Propagated Perturbations from a Peripheral Mutation Show Interactions Supporting WW Domain Thermostability

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LOWER MITE INFESTATIONS IN AN ASEXUAL GECKO COMPARED WITH ITS SEXUAL ANCESTORS

What advantage do sexually reproducing organisms gain from their mode of reproduction that compensates for their twofold loss in reproductive rate relative to their asexual counterparts? One version of the Red Queen hypothesis suggests that selective pressure from parasites is strongest on the most common genotype in a population, and thus genetically identical clonal lineages are more vulnerable to parasitism over time than genetically diverse sexual lineages. Our surveys of the ectoparasites of an asexual gecko and its two sexual ancestral species show that the sexuals have a higher prevalence, abundance, and mean intensity of mites than asexuals sharing the same habitat. Our experimental data indicate that in one sexual/asexual pair this pattern is at least partly attributable to higher attachment rates of mites to sexuals. Such a difference may occur as a result of exceptionally high susceptibility of the sexuals to mites because of their low genetic diversity (relative to other more-outbred sexual species) and their potentially high stress levels, or as a result of exceptionally low susceptibility of the asexuals to mites because of their high levels of heterozygosity.     

Extraordinary Conservation of Cysteines Among Homologous Chironomus Silk Proteins sp185 and sp220

Aquatic larvae of the midge, Chironomus tentans, synthesize a 185-kDa silk protein (sp185) with the cysteine-containing motif Cys-X-Cys-X-Cys (where X is any residue) every 20–28 residues. We report here the cloning and full-length sequence of cDNAs encoding homologous silk proteins from Chironomus pallidivittatus (sp185) and Chironomus thummi (sp220). Deduced amino acid sequences reveal proteins of nearly identical mass composed of 72 blocks of 20–28 residues, 61% of which can be described by the motif X_5–8-Cys-X₅-(Trp/Phe/Tyr)-X₄-Cys-X-Cys-X-Cys. Spatial arrangement of these residues is preserved more than surrounding sequences. cDNA clones enabled us to map the genes on polytene chromosomes and identify for the first time the homolog of the Camptochironomus Balbiani ring 3 locus in Chironomus thummi. The apparent molecular weight difference between these proteins (185 vs 220 kDa) is not attributable to primary structure and may be due to differential N-linked glycosylation. DNA distances and codon substitutions indicate that the C. tentans and C. pallidivittatus genes are more related to each other than either is to C. thummi; however, substitution rates for the 5′- and 3′-halves of these genes are different. Blockwise sequence comparisons suggest intragenic variation in that some regions evolved slower or faster than the mean and may have been subjected to different selective pressures. Received: 30 August 1996 / Accepted: 6 November 1996     

Vergleichende Untersuchungen an haploiden und durch Colchicineinwirkung diploid gewordenen Stämmen vonOedogonium cardiacum

Zusammenfassung Durch die Behandlung gut teilungsfähiger Fäden vonOedogonium cardiacum mit einer 1%igen Colchicinlösung während 36 Stunden läßt sich Polyploidie auslösen.Die Bestimmung des Zuwachses von je 65 fünfzelligen haploiden und diploiden Keimlingen nach 1, 2 und 3 Wochen ergibt für haploide und diploide Zellen eine weitgehend übereinstimmende Vermehrungsrate.Die haploiden Keimlinge reagieren auf eine leichte Veränderung der Außenbedingungen im Zuge der Überimpfung mit einer höheren Absterberate als die diploiden (31 gegenüber 9).Die Bestimmung der Zellzahl von 500 beliebigen Keimlingen aus Massenkulturen in Abständen von 10, 20 und 30 Tagen nach dem Überimpfen ergibt nach den ersten beiden Zeiträumen eine höhere Zahl für die haploiden, nach 30 Tagen aber eine merkbar höhere für die diploiden Keimlinge. Dabei ist nach 10 und 20 Tagen der Anteil Einzelliger bei den diploiden Keimlingen viel höher als bei den haploiden; ob dies auf verzögerter oder wiederholter Schwärmerbildung beruht oder an einem Keimverzug liegt, ist fraglich. Jedenfalls wird das anfängliche Nachhinken der diploiden Keimlinge nach 20–30 Tagen völlig ausgeglichen.Im Konkurrenzversuch erweist sich unter den gegebenen Kulturbedingungen die diploide der haploiden Sippe hinsichtlich der Vermehrungsrate überlegen; denn bei Beimpfung der Kulturgefäße mit je zehn haploiden und zehn diploiden 40zelligen Fäden (vier Parallelversuche) finden sich in 35 Tage nachher entnommenen Proben ungefähr 2/3 diploide und 1/3 haploide Zellen.Die Mittelwerte des Zellvolumens von haploiden und diploiden Keimlingen verhalten sich wie 14,6, die des Kernvolumens wie 14,0.Die Anzahl der Pyrenoide ist bei den diploiden Zellen erhöht (100 haploide Zellen enthielten 306, 100 diploide 584 Pyrenoide), das einzelne Pyrenoid ist etwas vergrößert.Hinsichtlich der Breite der Chromatophorenlamellen ergeben sich zwischen haploiden und diploiden Zellen keine wesentlichen Unterschiede.Die Chromosomenzahl vonOedogonium cardiacum beträgt n=19. Im haploiden Satz liegen drei verschiedene, charakteristisch gestaltete SAT-Chromosomen vor.Mit Hilfe der Colchicin-Behandlung lassen sich auch tetraploide Zellen und kurze Fadenstücke erzielen, doch zeigt sich bei diesen eine verminderte Vitalität.     

Vergleichende karyologische untersuchungen an antipoden

Zusammenfassung Es wurden je 3 Vertreter der Ranunculaceen, Papaveraceen und Kompositen in Hinblick auf ihren Antipodialapparat genau untersucht, wobei der Kernstruktur spezielles Augenmerk galt.Die Kerne in den Antipoden von Eranthis hiemalis, Helleborus niger, Corydalis cava, Corydalis nobilis, Dicentra spectabilis, Kleinia ficoides und Othonna crassifolia machen — nach Fertigstellung des haploiden Embroysackes — eine Periode des endomitotischen Wachstums durch. Die Antipoden von Anemone hepatica werden infolge von Restitutionskernbildung polyploid, bei Eupatorium glabratum bleiben die an Zahl vermehrten Kerne haploid. Durch — zum Teil nur stichprobenartige — Kernvolumenbestimmungen läßt sich für Eranthis 64-Ploidie, für Helleborus Oktoploidie, für Kleinia 64-Ploidie, für Othonna 16-Ploidie und für Anemone 32-Ploidie der Kerne in den Antipoden feststellen, wobei eine Antipodenzelle bei Eranthis stets zwei, bei den übrigen Arten nur einen endopolyploiden Kern enthält; bei Anemone ist die aus dem Volumen der Teilkerne errechnete Gesamtpolyploidie angegeben.Neben einer mit dem Bau endopolyploider Kerne aus anderen Geweben übereinstimmenden annähernd homogenen, chromatischen Struktur findet sich in der Mehrzahl der endopolyploiden Kerne von Eranthis und Helleborus noch eine weitere, die ebenfalls einen Ruhekernzustand verkörpert: die Chromosomen sind mehr minder spiralisiert und zu lockeren Bündeln vereinigt; diese können bei Eranthis deutliche Reliktspiralen bilden oder aber auch mehr gestreckt sein und lassen dann an einzelnen solchen Stellen einen Querscheibenbau nach dem Muster der Riesenchromosomen der Dipteren erkennen.Bei Corydalis cava finden sich — entsprechend der haploiden Chromosomenzahl — acht, meist lockere, heterochromatische Endochromozentren, von denen das Euchromatin in deutlich fädiger Form ausstrahlt, wobei stets 2 Fäden eine Lagebeziehung aufweisen. — Bei Corydalis nobilis sind im weitaus häufigsten Fall acht (n=8) abgegrenzte Bündel aus endomitotisch entstandenen Tochterchromosomen vorhanden. Selten findet sich ein anderer Bautypus: von einem Zentrum aus sehr locker gebautem Heterochromatin strahlen merklich spiralisierte Tochterchromosomen radiär aus.Bei Dicentra sind in den endopolyploiden Kernen ausschließlich acht (n=8) deutlich abgegrenzte, riesenchromosomen-ähnliche Bündel aus Tochterchromosomen mit proximalem Heterochromatin aufzufinden.An Hand der Strukturanalyse an Kernen von verschiedenem Typus wird auf die Zusammenhänge zwischen Spiralisierung und Hervortreten des Heterochromatins verwiesen: je deutlicher die Chromosomen spiralisiert sind, desto weniger eng ist der Zusammenhalt der endomitotisch entstandenen Tochterchromosomen. In Kernen mit deutlich spiralisierten Chromosomen tritt das Heterochromatin weniger hervor als in solchen mit undeutlich (wahrscheinlich eng) spiralisierten Chromosomen.Der für die Endomitose charakteristische Strukturwechsel konnte in einzelnen Kernen bei Eranthis, Helleborus und Corydalis cava aufgefunden werden.Regelmäßiges Auftreten von Restitutionskernbildung wird für die Antipoden von Anemone hepatica und A. pulsatilla festgestellt. Brückenbildungen, Spindelverschmelzungen und Vereinigung zwischen Telophasegruppen verschiedener Teilungsfiguren führen anfangs zu einer Reihe serial liegender, untereinander verbundener Teilkerne, sowie zur Bildung zweier größerer Teilkerne oder eines mittleren, größeren, der von kleineren flankiert ist; später kommen häufig unförmige, aus verschieden großen Teilstücken zusammengesetzte Kerne zustande. Volumenbestimmungen an den Teilkernen ergeben, daß das Volumen meist ein Vielfaches des haploiden Wertes beträgt, so daß man annehmen muß, daß die Aufteilung der Chromosomensätze einigermaßen regelmäßig erfolgt.Bei Kleinia ficoides (stichprobenartig wurde auch Kl. spinulosa und glaucophylla untersucht) und bei Othonna crassifolia treten im Laufe des endomitotischen Wachstums in den Ruhekernen keine bemerkenswerten Strukturen auf. Bei Kleinia ficoides wird meist die ursprüngliche Anzahl von drei hintereinanderliegenden Antipoden bis zu acht vermehrt. Es wurde eine spontane oktoploide Mitose aufgefunden.Für Kleinia ficoides wird als diploide Chromosomenzahl 2n 100 angegeben.Bei Eupatorium glabratum wird im haploiden Embryosack stets eine chalazale, einkernige und darüber eine zweikernige Antipodenzelle abgegrenzt. Endomitotische Polyploidisierung fehlt, doch wird die chalazale Antipode gewöhnlich zweikernig, die darüberliegende vier(selten acht)kernig.Zwischen Restitutionskernbildung und Endopolyploidie in den Kernen der Antipoden und der systematischen Gliederung der Ranunculaceen ergeben sich keine systematischen Beziehungen.     

Über die Teilungsfolge in den Fäden von zwei Grünalgen

Zusammenfassung In den Fäden der GrünalgenMicrospora amoena undSpirogyra crassa wechseln geschlossene Abschnitte von eigentlich ruhenden Zellen mit Abschnitten von präprophasischen, das sind Mitose-bereiten, mitotisch aktiven und posttelophasischen, also unmittelbar nach der Mitose stehenden Zellen ab. Nur ausnahmsweise schieben sich Zellen des einen Typus in Abschnitte von Zellen des anderen Typus ein.Dieses Verhalten wird hypothetisch mit dem Auftreten und der Weiterleitung teilungsinduzierender Hormone erkärt. Daß die Teilungsstadien einschließlich der vor- und nachmitotischen Stadien nicht entsprechend einem Gefälle streng geordnet aufeinanderfolgen, beruht wahrscheinlich auf der Verschiedenartigkeit der äußeren und inneren Faktoren, die auf die einzelnen Zellen einwirken. Genealogische Faktoren spielen offenbar eine untergeordnete Rolle.     

Rare HRAS alleles and susceptibility to human breast cancer

The suggestion that inherited rare alleles at the HRAS oncogene locus might be associated with susceptibility to breast cancer led us to test linkage of HRAS and the neighboring region of 11p15 to breast cancer susceptibility in 12 high-risk families. Linkage could be excluded within 17 cM of HRAS; the lod score for close linkage to HRAS was -19.9. In addition, rare HRAS alleles segregated independently of breast cancer in 8 families in which both occurred. Among unrelated breast cancer patients not selected for family history, rare HRAS alleles were slightly, but not significantly, more frequent than among controls (0.11 vs 0.04, P = 0.11). The HRAS region of 11p is not the site of a primary alteration leading to breast cancer.     

Glucose and amino acid metabolism in rat brain during sustained hypoglycemia

The metabolism of glucose in brains during sustained hypoglycemia was studied. [U-14C]Glucose (20 microCi) was injected into control rats, and into rats at 2.5 hr after a bolus injection of 2 units of insulin followed by a continuous infusion of 0.2 units/100 g rat/hr. This regimen of insulin injection was found to result in steady-state plasma glucose levels between 2.5 and 3.5 mumol per ml. In the brains of control rats carbon was transferred rapidly from glucose to glutamate, glutamine, gamma-aminobutyric acid and aspartate and this carbon was retained in the amino acids for at least 60 min. In the brains of hypoglycemic rats, the conversion of carbon from glucose to amino acids was increased in the first 15 min after injection. After 15 min, the specific activity of the amino acids decreased in insulin-treated rats but not in the controls. The concentrations of alanine, glutamate, and gamma-amino-butyric acid decreased, and the concentration of aspartate increased, in the brains of the hypoglycemic rats. The concentration of pyridoxal-5'-phosphate, a cofactor in many of the reactions whereby these amino acids are formed from tricarboxylic acid cycle intermediates, was less in the insulin-treated rats than in the controls. These data provide evidence that glutamate, glutamine, aspartate, and GABA can serve as energy sources in brain during insulin-induced hypoglycemia.     

Primary structure of tRNA-Lys of E. coli B.

The primary structure of tRNALys of E. coli was determined by use of [32P]-tRNA. The sequence is pGGGUCGUUAGCUCAGDDGGDAGAGCAGUUGACUmam5-s2-UUU-t6AApsiCAAUUGm7GXCGCAGGTpsiCGAAUCCUGCACGACCCACCA. No s4-U was detected in position 8. No other lysine tRNA was detected but the existence of another species has not been ruled out.     

Ultrastructure of the larval firefly light organ as related to control of light emission

The firefly larva has a pair of light organs consisting of a layer of interdigitating, light emitting cells, covered dorsally with a layer of opaque, white cells. Each light organ is ventilated by one large and several smaller tracheal branches and is innervated by a branch of the segmental nerve containing two axons. These axons branch profusely in the photocyte layer so that several nerve profiles are seen around any photocyte. Nerve terminals contain large dense-core vesicles and small light-core vesicles. Clusters of light-core vesicles surrounding irregularly shaped membrane densifications, presumably the synapses between nerve and photocyte, are common in nerve terminals. Light emitting cells in insects characteristically contain photocyte vesicles. In the larva there are both full and empty photocyte vesicles; the full vesicles contain a matrix with tubular membrane invaginations in contrast to the empty vesicles which contain amorphous membrane invaginations.