Cutting and closing without recombination in V(D)J joining.

Open and shut junctions are rare (V(D)J joining products in which site-specific recognition, cleavage and re-ligation of joining signals has been uncoupled from recombination. Here, we investigate the relationship of opening and shutting to recombination in two ways. First, we have tested a series of substrates containing one or two joining signals in an in vivo assay. Opening and shutting can be readily observed in substrates that have only one consensus joining signal. Thus, unlike recombination, the majority of open and shut events do not require interactions between two canonical joining signals. Next we examined two-signal substrates to investigate the effect of signal proximity on the frequency of dual open and shut events. These experiments indicate that at least some of the time opening and shutting can be a two-signal transaction. Together these results point to two mechanistically related, but distinct origins for open and shut joining events. In one case, cutting and closing may occur without interaction between two signals. In the other, we suggest that interaction of a canonical signal with 'cryptic' signal-like elements whose sequence is extensively diverged from canonical signals, may bias the V(D)J recombination machinery towards opening and shutting rather than recombination. Open and shut operations could in this way provide a means whereby mistakes in target recognition by the V(D)J recombination machinery produce a non-recombinant outcome, avoiding deleterious chromosomal rearrangements in lymphoid tissues.     

Proteins of the Brain Extracellular Fluid: Evidence for Release of S-100 Protein

Abstract: Extracellular protein fractions were obtained (1) by mild, isotonic irrigation of freshly perfused brain tissue; (2) by collection of proteins released into super-fusing medium by physiologically viable slices of rat hippocampus; and (3) by sampling the CSF of anesthetized rats. Analysis of the S-100 protein content of these fractions gave values of 2.8, 4.2, and 1.8 μg S-100/mg protein, respectively. These values were three- to sixfold higher than the S-100 content of the soluble cytoplasmic protein fractions from the same tissue. This several-fold higher S-100 content of the extracellular protein fractions relative to the intracellular cytoplasmic protein fractions indicates that S-100 is selectively released into the extracellular spaces of the brain. We suggest that the biological function of this CNS protein may involve intercellular transfer.     

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

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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.

     

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.     

Cytologische Untersuchungen an Nematodengallen

Zusammenfassung Zwei verschiedene Faktoren bewirken die Vergrößerung der Riesenzellen (RZ) in den Gallen des NematodenMeloidogyne arenaria (auf Kakteen und anderen Wirten): die Hypertrophie der wachsenden RZ und die Syncytienbildung (Auflösung trennender Zellwände und Verschmelzung kleinerer Zellen).Parallel mit der Entwicklung des Parasiten durchlaufen die RZ und ihre Kerne vier verschiedene Entwicklungsstadien; währenddessen verändern diese Kerne auf charakteristische Weise ihre Größe, Struktur und Gestalt, parallel damit erhöht sich der Polyploidiegrad (die Charakteristika der einzelnen Stadien sind vom jeweiligen Wirt weitgehend unabhängig): der Umriß wandelt sich vorerst durch starke physiologische Beanspruchung des Kerns, in späteren Stadien durch davon unabhängige Mitosestörungen bzw. durch Spindel- und Plattenverschmelzungen während der synchronen Teilungen in den RZ (bei der CrassulaceeCotyledon treten Mikronuklei auf). Die beiden letztgenannten Vorgänge verursachen die Polyploidisierung sowohl in den RZ als auch in manchen unmittelbar an die RZ anschließenden parenchymatischen Zellen, während das übrige Gewebe weitgehend unbeeinflußt bleibt.Eng mit den genannten Ursachen hängt die sehr variable Zahl der Kerne pro RZ und ihre Struktur zusammen: im Stadium der größten physiologischen Beanspruchung der RZ ist der Kern sehr wolkig, später sind die Chromozentren sehr kompakt. Unabhängig vom jeweiligen Entwicklungsstadium der RZ ist das Chromatin an der Peripherie des Kerns konzentriert. Durch die Ursachen, die zu Polyploidisierung und variablem Umriß führen, kommt es zu wahrscheinlich plasmatischen Einfaltungen und Einschlüssen innerhalb des Kerns.Nicht nur im Gallen-, sondern auch im unbeeinflußten Gewebe zeigen Kerne ab einer bestimmten Größe bzw. eines bestimmten Polyploidiegrades stärker lichtbrechende, nicht oder nur wenig anfärbbare, in ihrer Größe zwar vom Kernvolumen abhängige, doch trotzdem kleine Kugeln (in kleineren Kernen sind sie wahrscheinlich nur wegen ihrer Kleinheit nicht auffindbar). Sie sind nur in Glutaraldehyd-fixiertem Material sichtbar, AE als Fixierungsmittel löst sie auf. Sie befinden sich oft in unmittelbarer Umgebung des Nukleolus und hängen wahrscheinlich ursächlich mit ihm zusammen, aber eine exakte Analyse kann nicht gegeben werden.

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Summary Two determining factors induce the enlargement of giant cells in galls caused by the root-knot nematode (Meloidogyne arenaria in roots of some Cactaceae and other hosts): hypertrophy of the growing giant cells and formation of syncytia.Corresponding with the evolution of the parasitic larva the giant cells and their nuclei become altered through four different stages; the nuclei change their volume, structure, shape and their degree of polyploidy, independent of the specific host: the contour of the nuclei is altered during the development of the giant cells first by physiological factors, on the other hand — later on — by mitotic inhibition resp. by fusing mitotic spindles or mitotic figures during synchronous mitotic divisions in the giant cells (micronuclei occur inCotyledon, Crassulaceae). Polyploidization is induced by the last two mentioned factors in giant cells as well as in some parenchymatous cells surrounding giant cells.Conditioned by these mentioned factors the number of nuclei per giant cell, their structure and shape are very variable. All nuclei in the giant cells possess a significant feature: accumulation of the chromatin material at the nuclear periphery, while the centre of the nucleus is almost optically empty. This structure occurs also during the stage with the greatest physiological stress. Plasmatical foldings and inclusions occur in some voluminous nuclei, produced by the factors leading to polyploidy resp. to variable shape.Not only in giant cells, but also in normal tissues — if their nuclei have reached a low degree of polyploidy — small, refractioning, poor stainable globules exist (they cannot be seen in small nuclei, probably they are too small): they are often sitting upon the nucleolus and are surely corresponding with him, their exact constitution and origin is unknown. They can only be seen in Glutaraldehyd-fixed material, in acetic-alcohol-fixation they are dissolved.

     

Das Verhalten von Ameisenarbeiterinnen gegenüber der Königin nach vorangegangener weisellosigkeit

Zusammenfassung Arbeiterinnen vonMyrmica ruginodis Nyl. werden im weisellosen Zustand fertil. Sie legen aber keine Eier, wenn sie mehr als 3 Larven je Arbeiterin zu versorgen haben (Mamsch, 1965). Arbeiterinnengruppen wurden mit und ohne Larven von der Königin abgetrennt. In den eierlegenden Gruppen wurde die erneut zugesetzte eigene Königin entweder nicht beachtet oder angegriffen. In den Gruppen, in denen die Arbeiterinnen durch Larvenpflege unfruchtbar blieben, wurde die Königin intensiv beleckt und in das engere Nest eingetragen. Isolierte eierlegende Arbeitergruppen zeigten im Gegensatz zu Arbeiterinnen mit inaktiven Ovarien keine Tendenz, sich mit der Königingruppe zu vereinigen. Das veränderte Verhalten der Arbeiterinnen gegenüber der Königin ist demnach nicht vom Zeitraum der Weisellosigkeit abhängig. Es wurde nur bei eierlegenden Arbeiterinnen beobachtet.

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Summary Workers ofMyrmica ruginodis Nyl. start laying eggs after being separated from their queen. No deposition of eggs occurs in groups in which each worker has to feed 3 or more larvae (Mamsch, 1965). Worker groups rearing larvae and those without brood were separated from the queen.When the queen was put again into an egg-laying worker group, either no attention was paid to her or she was attacked. In groups of workers sterile due to rearing larvae the queen was licked intensively and carried into the nest cavity. Fertile worker groups showed no tendency to join the queen group. The change in the workers' behaviour does not depend on the time of the separation from the queen. It only occurs in groups of fertile workers.

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Résumé Des ouvrières deMyrmica ruginodis Nyl. deviennent fertiles après avoir été séparées de la reine. Mais elles ne pondent pas d'ufs, si elles ont chacune trois larves ou plus à nourrir (Mamsch, 1965). Des groupes d'ouvrières, d'une part avec larves et d'autre part sans, ont été séparés de la reine. Les groupes d'ouvrières pondeuses n'attachaient pas d'attention à la reine replacée dans le nid ou encore l'attaquaient. Dans les groupes où les ouvrières étaient restées infertiles à cause du nourrissement du couvain, la reine était léchée d'une façon intensive et portée à l'intérieur du nid. A l'opposé des ouvrières stériles, les groupes d'ouvrières pondeuses isolées ne montraient aucune tendance à joindre le groupe de la reine. Le changement du comportement des ouvrières ne dépend donc pas de la durée de l'état orphelin; il n'est observé que chez les ouvrières pondeuses.

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Herrn Prof. Dr.K. Gösswald, zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Preference for plants damaged by conspecific larvae in ovipositing cabbage root flies: influence of stimuli from leaf surface and roots

In laboratory dual-choice assays females of the cabbage root fly, Delia radicum, prefer for oviposition plants with roots damaged by conspecific larvae to undamaged controls. Cauliflower and kale plants were inoculated with root fly eggs (25 per plant) and the hatching larvae were allowed to feed on the roots for various periods of time (1–17 days). After 4 (cauliflower) or 5 (kale) days of larval feeding the oviposition preference was most pronounced and flies laid between 64% and 68% of their eggs near plants with damaged roots. Later, with increasing damage but fewer surviving, and thus actively feeding, larvae, the magnitude of the preference declined. The preference for plants already damaged by conspecific larvae may contribute to the previously observed aggregated distribution of D. radicum eggs in Brassica crop fields.Further experiments revealed that the sensory cues inducing this oviposition preference originate from the complex consisting of the damaged roots, the surrounding substrate (soil) and associated microbes, rather than from the aerial plant parts. In choice assays using the root-substrate complex of damaged and control plants (aerial parts removed), the observed preference for damaged roots was similar to that found for the entire plant but was more pronounced. The damaged roots alone, compared to control roots, received up to 72% (cauliflower) and 75% (kale) of the eggs. By contrast, surrogate leaves sprayed with methanolic leaf surface extracts from the most preferred plants which had been damaged were not discriminated from surrogate leaved sprayed with extracts of the respective control plants. Analysis of glucosinolate levels in methanolic leaf surface extracts revealed that root damage resulted in enhanced concentrations of indole-glucosinolates on the leaf surface in kale but not in cauliflower. Although indole-glucosinolates are oviposition stimulants for the cabbage root fly, the induced changes were apparently too small to influence oviposition behaviour.