Isolation and characterization of the plasma membrane from the yeast Pichia pastoris

Despite similarities of cellular membranes in all eukaryotes, every compartment displays characteristic and often unique features which are important for the functions of the specific organelles. In the present study, we biochemically characterized the plasma membrane of the methylotrophic yeast Pichia pastoris with emphasis on the lipids which form the matrix of this compartment. Prerequisite for this effort was the design of a standardized and reliable isolation protocol of the plasma membrane at high purity. Analysis of isolated plasma membrane samples from P. pastoris revealed an increase of phosphatidylserine and a decrease of phosphatidylcholine compared to bulk membranes. The amount of saturated fatty acids in the plasma membrane was higher than in total cell extracts. Ergosterol, the final product of the yeast sterol biosynthetic pathway, was found to be enriched in plasma membrane fractions, although markedly lower than in Saccharomyces cerevisiae. A further characteristic feature of the plasma membrane from P. pastoris was the enrichment of inositol phosphorylceramides over neutral sphingolipids, which accumulated in internal membranes. The detailed analysis of the P. pastoris plasma membrane is discussed in the light of cell biological features of this microorganism especially as a microbial cell factory for heterologous protein production.     

Upper limits of temperature for growth inChlorella (Chlorophyceae)

The upper limit of temperature for growth is a species-specific character in the genusChlorella. The limits of 14Chlorella species range from 26–30°C (C. saccharophila) to 38–42°C (C. sorokiniana), withC. fusca var.vacuolata (34°C) andC. kessleri (34–36°C) assuming an intermediate position. Thus, there is no wide gap in the temperature limits between the normal (“low-temperature”) species ofChlorella and the “high-temperature” species,C. sorokiniana.     

Choline acetyltransferase-like immunoreactivity in the brain of Drosophila melanogaster

Summary Using a monoclonal antibody selective for the acetylcholine (ACh)-synthesizing enzyme choline acetyltransferase (ChAT) of Drosophila melanogaster we find ChAT-like immunoreactivity in specific synaptic regions throughout the brain of Drosophila melanogaster apart from the lobes and the peduncle of the mushroom body and most of the first visual neuropile (lamina). Several anatomically well-defined central brain structures exhibit particularly strong binding. Characteristic differential staining patterns are observed for each of the four neuromeres of the optic lobes. Cell bodies appear not to bind this antibody. The prominent features of the distribution of ChAT-like immunoreactivity are paralleled by the distribution of acetylcholine hydrolyzing enzymatic activity as revealed by histochemical staining for acetylcholine esterase (AChE). These results are discussed in comparison with published data on enzyme distribution, choline uptake and ACh receptor binding in the nervous system of Drosophila melanogaster.     

The effect of reversal of Na and K electrochemical potential gradients on the active transport of amino acids in Ehrlich ascites tumor cells

1.

1. The net uptake of α-aminoisobutyric acid (AIB) in Ehrlich ascites tumor cells has been studied under a variety of transmembrane concentration gradients of Na⁺, K⁺ and AIB itself.     

Analyse der Spinnbewegungen der Larve von Formica pratensis Retz. (Form. Hym. Ins.)

Die während des Einspinnvorganges ablaufenden Verhaltensweisen werden bei Formica pratensis Retz. genau untersucht und mit anderen Ameisenarten verglichen.

• 1 Die Larve führt vor der Sekretabgabe Suchbewegungen aus, wodurch die Pflegerinnen veranlaßt werden, sie in vorher zusammengetragenes, feines Nestmaterial zu legen. Hier läßt sie eine Mulde entstehen, die ihr die Orientierung beim Kokonbau erleichtert.
• 2 Zum Kokonbau ist Nestmaterial unbedingt erforderlich; Licht als nestfremder Faktor verhindert die Gespinstanfertigung nicht.
• 3 Beim Kokonbau lassen sich drei Phasen unterscheiden: a) Anlage des Gerüstes durch Verbindung einzelner Nestpartikel zu einem strumpfförmigen Gebilde; b) Anfertigung des Außenkokons durch Abdichten der im Gerüst vorhandenen Poren; c) Bau des Innenkokons durch Spinnen von Achtertouren, wobei zunächst ein Kokonpol mit der dazugehörigen Kokonhälfte angefertigt wird und erst nach Drehung urn die Querachse der andere Pol.
• 4 Drehbewegungen um Quer- und Längsachse kommen in alien Phasen des Kokonbaues vor.
• 5 Die Achtertour wird regelmäßig durch eine Absteifbewegung, die der Formung des Kokons dient, unterbrochen.
• 6 Das plastische Verhalten der Larven beim Kokonbau wird aufgezeigt. Die Verhaltensweisen werden anhand eines Reiz-Wirkungsschemas diskutiert.

     

Vegetationsschwankungen in einem Melico-Fagetum

Summary Following the dry year of 1959 considerable damage was done to a number of beeches in a Melico-Fagetum wood in the Drübel area near Brilon (Sauerland). The effects of this damage coupled with the subsequent removal of the affected trees were studied over an 8-year period with a permanent quadrat and revealed the following vegetation cycle: pure or almost pure beechwood — dying or cutting down of single beeches and with it an opening up of the tree canopy — an increase in the abundance and flowering of wild strawberry (Fragaria vesca) and other lightloving species — an increase in the density and growth of sycamore (Acer) and ash (Fraxinus) saplings — a decrease in the amount of wild strawberry and indeed of other light-loving species too because of the increasing shade — development of beech seedlings into young trees under the shadow of the other shrubs and trees — probably a sycamoreash-beech stand — probably a pure or almost pure becchwood again.

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Zusammenfassung Das Dürrejahr 1959 verursachte in einem Melico-Fagetum des Drübels bei Brilon erhebliche Schäden an mehreren Buchen. Diese Schäden und die folgende Abholzung der erkrankten Bäume lösten, wie 8jährige Untersuchungen in einem Dauerquadrat ergaben, folgenden Vegetationsyklus aus: Reiner oder fast reiner Buchen-Hochwald — Absterben bzw. Schlag einzelner Buchen und damit Auflockerung der Baumschicht — Vermehrung bzw. Blüte der Walderdbeere und anderer lichtliebender Arten — Verdichtung und schnelles Emporwachsen des Ahorn- und Eschen-Jungwuchses — Abnahme der Erdbeere, wohl auch anderer licht-liebender Arten infolge wieder zunehmender Beschattung — Heranwachsen von Buchen-Keimlingen zu Jungpflanzen, und zwar im Schatten der anderen Sträucher und Bäume — voraussichtlich Ahorn-Eschen-Buchen-Bestand — voraussichtlich wieder reiner oder fast reiner Buchen-Hochwald.

     

Untersuchungen zur Inkompatibilitt imCulex pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischenCulex pipiens-Popalationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilitt (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilitt sind 99,9% der Embryonen letal, und etwa 0,1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen.Die Aktivierung des Eies und der Entwicklungsansto\ erfolgt durch das Spermium. Das Spermium gelangt nicht zur Karyogamie mit dem Pronucleus. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor.Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Die letalen Embryonen sind haploid. Das Spermium beteiligt sich nicht am Aufbau des Embryos. Nach Aktivierung des Eies wird das Spermium im Eiplasma resorbiert, whrend der haploide Pronucleus einen rein haploiden Embryo aufbaut.Bei einigen Kreuzungen entwickeln sich bis zu 75% der Embryonen bis zum Stadium der histologischen Differenzierung der Organe. Die Embryonen zeigen noch einige Stunden nach dem normalen Schlüpftermin Muskelkontraktionen, vermögen die Eihülle jedoch nicht zu sprengen.Die DNS-Verteilungen von Interphasekernen der letalen Embryonen liegen zwischen den Werten C und 2C für haploide Zellen. ltere Embryonen besitzen in geringem Ma\e höhere DNS-Werte als 2C. Whrend der histologischen Differenzierung der Organe liegen in diploiden Kontrollembryonen und in letalen Embryonen die Ploidiestufen C, 2C, 4C, 8C and 16C vor. Bei inkompatiblen Kreuzungen wird das in das Ei eindringende Spermium cytophotometrisch nachgewiesen. Die Wanderung des Spermiums im Ei wird untersucht.In Normalkreuzungen wird nur ein geringer Grad von Polyspermie festgestellt. Monound Dispermie sind am hufigsten. Es werden die Möglichkeiten diskutiert die zur Blockierung der Karyogamie in inkompatiblen Kreuzungen führen können.

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Investigations on the incompatibility in theCulex pipiens-complex

Summary In crosses between populations of the mosquitoCulex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop to fertile diploid females. Based on genetical and cytological data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed in fusing with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases the diploidy is restored by a change in the meiotic process in the egg. Up to 75% of the haploid embryos develop to the stage of histological differentiation. The frequency distribution of the DNA in interphase nuclei of these embryos shows a maximum at C and 2 C characteristic for haploid cells. The absence of ploidy classes higher than 2 C in the early embryos is in agreement with the assumption of pure haploidy. After histological differentiation ploidy classes C to 16 C can be found in tissues that show endomitotic growth. The development of the haploid embryos is described. It has been shown through cytophotometric methods that in incompatible crosses entrance of the sperm into the egg takes place. In normal crosses polyspermy is rather rare, monospermy and dispermy are most common. The blocking of the sperm in incompatible crosses is discussed.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultt der Universitt Mainz. Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.