant level.

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Verwendete Abkürzungen BChl. Bacteriochlorophyll     

Quantitative DNS-Bestimmungen von Ameisenhirnzellen

Zusammenfassung Gehirnzellen von Myrmica laevinodis-Arbeiterinnen wurden Feulgengefärbt und dabei 1–6 oder 15 Std im Schiffschen Reagens behalten. Die Farbintensität wurde mikrospektrophotometrisch bestimmt. Die Tiere des einen Nestes zeigten ein Extinktionsmaximum nach 1 Std Aufenthalt im Schiffschen Reagens, die eines anderen Nestes nach 5 Std. Die Färbedauer ist also ein weiterer Faktor, der bei quantitativen DNS-Bestimmungen zu berücksichtigen ist.

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Quantitative determination of DNA in feulgen stained brain cells of antsI. The effect of the staining duration on the extinction

Summary Brains of adult Myrmica laevinodis (Hymenoptera, Formicidae) workers were Feulgen stained. They were kept in Schiff's reagens for 1 to 6 hours. In specimens from one nest the colour maximum was reached after 1 hour, in others from a different nest after 5 hours. The colour intensity measured by microspectrophotometry depended on the time the brains stayed in Schiff's reagens. This result means that the time of staying in Schiffs reagens is another factor influencing the amount of measurable DNA.

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Die Untersuchung wurde mit Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfond durchgeführt.

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Die Laborantin Frl. Elisabeth Räber trug mit tatkräftiger, selbständiger Arbeit zum Fortgang der Untersuchung bei. Prof. Dr. F. Ruch stellte uns großzügigerweise sein Mikrospektrophotometer zur Verfügung, wofür ich ihm herzlich danke.     

Die Cytologie der Pädogenese und der Geschlechts-bestimmung einer heterogonen Gallmücke

Zusammenfassung Die weiblichen Larven der heterogonen Gallmücke Heteropeza pygmaea (Syn.: Oligarces paradoxus) können milieuabhängig viviparpädogenetisch sowohl weibliche als auch männliche Nachkommen erzeugen.Das Divergieren der pädogenetischen Entwicklung von Weibchen und Männchen ist spätestens im Laufe der ersten Reifeteilung sichtbar: Bei Weibchen läuft nur eine, und zwar eine äquationelle Reifeteilung ab. Der nicht reduzierte Eikern enthält ungefähr 77 Chromosomen. Der einzige Richtungskern degeneriert in der Regel. Aus Eiern, in denen beide Reifeteilungen durchgeführt werden und der Chromosomensatz des Eikerns auf 38 oder 39 Chromosomen reduziert wird, entwickeln sich Männchen. Die drei Richtungskerne degenerieren nicht, sondern beteiligen sich an der Furchung.Die Männcheneier sind in der Regel schon vor der Metaphase der ersten Reifeteilung daran zu erkennen, daß sie größer sind als Weibcheneier gleichen Kernteilungsstadiums und außerdem eine im Verhältnis zur Nährkammer sehr viel größere Eikammer haben.Zwischen Meiose und erster Furchungsteilung der Männchen wird die Chromosomenzahl des reduzierten Eikerns aufreguliert, indem zwei oder mehrere somatische Kerne der Mutter mit dem Eikern verschmelzen. Diese somatischen Kerne wurden schon während der Meiose in der Eikammer beobachtet.In der zweiten bis vierten Furchungsteilung werden in Weibchen und Männchen Chromosomen aus den zukünftigen somatischen Kernen eliminiert (1. El.). Jeweils ein Kern jedes Embryos, der spätere Keimbahnkern, wird von dieser Elimination ausgenommen. Im Männchen ist dies stets ein Abkömmling des auf regulierten Kerns. Aus den anderen Abkömmlingen des aufregulierten Kerns werden die zur Aufregulation verwendeten Chromosomen der mütterlichen Somakerne eliminiert.In der sechsten bis achten Furchungsteilung wird in beiden Geschlechtern aus den künftigen somatischen Kernen ein einzelnes Chromosom eliminiert (2. El.). Danach enthalten die Somakerne die endgültigen Chromosomenzahlen: im Weibchen 10, im Männchen 5. Die Chromosomenzahl der Spermatocyten II beträgt 7.Meinem verehrten Lehrer, Prof. Dr. H. Ulrich, danke ich für die Anregung zu dieser Arbeit und den stets fördernden Einfluß, den er auf den Fortgang der Untersuchungen ausübte. Ich danke Herrn F. Würgler und Herrn Dr. W. Sautee für ihre Hilfe bei der Auswertung und meiner Mutter für ihre Unterstützung beim Verfassen des Manuskripts. Prof. J. Seiler und Prof. H. Bauer danke ich für ihre wertvollen Ratschläge.     

Zur Kenntnis vonChlamydomonas suboogama

Zusammenfassung Die Variatonsbreite der Merkmale von vegetativen Zellen und von Gametangien ist beiChl. suboogama größer als es nach früheren Untersuchungen schien.Vegetative Zellen können ellipsoidische, eiförmige oder zylindrische Gestalt haben.—Die Oberfläche des Chromatophors herangewachsener vegetativer Zellen ist durch kurze, längs verlaufende Rippen gegliedert.Außer in Gruppen von drei Makrogametangien und einem Spermatogon (was die Regel bildet) bzw. einem Makrogametangien und einem Spermatogon, können die Gametangien auch isoliert vorkommen; sie sind dann relativ groß und entstehen höchstwahrscheinlich durch direkte Umwandlung aus einer Gametangienmutterzelle. In den großen Spermatogonen entsthen 16 oder 32 Spermein (sonst 4 oder 8).Die frisch entleerten Spermein besitzen eine Wand. Diese wird—früher oder später—vor der Befruchtung abgestreift.An den Makrogameten, jungen Zygoten sowie an den mitunger stellenweise abgehobenen Protoplasten vegetativer Zellen ist ein hyaliner Saum ausgebildet, dessen Natur sich nicht klären ließ.Der Entwicklungsgang der Gametangien und Gameten ist tagezeitlich gebunden. Unter den Beleuchtungs-und Temperaturverhältnissen, wie sie in der ersten Hälfte Mai herrschen, zerlegen sich die Gametangienmutterzellen in den Nachmittags-und Nachtstungen in vier Tochterzellen; diese reifen am folgenden Vormittag zu drei Makrogametangien und einem spermatogon heran und entlassen die Hauptmasse der Gameten in den Mittagsstunden.Mit 5 Textabbildungen     

A NOTE ON THE SOURCE AND IDENTIFICATION OF THE STRAINS OF HETEROFERMENTATIVE LACTOBACILLI SUBMITTED TO CHROMATOGRAPHIC ANALYSIS

SUMMARY: The examination of 91 strains of heterofermentative lactobacilli and the subdivision of the groups by the chromatographic patterns is described. The overall assessment of differences suggests that division is arbitrary; however, selection of certain characters has produced a division which is in agreement with the previous biochemical grouping.     

SPORE GERMINATION AND DEVELOPMENT OF THE YOUNG GAMETOPHYTE OF THE OSTRICH FERN (MATTEUCCIA STRUTHIOPTERIS)

Light is required for the germination of spores of Matteuccia struthiopteris. Histochemical studies show that dormant spores contain no starch, but have an abundance of storage protein granules. Starch accumulates in the numerous chloroplasts of the spore on exposure to light and becomes gradually more extensive. Protein granules disappear as germination progresses. Following this, the centrally located nucleus migrates toward the proximal spore face. Concomitant with the nuclear migration, an increase of cytoplasmic RNA surrounding the nucleus occurs. An equal nuclear division and unequal cell division give rise to a 2-celled gametophyte consisting of a large prothallial cell and smaller rhizoidal cell. A new peripheral wall forms around the entire protoplast at the time of nuclear migration, while a transverse wall forms after nuclear division. The rhizoid emerges through the split raphe along the proximal spore face; it is rich in cytoplasmic RNA but contains very few chloroplasts and little starch. Electron microscopy of the 2-celled stage revealed a greater concentration of mitochondria, Golgi bodies, and a more extensive endoplasmic reticulum in the rhizoid than was found in the prothallial cell, which, however, was far richer in chloroplasts and lipid bodies. As the rhizoid elongates and becomes more vacuolated, cytoplasmic RNA decreases as cytoplasmic protein increases. The rhizoid undergoes no cell divisions, while the prothallial cell retains the potential for further cell division. The possible significance of the distribution of storage products, cell organelles, and other cell components were considered in relation to the non-equational cell division and differentiation of the 2 cells.     

The Influence of water salinity on the free amino acid concentration in muscle and hepatopancreas of adult shrimps, Penaeus japonicus

Variations of the total free amino acid (FAA) pool and the content of specific amino acids have been measured in the muscle and hepatopancreas of adult shrimps, Penaeus japonicus, acclimatized at five water salinities: 38, 32, 26, 20 and 14%‰ The FAA content is always higher in muscle than in hepatopancreas at all tested salinites. On the other hand, the hepatopancreas exhibits the highest concentrations of essential amino acids. Two steps in the evolution of FAA content can be observed, the first one regarding decrease in salinity from 38 to 20%‰ and the second one, when salinity goes below 20%_°. The first step can be characterized by a 16% decrease of total FAA content in the muscle and a 36% increase in the hepatopancreas. In muscle, the variations are mainly due to changes in non-essential FAA content, whereas in the hepatopancreas, they are linked to variations in essential FAA content. The other step is characterized by a drastic increase in moisture and decrease in FAA content in both studied organs when water salinity is 14%‰ The total FAA content is about 40% lower in shrimps at 14%_° compared to 38%‰ seawater salinity. During adaptation, the FAA pool (mainly NEFAAs) of muscle seems to be directly related to osmoregulation, whereas in the hepatopancreas, its evolution seems to be linked with energy expenditure and protein synthesis. The results are evaluated in order to elucidate the role of FAA in intracellular osmoregulation and in relation to animal ecology.     

Maltose excretion by the symbiotic Chlorella of the heliozoan Acanthocystis turfacea

Chlorella sp. strain 3.83, a symbiotic Chlorella isolated from the heliozoan Acanthocystis turfacea, excreted between 8% and 16% of assimilated ¹⁴CO₂ as maltose in the light (15000 lx), with a pH optimum around 4.8. This percentage increased when the illuminance was lowered (36% at 1700 lx). Release of [¹⁴C]maltose continued in darkness and could be inhibited by the uncoupler carbonyl cyanide p-trifluoro-methoxyphenylhydrazone and by diethylstilbestrol. Net efflux of maltose was observed even at a concentration ratio of extracellular/intracellular maltose of 7.8. Exogenous [¹⁴C]maltose (5 mM) was taken up by the cells with a rate <2% of that of simultaneous maltose release, indicating a practically unidirectional transport. It is concluded that maltose excretion is an active-transport process.Abbreviations DES diethylstilbestrol - FCCP carbonyl cyanide p-trifluoromethoxyphenyl hydrazone - p.c. packed cells This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft. Thanks are due to Doris Meindl for skillful experimental help.