Utilization of exogenous nucleosides in the oocyte metabolism of Nereis virens (Annelida, Polychaeta).
U.Hoeger, G.Geier, Institut für Zoologie der Universität Mainz, Saarstr. 21, D-55099 Mainz
Auch die Keimzellen des marinen Polychaeten Nereis virens sind auf die exogene Aufnahme von Nährstoffen angewiesen. Die in der Leibeshöhle flottierenden Keimzellen werden über die Cölomflüssigkeit (CF) versorgt. Die Rolle von Nährzellen übernehmen die ebenfalls in der CF vorhandenen Elaeozyten (EZ). EZ geben die Nukleoside Inosin, Guanosin und deren Desoxynukleoside in die CF ab. Wir haben in früheren Untersuchungen (Geier G, Hoeger U 1995: Verh Dtsch Zool Ges 88.1, 100) die Aufnahme von Inosin und Guanosin durch Oozyten gezeigt. Um das Schicksal der aufgenommenen Nukleoside zu verfolgen, wurden Keimzellen verschiedener Reifestadien 2-96 h mit 14C-markiertem Inosin bzw Guanosin inkubiert. Anschließend wurden die Zellen mit Perchlorsäure aufgeschlossen und in die säurelösliche Fraktion, in RNA und DNA aufgetrennt. Die Radioaktivität dieser Fraktionen wurde gemessen. Hierbei konnte der Weg des 14C-Inosin über die säurelösliche Fraktion bis in die RNA und in die DNA verfolgt werden. Dabei waren deutliche Unterschiede im Markierungsmuster zwischen Keimzellen verschiedener Reifestadien zu erkennen. Sehr junge Oozyten (60 µm Ø) bauten 9 % des aufgenommenen 14C-Inosins in die RNA ein. Ähnliche Einbauraten wurden bei Oozyten in der schnellen Wachstumsphase (WP) im Okt-Dez, erreicht (11%). Laichreife Oozyten nahmen dagegen nur noch etwa 1,2 % des Inosins in die RNA auf. Ganz ähnliche Verhältnisse ergaben sich für den Einbau von 14C-Guanosin. Die ganz jungen Oozyten verfügen demnach bereits über eine vergleichsweise hohe RNA-Syntheserate. Dies korreliert mit der Beobachtung, daß die jungen Oozyten bereits ca 45% des RNA-Gehaltes reifer Oozyten (pro Volumeneinheit) besitzen. Solche hohen RNA-Gehalte wurden auch bei jungen Oozyten von Urechis caupo nachgewiesen (Miller J H 1973: Dev Biol 32, 331). Ganz anders verhielt sich der Einbau von 14C-Inosin in die DNA. Junge Oozyten bauten weniger als 0,12 % des 14C-Inosins in die DNA ein. Der Einbau in die DNA steigerte sich erst zu Beginn der schnellen WP von 0,18 % im Oktober auf 2,8 % im Dezember. Bei laichreifen Oozyten wurde der Einbau fast völlig eingestellt. Der Einbau von 14C-Guanosin folgte demselben Muster. Die DNA-Synthese findet also im wesentlichen während der schnellen Wachstumsphase statt und ist mit dem Ende des Oozytenwachstums nahezu abgeschlossen. Die säurelösliche Fraktion, RNA und DNA wurden anschließend mittels Radio-HPLC analysiert. Die Abb 1+2 zeigen HPLC-Läufe der säurelöslichen- bzw RNA-Fraktion. Die Abszisse gibt die Retentionszeit der einzelnen Substanzen an. Die linke Ordinate beschreibt die Absorption der Substanzen bei 245nm (—); die rechte Ordinate die gefundene Aktivität in dpm (…). Nach der Inkubation von Oozyten der schnellen WP mit 14C-Inosin waren nach 24 h die höchsten spezifischen Aktivitäten im Inosin und Hypoxanthin der säurelöslichen Fraktion nachweisbar (484 bzw 1120 dpm/nmol). Inosin kann über den „Salvage-Pathway“ zu Adenosin- und Guanosinnukleotiden umgebaut werden. Dieser Weg wird in den Oozyten tatsächlich beschritten. Die Adenosin- und Guanosinnukleotide sind Bausteine der Nukleinsäuresynthese; so findet man markiertes Adenosin (2,4 dpm/nmol) und Guanosin (3,4 dpm/nmol) im RNA-Hydrolysat. Im DNA-Hydrolysat war erst nach 48h markiertes Adenin (3,7 dpm/nmol) und Guanin (0,65-3,4 dpm/nmol) nachweisbar. Es konnte somit gezeigt werden, daß die EZ wichtige Vorstufen für die Nukleinsäuresynthese der Oozyten in Form von Inosin und Guanosin zur Verfügung stellen. Die Verwendung dieser Vorstufen ist eng mit dem Reifestadium der Oozyten verknüpft und geschieht auf dem Weg des Purinrecycling. Mit Unterstützung der DFG (Ho 889/4-1) und der Feldbausch-Stiftung, Universität Mainz.
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