A chromosome study in multiple sclerosis

Summary Chromosome studies of 30 patients with multiple sclerosis and 30 controls have been made. The results show that there is no significant increase in the frequency of structural aberrations in the multiple sclerosis patients. It is suggested that previously reported differences may have been due to technical factors, the nature of which is discussed.

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Zusammenfassung Bei 30 Patienten mit multipler Sklerose und 30 Kontrollen wurden die Chromosomen untersucht. Es fand sich bei den Patienten kein signifikanter Anstieg in der Häufigkeit struktureller Aberrationen. Vielleicht wurden früher mitgeteilte Unterschiede durch technische Faktoren, die im einzelnen diskutiert werden, vorgetäuscht.

     

Chromosome studies in patients with ulcerative colitis

Summary Chromosome preparations from 16 patients with ulcerative colitis showed a significant increase in structural chromosome abnormalities as compared to controls. The most striking finding was the high incidence of breaks affecting both chromatids at the same locus (7.1% of mitoses in patients, 0.6% in controls). There was also an excess of chromatid breaks, gaps of one or both chromatids, acentric fragments and morphologically abnormal chromosomes. The possible causes of chromosomal breakage and the eventual relationship of this breakage to the high incidence of colon carcinoma in these patients are discussed.

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Zusammenfassung Chromosomenpräparationen von 16 Patienten mit Colitis ulcerosa zeigten eine signifikante Vermehrung struktureller Chromosomenanomalien im Vergleich mit den Kontrollen. Das auffälligste Ergebnis war die hohe Häufigkeit von Isochromatidenbrüchen (7,1% der Mitosen bei Patienten, 0,6% bei Kontrollen). Chromatidenbrüche sowie gaps einer oder beider Chromatiden sowie azentrische Fragmente und morphologisch abnorme Chromosomen waren ebenfalls vermehrt. Die möglichen Ursachen der Chromosomenbrüchigkeit und ihre möglichen Beziehungen zu der hohen Häufigkeit des Coloncarcinoms bei diesen Patienten werden diskutiert.

     

Screening for minute deletions in patients with suspected cri-du-chat syndrome and apparently normal karyotype

Summary Measurement studies were carried out on the B-group chromosomes in three patients with suspected cri-du-chat syndrome, four karyotypically confirmed cases of the syndrome and three normal subjects. None of the propositi showed a detectable short-arm deletion. Within the four cases with obvious short arm deletion the amount of the deletion varies to a high degree. In addition to the technique of chromosome measurement proposed by other authors (e.g. Warburton et al., 1967, 1969; Miller et al., 1969), we present another method easely to apply for screening purposes in cases in which a deletion is not readily detectable, blind studies were unsuccessful, or when the amount of the deletion ought to be demonstrated.

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Zusammenfassung Messungen der B-Chromosomen wurden in Metaphasen verschiedener Probanden durchgeführt: 1. drei Patienten mit Verdacht auf Cri du Chat-Syndrom ohne sichtbare Defizienz am kurzen Arm von Chromosom 5; 2. vier Patienten mit deutlich erkennbarer Defizienz; 3. drei gesunde Vergleichspersonen mit unauffälligem Karyotyp. Eine Deletion war in keinem der Verdachtsfälle nachweisbar. In der Gruppe mit Defizienz zeigte sich eine erhebliche Variation im Ausmaß des deletierten Segments. In Ergänzung zu Methoden der Chromosomenmessung anderer Autoren (vgl. Warburton et al., 1967, 1969; Miller et al., 1969) wird eine weitere einfache Methode angewendet, die unter geringem Aufwand in Zweifelsfällen Aufschluß über das Vorhandensein und Ausmaß einer Deletion am kurzen Arm eines B-Chromosoms geben kann.

     

Cytologische und cytogenetische Untersuchungen an Hirntumoren

Zusammenfassung Die cytogenetische Untersuchung einer Reihe von 40 kurzzeit-gezüchteten menschlichen Meningeomen ergab als Hauptbefund den Verlust eines kleinen akrozentrischen Chromosoms der Gruppe 21–22 bei 32 Tumoren. 6 Tumoren hatten einen offensichtlich normalen Chromosomensatz, 2 Tumoren eine numerische Chromosomenveränderung ohne Beteiligung eines G-Chromosoms.Bei 18 Meningeomen war der G-Chromosomenverlust die einzige Veränderung; sie bestand entweder bei allen untersuchten Mitosen oder neben einer zusätzlichen normalen Zellinie. Histologisch entsprach diese Gruppe dem typischen endotheliomatösen Meningeom mit unterschiedlich ausgeprägten Sekundärstrukturen und regressiven Veränderungen.Bei 14 Tumoren fehlten neben dem fehlenden G-Chromosom 1–5 weitere Chromosomen; der jeweilige Karyotyp war dabei für den betreffenden Tumor konstant. Die Gruppe mit 44-43 Chromosomen entsprach histologisch überwiegend einem fibromatösen Meningeom, diejenige mit 42-40 Chromosomen einem atypischen endotheliomatösen Meningeom. Tumoren mit mehr als 46 und weniger als 40 Chromosomen fehlten in unserem Material. Bei einigen Meningeomen existierte eine Stammlinie mit einem deletierten Chromosom, in der Regel waren jedoch strukturelle Veränderungen selten. Es konnte lediglich eine Tendenz zur Assoziation von Zentromeren und Telomeren nachgewiesen werden, wobei gelegentlich die Unterscheidung von dizentrischen Chromosomen nicht mehr möglich war.Es wird auf die Ähnlichkeit zwischen dem Befund des Ph¹-Chromosoms bei der chronischen myeloischen Leukämie und der G-Monosomie bei den Meningeomen hingewiesen, sowie auf die Tatsache, daß bei Virusinfektion menschlicher Zellkulturen oft als initiale Veränderung der Verlust eines G-Chromosoms zu verzeichnen ist. Es wird die Möglichkeit diskutiert, daß diese Chromosomenveränderung eine unlimitierte Zellvermehrung induziert.

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Cytological and cytogenetical studies on brain tumors I. The chromosome aberrations of human menigiomas

Summary The chromosomal investigation of a series of 40 short term cultured human meningiomas revealed as main finding the loss of a short acrocentric chromosome of the 21–22 group in 32 tumors. 6 tumors had an apparantly normal chromosome complement, 2 tumors had a numerical chromosome aberration without G-chromosome loss involved.In 18 meningiomas the G-chromosome loss was the only finding either in all mitoses investigated or besides a normal accessory cell line. Histologically this group corresponded with the typical endotheliomatous meningioma with more or less secondary structures and regressive alterations.14 tumors showed a loss of 1–5 chromosomes besides the missing G-group chromosome, but without variation of the karyotypes. The group with 44-43 chromosomes corresponded histologically mostly with a fibromatous meningioma, the group with 42-40 chromosomes with an atypical endotheliomatous meningioma. Tumors with more than 46 and less than 40 chromosomes were absent. In some meningiomas a stemline with a deleted chromosome could be found, but in general structural aberrations were few. Only a tendency to centromere and telomere associations, occasionally not distinguishable from dicentric chromosomes, has been found.The similarity between the Ph¹-chromosome in chronic myelogenic leukemia and the G-monosomy in the meningiomas as possible inducer of unlimited cell propagation was discussed. Furthermore the attention was drawn to the often found initial G-chromosome loss in human virus infected cell cultures.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Mit technischer Assistenz von Jutta Winkler und W. Kofler.     

Chromosomes in patients treated with Azathioprine

Summary Chromosomes from leukocyte cultures and direct bone marrow preparations from patients under Azathioprine treatment were examined and compared with those from uremic patients and normal controls not taking Azathioprine. The results indicate a toxic effect of the drug, as well as an effect of uremia on the chromosome complement. The significance of these findings is discussed, especially in relation to several reports concerning malignant processes arising during or after Azathioprine intake. According to our findings, a relation between immunosuppression and malignancy seems more likely than a direct cancerogenicity of Azathioprine.

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Zusammenfassung Chromosomen aus peripherem Blut und direkten Knochenmarkspräparaten von Patienten unter Azathioprin-Therapie wurden verglichen mit solchen von gesunden Kontrollpersonen und urämischen Patienten ohne Azathioprin-Einnahme. Die Ergebnisse sprechen für eine toxische Chromosomenschädigung sowohl durch Azathioprin als auch die urämische Stoffwechsellage. Die Bedeutung dieser Befunde, insbesondere im Zusammenhang mit mehrfach berichteten malignen Prozessen nach Azathioprin-Einnahme, wird diskutiert. Unsere Ergebnisse lassen eher einen Zusammenhang zwischen Immunosuppression und malignem Geschehen vermuten als eine direkte cancerogen Wirkung von Azathioprin.

     

Die DNS-Synthese in den Chromosomen von Rattus norvegicus während der letzten Stunde der S-Phase

Zusammenfassung An fetalen Zellen der Laborratte wurde der Einbau von ³H-Thymidin in einzelne Chromosomensegmente nach Dauermarkierung quantitativ mittels Kornzählung untersucht. Der ausgewertete Zeitraum umfaßt die letzten 60 min der S-Phase. In diesem Intervall wurde ein distinktes Muster der DNA-Synthese auf den einzelnen Chromosomenabschnitten beobachtet (X-bis Z-Phase). Sehr hohe Syntheseaktivitäten zeigen die Satelliten der Chromosomenpaare Nr. 3 und Nr. 19 sowie die kurzen Arme der Paare Nr. 13 und Nr. 14. Die Aktivitätsmuster der Autosomen stimmen in beiden Geschlechtern im Wesentlichen überein.Das Y-Chromosom ist spät-replizierend und hat auch in der Z-Phase noch einen signifikant erhöhten ³H-Thymidineinbau. Die X-Chromosomen der Ratte sind, entgegen früheren Vermutungen anderer Autoren, nicht die längsten Chromosomen der Gruppe XX, 4–10, sondern das 5. Paar dieser telocentrischen Chromosomen. Mittels Heterochromatinfärbung konnte dieser Befund bestätigt werden.

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DNA Synthesis in the chromosomes of Rattus norvegicus during the Last Hour of the S-Phase

A quantitative analysis of DNA synthesis by means of grain counting after continuous labeling was made on female and male cells of the laboratory rat. Mitoses labeled in the last hour of the S-phase were analysed and the activity sites over individual chromosome segments were plotted. — A non-random distribution of label was detected in this final interval. Very high synthesis activities were observed on the satellites of chromosome No. 3 and No. 19 as well as on the short arms of No. 13 and No. 14. The labeling patterns of the autosomes are corresponding for both sexes. — The Y chromosome is late replicating and shows a relatively heavy label even in the Z interval. In consequence of the labeling pattern in female cells it was concluded that the X chromosomes are not the longest of their group of telocentric chromosomes. In cells exposed to ³H-thymidine during the X and Y interval a prominently labeled putative X chromosome was observed standing between 8th and 10th position in group XX, 4–10. This is in coincidence with results obtained by heterochromatin staining.

     

Meiosis in males of the brown planthopper, Nilaparvata lugens

Meiosis in spermatocytes was studied among the three biotypes of the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål). The chromosome number, morphology, and behavior of the biotypes were similar. The autosomes divided normally, reductional for the first division and equational for the second. The X chromosome had an unstable segregation behavior; it may segregate equationally or reductionally during the first division depending on its chromatid's orientation. Metaphase I plates contained 14 autosomal bivalents and an X chromosome (14_II + X). The co-oriented sister chromatids of the X chromosome moved together to either one of the poles during anaphase I, while auto-oriented sister chromatids segregated to opposite poles. Because of the anomalous segregation behaviour of the X chromosome, metaphase II plates may both contain 14_I + X chromatid, or one with only 14_I and the other with 14_I + X chromosome. Male N. lugens has a diploid chromosome number of 29.

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Zusammenfassung Die Meiose in Spermatozyten wurde in drei Biotypen von Nilaparvata lugens (Stål) studiert. Die Anzahl der Chromosomen, die Morphologie und das Verhalten der Biotypen waren ähnlich. Die Autosomen teilten in einer normalen Weise, reduzierend für die erste und äquatorial für die zweite Teilung. Das X-Chromosom hatte ein unstabiles Teilungsverhalten; es kann sich äquatorial oder aber auch reduktional trennen, je nachdem wie sich sein Chromatid orientiert hat. Die Ebenen der Metaphase I enthalten 14 autosome Bivalente und ein X-Chromosom (14_II + X). Die co-orientierten Schwester-chromatiden des X-Chromosoms bewegen sich während der Anaphase I zusammen zu einem der beiden Pole, während auto-orientierte Schwester-chromatiden sich nach entgegengesetzten Polen trennen. Wegen des ungewöhnlichen Teilungsverhaltens des X-Chromosoms, können beide Metaphase II Ebenen 14_I und X Chromatid enthalten, oder aber eine Ebene enthält 14_I und die andere 14_I + X.

     

Sur la structure des chromosomes salivaires de Bilobella massoudi Cassagnau (Collembola: Neanuridae)

This work is a study of the giant salivary chromosomes of a Collembolan species of the family Neanuridae, Bilobella massoudi, recently discovered in North Jugoslavia. The salivary glands of this species have a great number of nuclei (from 100 to 140) containing polytene chromosomes which are very short and easy to spread. Their number is diploid (2n=14), with sometimes partial pairing of the homologues and they are characterized by the presence of broad heterochromatic zones. Chromosomes VI and VII produce ringlike nucleoli. Differences of structure are observed in these chromosomes according to ecological conditions which influence the animal's life.

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Zusammenfassung Wir studieren in dieser Arbeit die Riesenchromosomen eines im Norden Yugoslaviens kürzlich entdeckten Collembolen der Neanuridae-Familie, Bilobella massoudi. Die Speicheldrüsen dieser Art besitzen zahlreiche Kerne (100–140), deren polytäne Chromosomen besonders kurz und leicht ausbreitbar sind. Ihre Zahl ist diploid (2n=14), und sie sind charakterisiert durch die Anwesenheit breiter, Scheiben- oder schärpenförmiger Zonen von negativem Heterochromatin. Zwei dieser Chromosomen (VI und VII) haben ringförmige Nukleolen.Strukturveränderungen wurden bei diesen Chromosomen bemerkt, je nach den ökologischen Bedingungen, denen diese Tiere unterworfen sind.

     

Die Rolle der Fimbrien bei der eigenartigen Sternbildung von Agrobacterium luteum

Zusammenfassung Die bemerkenswerte Sternbildung von Agrobacterium luteum Stamm A61 (Moll et al., 1967; Ahrens, 1968) ist auf polare Fimbrien zurückzuführen, die um die Sternaggregate ausgebreitet sind. Es wird angenommen, daß sich Schwärmzellen an den Fimbrien verfangen und durch Kontraktion rasch zum Stern gezogen werden. Nach elektronenoptischen Präparaten sind die Fimbrien bis zu 10,5 lang und können die beobachtete Sternbildung gut erklären. Agrobacterium luteum Stamm B14 besitzt ebenfalls lange polare Fimbrien. Beide Stämme tragen peritriche Geißeln, deren Struktur sich deutlich von den dünnen und unregelmäßigen Fimbrien unterscheidet.

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The function of fimbriae in the peculiar star formation of Agrobacterium luteum

Summary The remarkable way of star formation in Agrobacterium luteum strain A61 (Moll et al., 1967; Ahrens, 1968) was found to be due to polar fimbriae which are spread around the star-shaped aggregates. It is assumed that swarmers adhere to the fimbriae and, by contraction, are swiftly pulled towards the star. As seen in electron microscopic preparations, the fimbriae are up to 10,5 long and may well explain the star formation observed. Agrobacterium luteum strain B 14 also possesses long polar fimbriae. Both strains have peritrichous flagella, the structure of which being clearly distinct from the delicate and irregular fimbriae.

     

Die Zuordnung der Koppelungsgruppen zu den Chromosomen bei der Stechmücke Culex pipiens L.

Zusammenfassung Die Numerierung der drei Koppelungsgruppen von Culex pipiens L. (Laven, 1967b) stimmt mit der bisherigen auf der Größe der Chromosomen beruhenden cytologischen Numerierung (Rai, 1963; Dennhöfer, 1968) überein.Das kurze Chromosomenpaar (I) trägt die geschlechtsbestimmenden Faktoren M bzw. m und die geschlechtsgekoppelten Gene der 1. Koppelungsgruppe.Das mittellange Paar (II) entspricht der 2. Koppelungsgruppe, der die Augenfarbmutation ruby (Iltis, Barr, McCelland und Myers, 1965) angehört. Die ungefähre Lokalisierung dieses Allels wird diskutiert.Das längste der Homologenpaare (III) ist der 3. Koppelungsgruppe gleichzusetzen, der z. B. die männchenbegrenzte Palpenmutation kps (Laven, 1955, 1957) angehört.

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The correlation of linkage-groups with chromosomes in the mosquito, Culex pipiens L.

In Culex pipiens L. eight lines with X-ray induced reciprocal translocations and one line with an inversion have been analysed. In such aberrations which are inherited like sex-linked factors, the smallest chromosome is always involved. The sex determining factors M and m respectively are situated on this small chromosome. — The pericentric inversion described here behaves like an autosomal factor and causes semisterility both in females and males due to crossing-over within the inverted region. It is shown that the chromosome of intermediate size carries this inversion and that it belongs to the same linkage group 2 as the eye color mutation ruby. The correlation of linkage groups with chromosomes of the mosquito Culex pipiens is the following: Linkage group 1 bears the sex-factors M and m resp. and the sex-linked genes and is the smallest chromosome (I). Linkage group 2 with the eye color mutation ruby is identical with the chromosome of medium size (II). Linkage group 3 with the male-limited mutation kps is correlated with the longest chromosome (III) (Zusammenfassung see p. 50)

     

Über die Einwirkung von Nucleasen und Proteasen auf die Morphologie menschlicher Chromosomen

Zusammenfassung Nach den üblichen Techniken präparierte ungefärbte Chromosomen wurden unter mikroskopischer Kontrolle mit Hilfe einer Durchströmungsmethode dem Einfluß verschiedener Enzyme ausgesetzt. Diese Durchströmungsmethode garantiert einen vollständigen Austausch des Milieus und eine vollständige Elution der Spaltprodukte.DNase-Einwirkung führt zu feulgennegativen Chromosomenreststrukturen unter Erhaltung der äußeren Chromosomenform. Trypsin führt je nach Konzentration bis zu Strukturverlust der feulgenpositiv verbleibenden Chromosomen. Pepsin hat keinen wesentlichen Einfluß auf die Morphologie und Färbbarkeit.Die nach DNase-Behandlung entstehenden Reststrukturen lassen sich mit Trypsin und Pepsin konzentrationsabhängig jeweils verschieden stark abbauen; die Einwirkung beider Proteasen nacheinander führt zu völligem Verschwinden der Chromosomen. Damit ist ein Proteinanteil am Aufbau der Chromosomen nachgewiesen.Über orientierende Versuche mit RNase-Einwirkung auf Chromosomen und osmotische Versuche an den Reststrukturen wird ebenfalls berichtet. Es folgt eine Diskussion des chemischen und strukturellen Aufbaus der Chromosomen.

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Unstained human chromosome preparations were exposed to various enzymes by suffusion under microscopic control. With the method used, a complete elution of enzyme-treated soluble compounds as well as an exchange of the medium becomes possible.DNAse treatment renders Feulgen-negative chromosome residues with unchanged shape. Trypsine, on the other hand, leads depending on concentration to a complete loss of structure, whereas the Feulgen reaction remains positive. Pepsine does not influence shape or staining.Chromosome residues produced by DNAse suffusion are broken down partially by trypsine as well as pepsine; the degree of decomposition depends on enzyme concentration. Both proteases used one after the other lead to complete disappearance of chromosomes. This result points to an essential roll of proteins in chromosome structure.Additional pilot experiments using RNAse and changing of the osmotic pressure were carried out with the chromosome residues. The consequences of the results mentioned for the problems of chemical composition and structure of chromosomes are discussed.

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Direktor: Prof. Dr. med. Dr. H. Baitsch

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Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit werden von Herrn Ali Bustani als Dissertation der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg i. Br. vorgelegt.     

Inter- und intrachromosomale Verteilung von Chromatidtranslokationen nach Einwirkung von Trenimon auf menschliche Leukocyten in vitro

Zusammenfassung 250 Trenimon-induzierte Chromatidtranslokationen wurden bezüglich ihrer Konfiguration, der Beteiligung der einzelnen Chromosomen bzw. Chromosomengruppen und der Lage der Austauschstellen analysiert. Cis- und trans-Konfiguration (= asymmetrische und symmetrische Translokation) traten in etwa der gleichen Häufigkeit auf, ebenso vollständige und unvollständige Reunion der Bruchflächen. Sowohl die inter- als auch die intrachromosomale Verteilung der Austauschstellen war nicht zufallsgemäß. Homologe Chromosomen waren häufiger an Austauschfiguren beteiligt als nach den relativen Längenanteilen zu erwarten war. Die Chromosomen 6-12+X, 16 und 21+22 nahmen häufiger, die Chromosomen 2–5 seltener am Austausch teil, als erwartet. Die Austauschstellen waren sehr häufig in den proximalen Chromosomenabschnitten (incl. Centromer) sowie in den kurzen Armen der Chromosomen 13–15 und 21+22 lokalisiert.

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Inter- and intrachromosomal distribution of chromatid translocations in human leukocytes after in vitro treatment with trenimon

250 chromatid interchanges induced by Trenimon were analyzed relative to their configuration, the participation of certain chromosomes or chromosome groups and the localization of the exchange points. Cis- and trans-configuration (=asymmetrical and symmetrical interchanges) have been observed in identical frequency. The same was seen relative to complete and incomplete reunion of the breaks. The interchromosomal as well as the intrachromosomal distribution of the exchange points was non-random. Homologous chromosomes participated in interchanges at a higher level of frequency than expected from their relative length. Chromosomes No. 6–12 and X as well as 16 and 21+22 took part in interchanges more frequently and chromosomes No. 2, 3, 4 and 5 more rarely than expected. The exchange points were frequently observed in the proximal regions of the chromosomes (incl. centromere) as well as in the short arms of chromosomes No. 13–15 and 21+22.

     

The densitometric study of G bands on human metaphase chromosomes

Summary The method of densitometric measurement of G bands on human metaphase chromosomes is described, and some factors influencing the densitometric patterns are discussed. The densitometric patterns are reproducible and typical for a given chromosomal pair, although they display some degree of variability. Typical patterns of all human metaphase chromosomes are presented, with the patterns obtained from the measurement of some structurally abnormal chromosomes (t13q14q, t14q21q, Xp-).

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Zusammenfassung Wir beschreiben die Methode der photometrischen Darstellung von G-Banden an menschlichen Chromosomen und diskutieren über einigen Faktoren, die das Resultat beeinflussen. Die photometrischen Kurven sind reproduzierbar und für jedes Chromosomenpaar typisch. Selbstverständlich muß man mit geringen Abstufungen ihrer Variabilität rechnen. Wir zeigen unsere typischen Kurven aller menschlichen Chromosomen, die mit Hilfe der ASG-Technik gefärbt wurden. Gleichzeitig geben wir einige Kurven abnormaler Chromosomen wieder, die auch in unserem Labordargestellt wurden (t(13q14q), t(14q21q), Xp-).

     

Deletion und Translokation heterochromatischer Chromosomenabschnitte bei Microtus agrestis

Zusammenfassung In unbehandelten Nierenepithel-und Fibroblastenkulturen von Microtus agrestis wurden Brüche, Deletionen und Translokationen an den heterochromatischen langen Armen von X-und Y-Chromosomen in 2% aller Mitosen eines weiblichen und 3% der Mitosen eines männlichen Tieres gefunden. In tetraploiden Mitosen sind Deletionen häufiger als in diploiden zu finden. Die Deletionen treten sowohl auf dem X₁ und X₂ des Weibchens als auch auf dem X und Y des Männchens auf. Längenmessungen an normalen und deletierten Chromosomen ergaben, daß die bevorzugte Bruchlokalisation beim X-Chromosom am Übergang vom proximalen zum mittleren Drittel der langen Arme liegt, beim Y in der Mitte der langen Arme. Es wurden Translokationen der azentrischen Fragmente auf die langen Arme von X-Chromosomen und Fusion deletierter X-Chromosomen zu dizentrischen Chromosomen beobachtet, jedoch keine Translokation auf euchromatische Chromosomen. Das häufigere Auftreten von ein oder zwei deletierten Chromosomen in tetraploiden Zellen wird durch Fusion zweier diploider (Schwester-) Kerne in zweikernigen Zellen erklärt die durch Mitose ohne nachfolgende Plasmateilung einer diploiden Zelle mit Chromatidbruch oder deletiertem Chromosome entstanden sind.

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Deletion and translocation of heterochromatic chromosome segments of Microtus agrestis

Summary Breaks, deletions and translocations of the heterochromatic long arms of the X and Y chromosomes were found in 2% of all female mitoses and 3% of male mitoses of untreated kidney epithelial cell and fibroblast cultures of Microtus agrestis. Deletions are more frequent in tetraploid than in diploid mitoses. Deletions were found in the X₁ and X₂ of the female as well as in the X and Y of the male. Length measurements of normal and deleted chromosomes showed that the breaks in the X are preferentially located between the proximal and middle third of the long arm, whereas in the Y chromosome they are near the middle of the long arm. Translocations of acentric fragments to the long arms of X chromosomes and fusions of deleted X chromosomes resulting in dicentric chromosomes were also observed, but no translocations to euchromatic chromosomes could be found. The relatively high frequency of one or two deleted chromosomes in tetraploid cells is explained by a fusion of two diploid (sister-) nuclei in binucleated cells resulting from mitosis without cytoplasmic division of diploid cells with a break of a chromatid or a deleted chromosome.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Identification of a D/E(15/18) translocation chromosome by quinacrine fluorescence and Urea banding techniques

Summary Because of the phenotypic similarities in our patient, with 45 chromosomes including a D/E (15/18) translocation chromosome, and the 18q-syndrome patients, further chromosome identification studies with quinacrine mustard fluorescence and Urea banding techniques were undertaken. Evidence obtained from quantitation of the fluorescence patterns indicated that the clinical similarities may be due the monosomy for approximately a quarter of the long arm of chromosome 18.

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Zusammenfassung Unser Patient mit 45 Chromosomen und D/E (15/18)-Translokation zeigte besondere Ähnlichkeit mit Patienten des 18q-Syndroms. Deshalb wurden weitere Chromosomenuntersuchungen mit Hilfe der Fluorescenzfärbung mit Quinacrin-Mustard sowie mit der Harnstoff-Banding-Technik vorgenommen. Quantitative Auswertung der Fluorescenzmuster ergab, daß die klinischen Ähnlichkeiten durch eine Monosomie für ungefähr ein Viertel des langen Armes von Chromosom 18 verursacht sein könnten.

     

Analyse de la trisomie 9p par dénaturation ménagée

Résumé L'analyse de la structure fine des chromatides obtenue par dénaturation ménagée par la chaleur permet de rapporter un nouveau cas de trisomie pour le bras court du chromosome 9.Un nouvel examen, avec cette même technique, des cas précédemment publiés a permis d'identifier les chromosomes impliqués dans les diverses translocations familiales, de localiser les points de cassure et, par là, de préciser les diverses trisomies ou monosomies associées à la trisomie 9p observée chez les patients.La confrontation des données cytologiques ainsi recueillies et des données phénotypiques observées chez dix patients permet de dégager l'ensemble malformatif correspondant à la trisomie du bras court du chromosome 9 à savoir: Un syndrome dysmorphique: microcéphalie modérée, énophtalmie, obliquité en bas et en dehors des fentes palpébrales, hypertélorisme modéré, oreilles décollées, nez charnu, coins de la bouche tombants, hypoplasie de certaines phalanges. Une particularité des dermatoglyphes: pli palmaire transverse, absence ou fusion de b et c. Une débilité mentale sévère.

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Giemsa-R-banding analysis of the trisomy 9p and report of a new case

Summary Analysis of the chromatid fine structure after heat denaturation led to the identification of another case of trisomy of the short arm of chromosome 9. Reexamination of cases already published by means of this technique permitted identification of the chromosomes involved in the various familial translocations, localization of the breakage sites, and, consequently, detailed statements on the respective trisomies or monosomies occurring in connection with trisomy 9p in the patients.Comparison of the chromosomal findings and the clinical phenotypes of 10 patients reveals that a characteristic clinical entity corresponds to the trisomy of the short arm of chromosome 9 consisting of the combination of the following features: A Malformation Syndrome. Moderate microcephaliy, enophthalmus, antimongoloid slant of palpebral fissures, mild hypertelorism, protruding ears, globulous nose, downward slanting mouth hypoplasia of phalanges. A Peculiarity in the Dermal Ridge System. Transverse palamar flexion crease, absence of a digital triradius or fusion of the triradii b and c. Severe Mental Retardation.

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Zusammenfassung Die Analyse der Feinstruktur der Chromatiden nach Hitzedenaturierung erlaubte die Identifizierung eines neuen Falles einer Trisomie des kurzen Armes von Chromosom 9. Die Nachuntersuchung bereits publizierter Fälle mit dieser Technik ermöglichte die Identifizierung der an den verschiedenen familiären Translokationen beteiligten Chromosomen, die Lokalisierung der Bruchstellen und damit auch genauere Angaben über die unterschiedlichen Trisomien oder Monosomien, die im Zusammenhang mit der bei den Patienten beobachteten Trisomie 9p auftraten.Die Gegenüberstellung der Chromosomenbefunde und der phänotypischen Merkmale bei 10 Patienten erlaubt die Angrenzung der folgenden Kombination klinischer Merkmale, die der Trisomie des kurzen Armes von Chromosom 9 entspricht: Ein Mißbildungssyndrom. Mäßige Mikrocephalie, Enophthalmie, schräg nach außen und unten gerichtete Lidachsenstellung, mäßiger Hypertelorismus, abstehende Ohren, fleischige Nase, abfallende Mundwinkel, Hypoplasie einiger Phalangen. Eine Eigentümlichkeit im Hautleisten- und-furchensystem. Transverse palmare Beugefurche, Fehlen eines digitalen Triradius oder Fusion der Triradien b und c. Schwere geistige Retardierung.

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Maître de Recherches à l'Inserm.

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Chargé de Recherches au C.N.R.S.     

Biochemical and cytogenetic studies on the Nucleolus Organizing Regions (NOR) of Man

Summary The hybridization kinetics of DNA with labeled (18s+28s)rRNA from HeLa cells was determined in patients with trisomy 21, healthy probands with normal karyotype and in carriers of a t(DqGq) centric fusion. The results are in, accordance with the saturation values obtained earlier for these probands:Three patients with trisomy 21 showed an increased saturation level. In 2 of these patients the excess of rDNA exceeded the expected value considerably.Three of the investigated translocation carriers t(14q21q) showed significantly reduced saturation values, while results of a fourth proband with a dicentric chromosome t(15q21q) were found to be within the range of normal probands.The heterogeneous results were correlated with the cytogenetic characteristics of the acrocentric chromosomes. It is expected that these differences could be explained on the basis of family analysis.

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Zusammenfassung Hybridisierungskinetiken der DNA mit markierter (18s+28s)rRNA aus HeLa-Zellen wurden ermittelt bei Patienten mit Trisomie 21, gesunden Probanden mit normalem Karyotyp und Trägern einer zentrischen Fusion t(DqGq). Die Ergebnisse bestätigen die bereits früher ermittelten Sättigungswerte von Hybridisierungen bei diesen Probanden:3 Patienten mit Trisomie 21 zeigten erhöhte Sättigungsniveaus. Bei 2 dieser Patienten übersteigt der Überschuß an rDNA den Erwartungswert erheblich.3 der untersuchten Translokationsträger t(14q21q) hatten signifikant erniedrigte Sättigungswerte, während die vierte Probandin mit dem dizentrischen Chromosom t(15q21q) im Normbereich lag.Die unterschiedlichen Befunde werden mit den cytogenetischen Eigenschaften der akrozentrischen Chromosomen in Zusammenhang gebracht. Es wird erwartet, daß diese Unterschiede sich durch Familienuntersuchungen aufklären lassen.

     

Verteilung strahleninduzierter Brüche auf den Geschlechtschromosomen von Microtus agrestis

Zusammenfassung Fibroblastenkulturen von weiblichen und männlichen Tieren der Erdmaus Microtus agrestis wurden mit Röntgenstrahlen von 250 R bestrahlt, um Aufschluß über Verteilung und Häufigkeit strahleninduzierter Chromosomenaberrationen im Eu- und Heterochromatin zu erhalten, und zwar insbesondere unter dem Aspekt der Selektion über einen längeren Zeitraum. Die Kulturen wurden zwischen 12 Std und 42 Tagen nach Bestrahlung abgebrochen. An Chromosomenaberrationen fanden sich dizentrische Chromosomen, Ringchromosomen und Deletionen. Die Aberrationsraten waren 12 Std nach Bestrahlung mit 31,5% beim Weibchen und 25,9% beim Männchen gegenüber 1,9% in den Kontrollkulturen deutlich erhöht. Diese Raten sanken während des weiteren Beobachtungszeitraums langsam ab.Die Lokalisation der Brüche ergab 12 Std nach Bestrahlung eine annähernd gleichmäßige Verteilung über das gesamte Chromosom; zu späteren Beobachtungszeitpunkten bilden sich über einzelnen Chromosomenabschnitten Bruchmaxima aus. Faßt man jeweils die Brüche auf den euchromatischen und heterochromatischen Abschnitten zusammen, so ergibt sich 12 Std nach Bestrahlung ein Bruchverhältnis von Euchromatin zu Heterochromatin wie 1:3, was umgerechnet auf gleiche Längenanteile wiederum einer Zufallsverteilung entspricht. Mit fortschreitender Kulturdauer sinken die Bruchraten im Euchromatin sehr viel rascher ab als im Heterochromatin, was zu einer deutlichen Verschiebung des Bruchverhältnisses zugunsten des Heterochromatins führt. Beim Weibchen liegt das Verhältnis, bezogen auf gleiche Längenanteile, nach 42 Tagen bei 1:4,5 und beim Männchen nach 23 Tagen bei 1:5,7.Dieser Selektionsvorteil von Zellen mit Chromosomenbrüchen im Heterochromatin gegenüber im Euchromatin geschädigten Zellen bestätigt die These, daß der Verlust heterochromatischer Abschnitte nicht zu einer Beeinträchtigung der Zellfunktion führen muß, d. h., daß das Heterochromatin für die Funktion der Zelle nur eine untergeordnete Rolle spielt.

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Distribution of radiation-induced breaks in the sex chromosomes of Microtus agrestis

Summary Fibroblast cultures from male and female field voles, Microtus agrestis, were exposed to an x-irradiation of 250 R in order to obtain data on the distribution and frequency of radiation-induced chromosome aberrations in eu- and heterochromatin, especially under the aspect of selection over a longer period of observation. The cultures were harvested between 12 h and 42 days after exposure. Chromosonal aberrations, such as dicentrics, rings and deletions, were observed in the following frequencies: 12 h after irradiation 31,5% in female and 25,9% in male cultures against only 1,9% in the control cultures. Further observation exhibited a slow decrease in the percentage of aberrations.The localisation of the breaks (deletions) 12 h after irradiation showed an approximately random distribution over the whole chromosome. At the later observation period the development of breakage maxima on some chromosome parts was observed. Compiling the breaks in the euchromatic and heterochromatic regions respectively a breakage ratio of 1:3 was observed 12 h after irradiation; this, when related to equal proportions of chromosomal length, corresponds again to a random distribution. At the later observation period cells with breaks in the euchromatin disappear much faster than cells damaged in the heterochromatin, which alters the breakage ratio in favor of the heterochromatin 42 days after irradiation, the female shows a ratio of 1:4,5 (again related to equal parts of chromosomal length); the male shows a ratio of 1:5,7, 23 days after irradiation.This selective advantage of cells with chromosome breaks in the heterochromatin over cells damaged in the euchromatin confirms the hypothesis, that loss of heterochromatic portions of a chromosome must not lead to impairment of cell growth, i.e., the heterochromatin plays only a subordinate role in the cell function.

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Wesentliche Teile dieser Arbeit wurden von Herrn Claus Waldenmaier als Dissertation der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg i. Br. vorgelegt.     

Father and son with karyotype 47,XY,?Yq-

Summary A 22-year-old man and his father, both with 47 chromosomes, an extra small metacentric chromosome and the presumptive karyotype of 47,XY, ?Yq-, are presented.Literature concerning cases with 47 chromosomes and a small metacentric chromosome is reviewed and discussed. It is concluded that it is unlikely that persons with 47 chromosomes and an extra small metacentric chromosome constitute a new cytogenetic disease the syndrome of the metacentric microchromosome, as suggested by Abbo and Zellweger (1970).Persons with 47 chromosomes and an extra small metacentric chromosome have most probably a great variety of chromosomal aberrations, some of autosomal and some of sex chromosomal origin.

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Zusammenfassung Es wird über einen 22jährigen Mann und seinen Vater berichtet. Beide hatten 47 Chromosomen: Ein zusätzliches metazentrisches kleines Chromosom und den angenommenen Karyotyp 47,XY, ?Yq-.In diesem Zusammenhang wird die Literatur über Fälle mit 47 Chromosomen und einem kleinen metazentrischen Extrachromosom diskutiert. Die Autoren gelangen zu der Schlußfolgerung, es sei unwahrscheinlich, daß eine neue cytogenetisch charakterisierte Krankheit, das Syndrom des metazentrischen Mikrochromosoms, wie Abbo u. Zellweger (1970) es annehmen, in der Tat existiert. Personen mit 47 Chromosomen und einem kleinen metazentrischen Extrachromosom haben sehr wahrscheinlich eine große Anzahl verschiedener Chromosomenaberrationen, einige autosomalen und andere geschlechtschromosomalen Ursprungs.

     

Identity of the abnormal F-group chromosome associated with polycythaemia vera

Summary A technique for the identification of individual chromosomes has been applied to bone marrow cells from 4 patients with polycythaemia vera. These patients were already known to have the abnormal F-group chromosomes which occur in about 20% of cases of this disease. In each individual the particular chromosome involved was found to be a number 20, from which some material had been deleted, probably from the long arm.

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Zusammenfassung Eine Technik für die Identifikation einzelner Chromosomen wurde auf Knochenmarkzellen von 4 Patienten mit Polycythaemia Vera angewandt. Von diesen Patienten wußte man bereits, daß sie die abnormen F-Chromosomen besitzen, die in ungefähr 20% der Fälle dieser Krankheit vorkommen. Bei allen 4 Patienten stellete sich heraus, daß das spezielle Chromosom die Nr. 20 hat; es bestand jeweils eine Deletion, wahrscheinlich des langen Armes.