Nucleotide storage and compartmentation in coelomic cells (eleocytes) of Nereis virens (Annelida, Polychaeta)
U. Hoeger, C. Märker, Institut für Zoologie, Saarstr. 21, D-6500 Mainz 1, und J. Dunn, Dept of Biochemistry, University of Oxford, Oxford OX3 3QU, U.K.
Elaeocyten stellen einen Typ gehören zu den Cölomzellen von Polychaeten , welche bei Nereis virens und anderen Polychaeten zu Beginn der Geschlechtsreifung in großer Zahl gebildet werden. Sie sind von entscheidender Bedeutung für das Wachstum der Eizellen, da nur sie das zu deren Entwicklung notwendige Dotterprotein (Vitellogenin) synthetisieren. Diese Fähigkeit zur Vitellogeninsynthese ist jedoch nicht von Anfang an vorhanden. Bei Tieren vor dem Beginn der Geschlechtsreifung, bei denen zwar schon Elaeocyten gebildet wurden, aber noch keine Keimzellen vorhanden sind, zeigt sich, daß zu diesem Zeitpunkt noch kein Vitellogenin in der Cölomflüssigkeit nachweisbar ist (P. Heil, Diplomarbeit 1988; Hoeger, Märker und Heil 1991). Es tritt also eine Differenzierung der Elaeocyten während der Geschlechtsreifung ein. Das Differenzierungsgeschehen der Elaeocyten am Beginn und im weiteren Verlauf der Geschlechtsreifung läßt sich auf verschiedenen Bereichen feststellen.
Einige bisher durchgeführte Nukleotidbestimmungen ergaben, daß Elaeocyten aus noch nicht geschlechtlich determinierten Tieren (i-Tiere) vor dem Einsetzen der Geschlechtsreifung extrem hohe Mengen an ADP und AMP besitzen (jeweils 10-20 µMol/ml Zellvol.) während die Menge an ATP vergleichsweise gering ist (0.7-1 µMol/ml Zellvolumen). (.c.Hoeger, Märker und Heil 1991); Artefakte bei der Aufarbeitung der Zellen können wir hierbei ausschließen. Im weiteren Verlauf der Geschlechtsreifung sinken diese extremen Werte jedoch ab und normalisieren sich auf ADP- und AMP-Werte zwischen 0.5 und 1 µMol/ml Zellvolumen Der ATP-Gehalt ändert sich jedoch nicht. Um dieses physiologische Ungleichgewicht zu erklären, wurde eine mögliche Kompartimentierung von Nukleotiden durch 31P-Kernresonanzspektroskopie (NMR) lebender Zellen untersucht. Aufgrund dessen ließen sich sowohl für AMP als auch freies Phosphat jeweils 2 Signale finden, die anhand ihrer charakteristischen Verschiebung ("chemical shift") sich jeweils einem "sauren" (pH 5,3-5,6) und einer neutralen (pH 6,8-7,2) Kompartiment zuordnen ließen. Die entsprechenden Signale für ADP trat nur in "saurer" Umgebung auf. Die Ergebnisse lassen sich damit erklären, daß die hohen Konzentrationen von AMP und ADP sich in einem "sauren" Kompartiment befinden, in dem sie gespeichert und so vom Bereich des übrigen Zellstoffwechsels abgeschirmt sind.
Der Grund für diese offensichtliche Speicherung von Nukleotiden ist noch unbekannt. Die Nukleotidspeicher sind jedoch kein weibchenspezifisches Phänomen und stehen vermutlich nicht in direktem Zusammenhang mit der Vitellogenese weiblicher Elaeocyten, da sie bei Elaeocyten männlicher Tiere ebenfalls vorhanden sind. und darüberhinaus im Verlauf der Geschlechtsreifung noch wesentlich länger aufrechterhalten werden als bei den Elaeocyten weiblicher Tiere.
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