The agony of choice: Impact of the host animal species on the enzyme-linked immunosorbent assay performance for host cell protein quantification

Host cell proteins (HCPs) are inevitable process-related impurities in biotherapeutics commonly monitored by enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs). Of particular importance for their reliable detection are the anti-HCP polyclonal antibodies (pAbs), supposed to detect a broad range of HCPs. The present study focuses on the identification of suitable host animal species for the development of high-performance CHO-HCP ELISAs, assuming the generation of pAbs with adequate coverage and specificity. Hence, antibodies derived from immunization of sheep, goats, donkeys, rabbits, and chickens were compared concerning their amount of HCP-specific antibodies, coverage, and performance in a sandwich ELISA. Immunization of sheep, goats, donkeys, and rabbits met all test criteria, whereas the antibodies from chickens cannot be recommended based on the results of this study. Additionally, a mixture of antibodies from the five host species was prepared to assess if coverage and ELISA performance can be improved by a multispecies approach. Comparable results were obtained for the single- and multispecies ELISAs in different in-process samples, indicating no substantial improvement for the latter in ELISA performance while raising ethical and financial concerns.     

Chromosomal mapping in the mouse of eight K-channel-genes representing the four Shaker-like subfamilies Shaker, Shab, Shaw, and Shal

The four Shaker-like subfamilies of Shaker-, Shab-,Shaw-, and Shal-related K⁺ channels in mammals have been defined on the basis of their sequence homologies to the corresponding Drosophila genes. Using interspecific backcrosses between Mus musculus and Mus spretus, we have chromosomally mapped in the mouse the Shaker-related K⁺-channel genes Kcna1, Kcna2, Kcna4, Kcna5, and Kcna6; the Shab-related gene Kcnb1; the Shaw-related gene Kcnc4; and the Shal-related gene Kcnd2. The following localizations were determined: Chr 2, cen-Acra-Kcna4-Pax-6-a-Pck-1-Kras-3-Kcnb1 (corresponding human Chrs 11p and 20q, respectively); Chr 3, cen-Hao-2-(Kcna2, Kcnc4)-Amy-1 (human Chr 1); and Chr 6, cen-Cola-2-Met-Kcnd2-Cpa-Tcrb-adr/Clc-1-Hox-1.1-Myk-103-Raf-1-(Tpi-1, Kcna1, Kcna5, Kcna6) (human Chrs 7q and 12p, respectively). Thus, there is a cluster of at least three Shaker-related K⁺-channel genes on distal mouse Chr 6 and a cluster on Chr 2 that at least consists of one Shaker-related and one Shaw-related gene. The three other K⁺-channel genes are not linked to each other. The map positions of the different types of K⁺-channel genes in the mouse are discussed in relation to those of their homologs in man and to hereditary diseases of mouse and man that might involve K⁺ channels.     

Application of an Escherichia coli triple reporter strain for at-line monitoring of single-cell physiology during L-phenylalanine production

Biotechnological production processes are sustainable approaches for the production of biobased components such as amino acids for food and feed industry. Scale-up from ideal lab-scale bioreactors to large-scale processes is often accompanied by loss in productivity. This may be related to population heterogeneities of cells originating from isogenic cultures that arise due to dynamic non-ideal conditions in the bioreactor. To better understand this phenomenon, deeper insights into single-cell physiologies in bioprocesses are mandatory before scale-up. Here, a triple reporter strain (3RP) was developed by chromosomally integrating the fluorescent proteins mEmerald, CyOFP1, and mTagBFP2 into the L-phenylalanine producing Escherichia coli strain FUS4 (pF81_kan) to allow monitoring of growth, oxygen availability, and general stress response of the single cells. Functionality of the 3RP was confirmed in well-mixed lab-scale fed-batch processes with glycerol as carbon source in comparison to the strain without fluorescent proteins, leading to no difference in process performance. Fluorescence levels could successfully reflect the course of related process state variables, revealed population heterogeneities during the transition between different process phases and potentially subpopulations that exhibit superior process performance. Furthermore, indications were found for noise in gene expression as regulation strategy against environmental perturbation.     

Die Feinstruktur der Schweineaorta beim experimentellen Lathyrismus

Zusammenfassung Die Veränderungen der Aortenfeinstruktur, welche eine Vergiftung mit-Amino-Propio-Nitril (Lathyrusfaktor) bei jungen Schweinen hervorruft, werden beschrieben.Der Benninghoffsche Spannapparat der Media wird frühzeitig durch eine Lösung der muskulo-elastischen Kontinuität gelockert. Im Vordergrunde der morphologischen Veränderungen stehen dann Zerfallserscheinungen der elastischen Substanz, welche zu einer Desintegration der elastischen Lamellen sowie der elastischen interlamellären Schrägverbinder führen und endlich eine völlige Strukturauflösung der ganzen Mediaorganisation mit herdförmigen Totalnekrosen zur Folge haben. Das mit dem Mediafasersystem strukturell und funktioneil eng verbundene kollagen-elastische Fasergitter der Intima zerfällt; die subendotheliale Intima wird dabei hochgradig aufgetrieben durch eine Einlagerung von Ödemflüssigkeit und wahrscheinlich auch Blutserum. Die feinnetzig-zweiphasige Normaldarstellung der Grundsubstanz geht verloren. Die Feinstruktur der Kollagenfibrillen bleibt unverändert; es wird darauf hingewiesen, daß trotzdem eine schwere Schädigung auch des Kollagens anzunehmen ist. Die Mediamuskelzellen wandeln sich weitgehend in Fibroblasten um; die Langhans-Zellen der Intima werden in gleicher Weise aktiviert. Zellnekrosen treten in der Media nur dann auf, wenn sekundär die subakute Aortenwandverdickung eine Mangelsituation für den Zelleigenstoffwechsel hervorruft.In der Umgebung der Vasa vasorum kommt es zu kleinen Blutungen, die mit Fortschreiten der Mediazerstörung in große, dissezierende Blutungen übergehen können. Der wahrscheinlich durch die Elastizitätsverminderung der Media eingeleitete Mechanismus der Gefäßrupturierung wird beschrieben und mit dem vonGöre und vonDoerr vermuteten Mechanismus der Bildung von Aneurysmata dissecantia der menschlichen Aorta in Parallele gesetzt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — FräuleinElke CarStensen schulden wir Dank für unermüdliche, gewissenhafte und geschickte technische Mitarbeit.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Aorta des Kaninchens

Zusammenfassung Die Aorta des Kaninchens wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Die Ergebnisse wurden mit den elektronenmikroskopischen Befunden anderer Autoren an der Rattenaorta und eigenen Befunden an der Schweineaorta verglichen. Ähnlich wie die Rattenaorta und im Gegensatz zur Schweineaorta zeigt die Kaninchenaorta in einigen Konstruktionsmerkmalen bedeutsame Unterschiede gegenüber der menschlichen Aorta, soweit deren Konstruktion auf Grund lichtmikroskopischer Untersuchungen bekannt ist.Die Intima besteht aus einem porenfreien, durch stark untereinander verzahnte Einzelzellen gebildeten Endothel und einer schmalen subendothelialen Intima. Diese enthält, eingebettet in eine Grundsubstanz, ein lockeres, wenig organisiert erscheinendes kollagen-elastisches Fasergeflecht und einige sog. Langhanszellen. Die letzteren stellen die für den Stoffwechsel der subendothelialen Intima verantwortlichen Fibrozyten dar; sie sind zugleich in ihrer Eigenschaft als ruhende Mesenchymzellen auch als die Stammzellen einer eventuellen zellulären Reaktion auf einen die Intima treffenden Reiz aufzufassen.Die Media ist von der Intima durch eine voll ausgebildete Lamina elastica interna getrennt. Diese innerste elastische Lamelle bildet ein geschlossenes, homogen gebautes Rohr mit nur wenigen Fenstern.Die übrigen Medialamellen sind teils homogene Rohrwandstücke, teils zusammengesetzt aus elastischen Bändern; ihre Konstruktion steht zwischen der der Rattenaorta, welche lediglich homogene Platten besitzt, und der der Schweineaorta, deren elastische Lamellen hochorganisierte Fasersysteme darstellen. Die Mediamuskelzellen finden sich auch beim Kaninchen als eine Sonderform glatter Muskulatur. Als einzige in der Media enthaltene Zellform sind sie über ihre kontraktilen Funktionen hinaus mit den Funktionen eines Fibroblasten ausgestattet und für den Stoffwechsel der Mediagrundsubstanz und deren faseriger Differenzierungen verantwortlich.Im Interlamellärraum finden sich außer den Muskelzellen, die seinen größten Teil einnehmen, auch kollagene und elastische Fasern und eine Grundsubstanz. Eine strenge Organisation des interlamellären Fasergeflechtes wie in der Schweineaorta ist beim Kaninchen nicht festzustellen.Der Benninghoffsche Spannapparat wird auch in der Kaninchenaorta durch eine Kontinuität von muskulären und elastischen Mediaelementen verkörpert. Diese Kontinuität findet ihren Ausdruck unter anderem im gleichen Steigungswinkel von 30° gegenüber der Horizontalschnittebene, den die Muskelzellen und die Bänder der inhomogen gebauten elastischen Medialamellen einhalten.Die weniger komplizierte Organisation der Lamellen und des interlamellären Fasergeflechtes, der steilere Ansatzwinkel der Muskelzellen an den elastischen Lamellen und vor allem die ausgeprägte Lamina elastica interna unterscheiden die Kaninchenaorta deutlich von der Schweineaorta und lassen Anklänge an die Bauweise muskulärer Arterien erkennen. Die Kaninchenaorta steht dabei entsprechend ihrer Größe zwischen der Rattenaorta und der Schweineaorta.Das Vorhandensein einer Lamina elastica interna mit nur relativ kleinen Fensterungen, die gegenüber der Schweineaorta deutlich geringere Durchströmbarkeit der elastischen Medialamellen und das Fehlen von Vasa vasorum deuten auf eine gegenüber den Aorten größerer Tiere weniger komplizierte Ernährung der Aortenwand hin.Rückschlüsse aus experimentell an der Kaninchen- oder Rattenaorta erhobenen Befunden auf Vorgänge an der Aorta größerer Säuger und vor allem des Menschen sind aus diesen Gründen nur mit Vorbehalt möglich.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Influence of nicotianamine and iron supply on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyl cuttings of the tomato mutant 'chloronerva' (Lycopersicon esculentum)

The influence of nicotianamine (NA) on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyls of de-rooted NA-less mutant seedlings of Lycopersicon esculentum Mill, was examined in relation to the iron supply [ferric N-N'-ethylenediaminedi-(2-hydroxyphenylacetate) (FEDDHA), ferric ethylenediaminetetracetate (FeEDTA), ferric N-(2-hydroxyethyl)-ethylenediaminetriacetate (FeHEDTA, Fe-citrate and FeCl₃] in the nutrient solution. The initiation of root primordia in hypocotyl cuttings was independent of NA and occurred with about the same frequency in both, mutant and wild-type. In the mutant the development of primordia to adventitious roots was blocked at all iron sources used, except FeEDTA. Addition of NA (5x 10⁻⁶ to 2 × 10⁻⁵ M ) to the rooting medium resulted in a fast growth of adventitious roots in mutant cuttings with all iron sources tested. Rooting of wild-type cuttings was independent from NA application and iron sources. We suppose that NA is involved in the intracellular transport of iron. Its function is possibly linked with chelation of ferrous iron in the cell.     

Tumor necrosis factors in 1996

The 6th International Congress on Tumor Necrosis Factors and Related Molecules was held in Faliraki, Island of Rhodes, Greece, 8–12 May, 1996. This review summarizes the topics addressed and highlights some of the major advances presented during the meeting.     

Global vegetation models: incorporating transient changes to structure and composition

Abstract. We describe an approach for developing a Dynamic Global Vegetation Model (DGVM) that accounts for transient changes in vegetation distribution over a decadal time scale. The DGVM structure is based on a linkage between an equilibrium global vegetation model and smaller scale ecosystem dynamics modules that simulate the rate of vegetation change. Vegetation change is classified into four basic types, based largely on the projected change in above-ground biomass of the vegetation. These four types of change are: (1) dieback of forest, shrubland or grassland; (2) successional replacement within forest, shrubland or grassland; (3) invasion of forest, shrubland or grassland; (4) change in tree/grass ratio. We then propose an approach in which the appropriate ecosystem dynamics module for each type of change is applied and the grid cells of the global model updated accordingly. An approach for accounting for fire, as an example of a disturbance which may strongly influence the rate and spatial pattern of forest dieback, is incorporated. We also discuss data needs for the development, calibration and validation of the model.