U.HOEGER, G.GEIER, Institut für Zoologie der Universität Mainz, Saarstr. 21, D-55099 Mainz
Die Keimzellen von Nereis virens entwickeln sich frei in der Leibeshöhle und müssen über die Cölomflüssigkeit (CF) mit allen Nährstoffen versorgt werden. Die ebenfalls in der CF flottierenden Elaeozyten spielen eine wichtige Rolle bei der Versorgung der Keimzellen (Fischer A, Hoeger U 1993: Invert Rep Develop 23, 131-138). Wir konnten zeigen (Geier G, Hoeger U 1993: Verh Dtsch Zool Ges 86.1, 89), daß die Elaeozyten von Tieren beiderlei Geschlechts auch Nukleoside in die CF abgeben können. Kultivierte Elaeozyten geben Nukleoside in das Medium ab, wo sie mittels HPLC als Inosin, Guanosin, sowie deren Desoxynucleoside nachgewiesen werden können. Dieselben Nukleoside treten in der CF auf, und zwar in Abhängigkeit vom Geschlecht bzw vom Reifestadium der Tiere. Wir untersuchten nun, ob ihnen eine Bedeutung bei der Entwicklung der Keimzellen zukommt. Keimzellen beiderlei Geschlechts wurden je nach Reifestadium zwischen 1 und 8 h im physiologischen Konzentrationsbereich von 1-500 µMol/l mit 14C-Inosin und -Guanosin inkubiert. Das Inkubationsmedium enthielt hierbei auch die jeweils anderen, in der CF nachgewiesenen Nukleoside in annähernd physiologischen Konzentrationen. Bei einem Angebot von 100 µMol/l dieser Nukleoside war die Aufnahme für alle untersuchten Reifestadien und Geschlechter über mindestens 4 h linear. Oozyten zu Beginn der schnellen Wachstumsphase (Oozytendurchmesser 90-110 µm) nahmen bei einem Angebot von 100 µmol/l Inosin nach 1 h im Mittel 20 nmol Inosin/100 µl Zellvolumen (ZV) (n=10) bzw 2,5 nmol Guanosin/100 µl ZV (n=6) auf. Gegen Ende der schnellen Wachstumsphase (Oozytendurchmesser 130-160 µm) verringerte sich das Aufnahmevermögen der Oozyten für Inosin und Guanosin, bei gleichem Angebot, im Mittel drastisch um das 13 bzw 4,5 fache auf 1,51 nmol Inosin und 0,55 nmol Guanosin/100 µl ZV*1h (n=5;n=3). Bei einer ersten Untersuchung mit ausgewachsenen Oozyten (Oozytendurchmesser 170-190 µm) stieg die Aufnahme wiederum auf 4,5 nmol Inosin/100 µl ZV*1h an. Bei Oozyten zu Beginn der schnellen Wachstumsphase (Oozytendurchmesser 90-110 µm) war erst oberhalb eines Angebotes von 500 µmol/l Inosin bzw 140 µmol/l Guanosin eine Sättigung der Aufnahme zu beobachten. Oozyten im Stadium der späten Vitellogenese und ausgewachsene Oozyten (Oozytendurchmesser 140-160 bzw 170-190 µm) waren in ihrer Aufnahme bereits bei einem Angebot von 80 µmol/l Inosin bzw Guanosin abgesättigt. Bei den Männchen nahmen vor allem die mitotisch noch sehr aktiven Spermatogonienstadien bei einem Angebot von 100 µmol/l Inosin zwischen 5,1 und 22,2 nmol Inosin/100 µl ZV*1h (n=4) auf. Spermatogonien kurz vor dem Eintritt in die Meiose (späte Spermatogonien (n=3) und Spermatozyten-ballen (n=6)) verringerten die Aufnahme von Inosin um das 15-fache gegenüber den mitotisch noch aktiven Stadien. Erstaunlicherweise inkorporierten die fertig entwickelten Spermien wieder vermehrt Nukleoside (7,1 nmol Inosin und 1,05 nmol Guanosin/100 µl ZV*1h) (n=8;n=3). Bei einem Angebot von 100 µmol/l Inosin war das Aufnahmesystem mitotisch aktiver Spermatogonienstadien noch nicht gesättigt, während bei späten Spermatogonien und den folgenden Stadien eine Sättigung schon bei 80 µmol/l deutlich zu erkennen war. Bei reifen Spermien war dagegen bei einem Angebot von 1000 µmol/l, das demjenigen in der CF reifer Männchen entspricht, noch keine Sättigung erkennbar. Es konnte somit gezeigt werden, daß nicht nur, wie schon 1993 berichtet, die Sekretion von Nukleosiden durch die Elaeozyten, sondern auch die Aufnahmebereitschaft der Keimzellen für exogene Nukleoside in engem Zusammenhang mit dem Reifestadium der Tiere steht. Hierbei zeigen die Keimzellen bei beiden Geschlechtern ein ähnliches Aufnahmeverhalten. Das Schicksal der aufgenommenen Nukleoside wurde bisher nur in mittelgroßen Oozyten (Oozytendurchmesser 138 µm) untersucht. Bei einem Angebot von 60 µmol/l Inosin fand sich der größte Teil der aufgenommenen Radioaktivität (89%) in der säurelöslichen Fraktion; und ein geringerer Teil in der RNA - (10%) und DNA-Fraktion (0,4 %) wieder. Dieser Einbau zeigt, daß die exogenen Nukleoside eine Rolle für die Synthese der Nukleinsäuren in den Keimzellen spielen. Unsere weiteren Untersuchungen sollen klären, in wieweit der Einbau exogener Nukleoside in die Nukleinsäuren bei Keimzellen verschiedener Entwicklungsstadien moduliert wird. In diesem Zusammenhang soll auch nach einer Erklärung dafür gesucht werden, wieso die bereits ausgereiften Spermien und Oozyten wieder größere Mengen Inosin und Guanosin aufnehmen.
Mit Unterstützung der Feldbausch-Stiftung
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Abt. 1