Die Entwicklungsgeschichte vonColeochaetenitellarum und das Rechts-Links-Problem

Zusammenfassung Die festgesetzten Zoosporen vonColeochaete nitellarum sind nicht nur polar und dorsiventral gebaut, sondern zeigen auch eine Rechts-Links-Differenzierung, deren Richtungssinn, wenigstens unter den gegebenen Bedingungen, konstant erscheint. Eine gleichartige Differenzierung läßt sich auch bei anderen Arten erkennen oder vermuten.Die erste Teilung des Keimlings verläuft extrem inäqual: Sie liefert eine fast den ganzen Inhalt der Mutterzelle erhaltende apikale Tochterzelle, die sich weiter teilt, und eine fast inhaltsleere, bald absterbende basale Tochterzelle. Der Chromatophor gelangt ungeteilt in die apikale Zelle. Die unmittelbare Ursache liegt in den Raumverhältnissen des langgestreckten Keimlings bzw. in der Lage des Kerns und der Kernspindel; bei anderen Arten ist dies anders, und es läßt sich ein induzierender Einfluß des Kerns oder des Piasinabezirks, in dem die Kernteilung sich abspielt, auf die Teilung des Chromatophors und die Lage des Teilungsspalts in ihm annehmen (vgl. die Besprechung).Die zweite Teilung, die nur in der apikalen Zelle erfolgt, verläuft mäßig inäqual und ergibt eine größere apikale und eine kleinere interkalare Tochterzelle, die zur primären Haarzelle wird; unter bestimmten Außenbedingungen bildet sie allerdings kein Haar und unterbleibt in ihr die sonst charakteristische Rotation und somit die entsprechende Umformung des Chromatophors. Es erhebt sich die Frage, ob die auch von anderen Arten bekannte stark wechselnde Bildung von Haaren, vor allem der sekundären, darauf beruht, daß keine differentiellen Teilungen ablaufen, oder ob zwar Haarzellen entstehen, aber keine Haare treiben. Ausnahmsweise entsteht die primäre Haarzelle erst bei der nächsten (dritten) Teilung.Die Keimlinge zeigen ein deutliches Erstarkungswachstum; dementsprechend sind auch die sekundären Haarzellen und Haare größer als die primären.Das Wachstum unter Widerstand in derNitella-Membran führt zu charakteristischen, unregelmäßig-lappigen Zellformen.Im Unterschied zu den anderen bisher untersuchten Arten erfolgt keine Abhebung der primären Wand der festgesetzten Zoospore; vermutlich deshalb, weil kein Dickenwachstum des Keimlings stattfindet und somit die Druckwirkung, die zur Sprengung führt, unterbleibt.     

Bildung von Azygoten in „Blöcken“ beiMougeotia transeaui

Zusammenfassung Die Azygotenbildung vonMougeotia transeaui ist keine verkappte und mißverstandene Zygotenbildung, sondern erfolgt amiktisch. Ebenso handelt es sich in einem zweiten genau untersuchten Fall einer noch unbeschriebenenMougeotia sp., wie in zwei früher behandelten Fällen, eindeutig um Azygoten.Eine kritische Betrachtung der vonCzurda angeführten Argumente für die Annahme, daß viele (oder alle) Azygoten verkannte Zygoten wären, ergibt, daß die Argumente nicht stichhältig sind. Im Gegenteil ist in keinem Fall der sichere Beweis dafür erbracht, daß die Azygoten in Wirklichkeit Zygoten wären.Im Unterschied zu Fällen von Azygotenbildung mancher anderer Arten, bei denen ein Partner nötig ist, bedarf es beiMougeotia transeaui keines Partners und die Azygoten entstehen regelmäßig in ungepaarten Fäden.Die Azygotenbildung erfolgt innerhalb der Fäden in deutlichen Blöcken, die durch vegetative Fadenabschnitte getrennt sind. Zufällige Umstände, wie man sie vielfach für den blockweisen Ausfall von Zygoten infolge Fehlens eines Partners verantwortlich machen kann, spielen bei der blockweisen Azygotenbildung in den ungepaarten Fäden vonMougeotia transeaui naturgemäß keine Rolle. Die Erscheinung läßt sich aber möglicherweise mit den in vegetativen Fäden nachgewiesenen Blöcken von mitotisch aktiven und inaktiven Zellen in Beziehung setzen. Die Gemeinsamkeit in beiden Fällen besteht darin, daß die Fäden in bestimmter, wenn auch durch Außenfaktoren im weitesten Sinn modifizierter Weise der Länge nach physiologisch inhomogen sind.     

Über lokalisierte Karotinoidbildung und über Baueigen- tümlichkeiten des Cyanophyceenprotoplasten

Zusammenfassung Die beiSpirotaenia- Arten,Closteriospira undDactylococcopsis — durchwegs Algen mit langgestreckten Zellen — vorkommende lokalisierte Karotinoidbildung in den Zellenden tritt in auffallender Weise auch bei bestimmten langzelligen Arten vonOscillatoria auf.Hier ist die exzessive Karotinoidbildung an die Peripherie der querwandnahen Region des Protoplasten gebunden, d. h. an die Stellen, wo das die Längswände bedeckende Chromatoplasma endigt und wo kein Zellwachstum mehr stattfindet; beides ist offenbar die Ursache dieser besonderen Lokalisierung: denn Karotinoide dürften nur im Chromatoplasma gebildet werden können, andererseits herrschen in den embryonalen Abschnitten des Protoplasten in der Gegend des Zelläquators nicht die physiologischen Voraussetzungen für Karotinoidbildung. Die Zellenden befinden sich dagegen in einer Art von Dauerzustand, sind also physiologisch vergleichbar mit ganzen Zellen anderer Algen, die bei Teilungshemmung als ganze exzessiv Karotinoide bilden. Es läßt sich daraus auch verstehen, weshalb diese Art lokalisierter Karotinoidbildung an langgestreckte Zellen gebunden ist.Die Region der lokalisierten Karotinoidbildung ist gleichzeitig jene, in der bei bestimmten anderenOscillatoria- Arten lokalisiert Gasvakuolen entstehen. Die Ektoplasten bedecken dagegen die mittlere Fläche der Querwand, sofern sie überhaupt lokalisiert auftreten; auf jeden Fall entstehen sie an der Oberfläche des Centroplasmas.Die Bildung der Karotinoidkörper dürfte bei den beschriebenen Arten genotypisch fixiert, aber in ihrer Ausprägung modifizierbar sein; dabei spielt vermutlich die Verschiebung des Gleichgewichts von Assimilation und mineralischer Ernährung die wesentliche Rolle.     

1.8 A bright-state structure of the reversibly switchable fluorescent protein Dronpa guides the generation of fast switching variants

RSFPs (reversibly switchable fluorescent proteins) may be repeatedly converted between a fluorescent and a non-fluorescent state by irradiation and have attracted widespread interest for many new applications. The RSFP Dronpa may be switched with blue light from a fluorescent state into a non-fluorescent state, and back again with UV light. To obtain insight into the underlying molecular mechanism of this switching, we have determined the crystal structure of the fluorescent equilibrium state of Dronpa. Its bicyclic chromophore is formed spontaneously from the Cys62-Tyr63-Gly64 tripeptide. In the fluorescent state, it adopts a slightly non-coplanar cis conformation within the interior of a typical GFP (green fluorescent protein) b-can fold. Dronpa shares some structural features with asFP595, another RSFP whose chromophore has previously been demonstrated to undergo a cis-trans isomerization upon photoswitching. Based on the structural comparison with asFP595, we have generated new Dronpa variants with an up to more than 1000-fold accelerated switching behaviour. The mutations which were introduced at position Val157 or Met159 apparently reduce the steric hindrance for a cis-trans isomerization of the chromophore, thus lowering the energy barrier for the blue light-driven on-to-off transition. The findings reported in the present study support the view that a cis-trans isomerization is one of the key events common to the switching mechanism in RSFPs.     

Requirements for reference (calibration) laboratories in laboratory medicine

In addition to reference measurement procedures and reference materials, reference or calibration laboratories play an integral role in the implementation of measurement traceability in routine laboratories. They provide results of measurements using higher-order methods, e.g. isotope dilution mass spectrometry and may assign values to materials to be used for external quality assessment programs and to secondary reference materials. The requirements for listing of laboratories that provide reference measurement services include a statement of the metrological level or principle of measurement, accreditation as a calibration laboratory according to ISO 15195 and the participation in a proficiency testing system (regular inter-laboratory comparisons) for reference laboratories. Ring trials are currently conducted for thirty well-defined measurands and the results are made available to all laboratories. Through the use of reference laboratory services that are listed by the Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine there is the opportunity to further promote traceability and standardisation of laboratory measurements.     

Characterization of bacterial operons consisting of two tubulins and a kinesin-like gene by the novel Two-Step Gene Walking method

Tubulins are still considered as typical proteins of Eukaryotes. However, more recently they have been found in the unusual bacteria Prosthecobacter (btubAB). In this study, the genomic organization of the btub-genes and their genomic environment were characterized by using the newly developed Two-Step Gene Walking method. In all investigated Prosthecobacters, btubAB are organized in a typical bacterial operon. Strikingly, all btub-operons comprise a third gene with similarities to kinesin light chain sequences. The genomic environments of the characterized btub-operons are always different. This supports the hypothesis that this group of genes represents an independent functional unit, which was acquired by Prosthecobacter via horizontal gene transfer. The newly developed Two-Step Gene Walking method is based on randomly primed polymerase chain reaction (PCR). It presents a simple workflow, which comprises only two major steps--a Walking-PCR with a single specific outward pointing primer (step 1) and the direct sequencing of its product using a nested specific primer (step 2). Two-Step Gene Walking proved to be highly efficient and was successfully used to characterize over 20 kb of sequence not only in pure culture but even in complex non-pure culture samples.     

Identification of an alpha(1-->6) mannopyranosyltransferase (MptA), involved in Corynebacterium glutamicum lipomanann biosynthesis, and identification of its orthologue in Mycobacterium tuberculosis

Corynebacterium glutamicum and Mycobacterium tuberculosis share a similar cell wall architecture, and the availability of their genome sequences has enabled the utilization of C. glutamicum as a model for the identification and study of, otherwise essential, mycobacterial genes involved in lipomannan (LM) and lipoarabinomannan (LAM) biosynthesis. We selected the putative glycosyltransferase-Rv2174 from M. tuberculosis and deleted its orthologue NCgl2093 from C. glutamicum. This resulted in the formation of a novel truncated lipomannan (Cg-t-LM) and a complete ablation of LM/LAM biosynthesis. Purification and characterization of Cg-t-LM revealed an overall decrease in molecular mass, a reduction of alpha(1-->6) and alpha(1-->2) glycosidic linkages illustrating a reduced degree of branching compared with wild-type LM. The deletion mutant's biochemical phenotype was fully complemented by either NCgl2093 or Rv2174. Furthermore, the use of a synthetic neoglycolipid acceptor in an in vitro cell-free assay utilizing the sugar donor beta-D-mannopyranosyl-1-monophosphoryl-decaprenol together with the neoglycolipid acceptor alpha-D-Manp-(1-->6)-alpha-D-Manp-O-C8 as a substrate, confirmed NCgl2093 and Rv2174 as an alpha(1-->6) mannopyranosyltransferase (MptA), involved in the latter stages of the biosynthesis of the alpha(1-->6) mannan core of LM. Altogether, these studies have identified a new mannosyltransferase, MptA, and they shed further light on the biosynthesis of LM/LAM in Corynebacterianeae.     

Quantitative gel electrophoresis: sources of variation

Gel electrophoresis is known for its often unsatisfactory precision. Percental relative standard deviations (RSD%) in a range of 15-70% have been reported. Therefore, an improvement of precision in quantitative 2-DE is necessary. In the present, study we have analyzed the work flow of 2-DE in detail to assess the main error sources. Potential major sources of variability for this technique include the transfer between first and second dimension, the analyst's expertise, and the staining or rather detection of separated proteins. The remarkable and completely irregular changes of the background signal from gel to gel were identified as one of the governing error sources. These background changes can be strongly reduced by the direct detection of the separated proteins using native fluorescence. More than a 3-fold better signal-to-noise ratio was found compared to Ruthenium-(II)-tris-(bathophenanthroline disulfonat) (RuBPS) and Coomassie staining, although the sample was used in an 800-fold lower concentration. This improvement together with well-defined peaks resulted in a better quantitative spot reproducibility of approximately 12-16% RSD%. Possibly, the variabilities due to detection and evaluation were already reduced to minor error components. However, according to the law of error propagation, the major error sources dominate the total error. To really prove the good detection and evaluation, these other sources of variability such as sample preparation, strip rehydration, protein loading, transfer between dimensions, interactions between gel and proteins, gel scanning, and spot integration have to be reduced next.