F. MAHLEIN, Inst. für Zool. Abt. I, Johannes Gutenberg-Universität, Saarstr. 21, D-6500 Mainz
Die Oocyten von Nereis virens wachsen, jahreszeitlich synchronisiert, zuerst langsam (Februar - August), danach schneller (September - Februar). Sie flottieren dabei frei in der Cölomflüssigkeit (CF), deren Zusammensetzung im Jahresverlauf einschließlich der freien Zucker (Märker C, Diplomarbeit), Aminosäuren (AS) und des Vitellogenins (Heil P, unpubl) in unserem Labor ermittelt wurde und als Vorlage für eine Veränderung des Nereis-Zellkulturmediums (Heacox et al 1983: In Vitro 19, No 11) diente. Wir haben uns zum Ziel gesetzt, das Einbauverhalten der wachsenden Oocyten gegenüber den aus der CF bekannten Metaboliten in Zellkultur zu ermitteln und mit dem Angebot in vivo zu vergleichen. Hierdurch wollen wir erfahren, ob die o.a. Wachstumskinetik der Oocyten in vivo von Minimalfaktoren unter den Metaboliten gesteuert wird oder einer autonomen Änderung der metabolischen Eigenschaften der Oocyten zu verdanken ist (Übersicht: Fischer + Hoeger, Invert Reprod Dev, im Druck). Ich bestimmte die Titer der AS in der CF mittels HPLC (als Dansylderivate). Die Titer lagen im Jahresverlauf am höchsten bei Prolin (0,01 - 0,5 mmol/l CF), Alanin (0,1 - 1,1 mmol/l CF) und Glycin (0,05 - 0,6 mmol/l CF). Ich ermittelte die Aufnahme für jede dieser drei AS durch die Oocyten in vitro für den Konzentrationsbereich von 5 - 1280 µmol/l Kulturflüssigkeit (KF); die nachfolgend angegebenen Mengen an aufgenommenen AS sind auf die einzelne Oocyte für eine Inkubationsdauer von 5 h berechnet. Es interessierte uns, ob die Eizellen die betreffenden AS entsprechend einer Sättigungskinetik einbauen, ob der in der CF in vivo angetroffene jeweilige AS-Titer das Aufnahmesystem der Oocyten absättigen kann oder nicht und ob die Eizellen ihr Aufnahmeverhalten gegenüber den AS im Jahresverlauf ändern. Alle drei AS wurden von den Oocyten zu bestimmten Phasen entsprechend einer einfachen Sättigungskinetik aufgenommen. Dabei können sich im Jahresverlauf und mit wachsender Oocytengröße die kinetischen Daten deutlich verändern: Prolin wird bei einer angebotenen Konzentration von 80 µmol/l KF von Juli (1,0 +/- 0,07 pMol) über September (1,4 +/- 0,04 pMol) bis Dezember (4,6 +/- 0,15 pMol) in steigender Menge, von ausgewachsenen Oocyten im April aber nur noch wenig (0,9 +/- 0,05 pMol) aufgenommen (bei größter Oberfläche). Dabei verändert sich der apparente Km-Wert von 100 µmol/l zu 80 µmol/l nur gering. Alanin wird vor Beginn des raschen Wachstums entsprechend einer Sättigungskinetik aufgenommen, der apparente Km-Wert liegt hier bei 580 µmol/l; im September und Dezember dagegen ist die Aufnahme von Alanin durch höhere Konzentrationen im Medium nicht mehr abzusättigen (ein Km-Wert also nicht mehr zu bestimmen): bis zu einer Konzentration von 2 mmol/l KF fand ich keine Sättigung der angebotsabhängigen Aufnahme. Dieses lineare Aufnahmeverhalten widerlegt jedoch nicht die Beteiligung eines Rezeptorsystems bei der Inkorporation von Alanin: Ersetzt man Na+ im Kulturmedium durch Cholinchlorid, so kommt die Aufnahme von Alanin fast zum Erliegen, was die Beteiligung eines Na+-abhängigen AS-Rezeptorsystems nahelegt. Bei Glycin steigt die Aufnahme bei einer angebotenen Konzentration von 40 µmol/l KF von Juli (0,14 +/- 0,01 pMol) über September (0,3 +/- 0,01 pMol) bis Dezember (1,3 +/- 0,01 pMol) sehr stark an. Der apparente Km-Wert steigt im gleichen Zeitraum von 8 (Juli) auf 32 µmol/l (Dezember). Die Befunde zeigen, daß die Oocyten ihr Aufnahmeverhalten für die einzelnen AS im Verlauf ihrer Entwicklung z.T. drastisch modulieren, wobei die Aufnahme über eine Sättigungskinetik bzw. über eine lineare Abhängigkeit vom AS-Angebot abwechseln können. Ob die Konzentrationen bestimmter AS oder anderer Metabolite in der CF unter diesen Umständen als wachstumslimitierende Minimalfaktoren wirken, muß noch geklärt werden.
Mit Unterstützung durch die DFG (Ho 889/3-1).
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Abt. 1