Glycocalyx production in teleosts [Translation from: Verhandlungen der Deutschen Zoologischen Gesellschaft, p.286, 1970]

Shielding the organism against harmful effects from the environment is one of the most important tasks of the outer covering of all animals. The epidermis of primarily aquatic organisms and the epithelia of organs which are exposed to water, such as the digestive or the urinary system, possess a film of glycoproteins and mucopolysaccharides, the glycocalyx. This short paper examines the relationship of the mucus cells with the glycocalyx

How DASPMI Reveals Mitochondrial Membrane Potential: Fluorescence Decay Kinetics and Steady-State Anisotropy in Living Cells

Spectroscopic responses of the potentiometric probe 2-(4-(dimethylamino)styryl)-1-methylpyridinium iodide (DASPMI) were investigated in living cells by means of a time- and space-correlated single photon counting technique. Spatially resolved fluorescence decays from single mitochondria or only a very few organelles of XTH2 cells exhibited three-exponential decay kinetics. Based on DASPMI photophysics in a variety of solvents, these lifetimes were attributed to the fluorescence from the locally excited state, intramolecular charge transfer state, and twisted intramolecular charge transfer state. A considerable variation in lifetimes among mitochondria of different morphologies and within single cells was evident, corresponding to high physiological variations within single cells. Considerable shortening of the short lifetime component (τ1) under a high-membrane-potential condition, such as in the presence of ATP and/or substrate, was similar to quenching and a dramatic decrease of lifetime in polar solvents. Under these conditions τ2 and τ3 increased with decreasing contribution. Inhibiting respiration by cyanide resulted in a notable increase in the mean lifetime and a decrease in mitochondrial fluorescence. Increased DASPMI fluorescence under conditions that elevate the mitochondrial membrane potential has been attributed to uptake according to Nernst distributions, delocalization of π-electrons, quenching processes of the methyl pyridinium moiety, and restricted torsional dynamics at the mitochondrial inner membrane. Accordingly, determination of anisotropy in DASPMI-stained mitochondria in living cells revealed a dependence of anisotropy on the membrane potential. The direct influence of the local electric field on the transition dipole moment of the probe and its torsional dynamics monitor changes in mitochondrial energy status within living cells

Le film comme moyen de recherche fondamentale - bases de ses possibilites d'exploitation

Die Bedeutung des Films als Meßmethode entspricht der Relevanz von Bewegungsvorgängen im Rahmen der wissenschaftlichen Problemstellungen, Die bisherigen Auswertverfahren lassen einen großen Teil der im Film gespeicherten Information unausgenutzt und sind zudem sehr zeitaufwendig, weshalb die Analyse moist unterbleibt. Eino Automatisierung des Auswertvorganges setzt, eine Anpassung von Aufnahmebedingungen und Problemstellung an die spezifischen Eigenschaften des Analyseverfahrens voraus. Verschiedene Stufen der Komplexität von Bewegungsphänomenen werden erläutert im Hinblick auf eine veränderte Betrachtungsweise, wie sie für die Aufbereitung von Problemen zur Bearbeitung durch Bildanalysegeräte erfolgen muß.The film's importance as metrological method corresponds to the relevancy of motion phenomena within the scope of scientific problems to be solved. The methods of analysis so far' used leave a great part of tho information stored in the film unutilized and require, moreover, much time; owing to this, the analysisis mostly left undone.The automation of the analysis procedure calls for an adaptation of the shooting conditions and problem setup to the specific characteristics of tho analysis technique. Various complexity stages of motion phenomena are explained in respect of a modified way of consideration as it must be brought about in the preparation of problems to be handled by picture analysis hardware.Au titre de methode de mesure, la significati on du film correspond a l' import.ancc des deplacements et de IpUJ' analyse dans Ie cadre des problemes scir-nt.ifiques etudies, Les precedes d'analyse appliques jusqu'a present ne permettent pas d'oxploit.er une grande partie des informations contenues dans Ie film et exigent par ailleurs beaucoup de temps, de telle sorte qu'on ren once le plus souvent it cett.e analyse. Uno auto matisation de I'analyse suppose tout.efois une adaptation des conditions de prise de vues et des problemes enonces aux proprietes spcciflqucs du precede d'analyse. L'expose cornmcnto divers degres de cornplexite des phenomenes dynamiques sous Ie rapport dun mode de visionnage modifie, qui doit resulter du traitement des problemes consideres pour l'examen avec des analysours d'images

Dissoziation und Reaggregation von Epidermiszellen der Larven von Xenopus laevis (Daudin) in vitro : Zeitrafferlaufbild- und Teilbildanalyse

1. Das Dissoziations- und Reaggregationsverhalten von Epidermiszellen der Larven von Xenopus laevis wird unter verschiedenen Bedingungen in vitro mit Hilfe des Zeilrafferfilmes untersucht. Die Kultur der Schwänze erfolgt in Salzlösung nach STEINBERG und Serum hämolysierten Kälberblutes. Für die Reaggregation werden serumfreie Salzlösungen verwendet. 2. Am Auswandern der Zellrasen beteiligen sich alle dem Deckglas anliegenden Zellen. Sie bilden einen Plasmasaum in die Richtung aus, in der sie sich fortbewegen. Der Zusammenhalt zwischen den Zellen wird hierbei nicht gelöst. 3. Die Zellrasen lassen sich mit 0;05%igem EDTA in Einzelzellen auflösen; dabei tritt eine Trennung des Zellplasmas in ein zentral gelegenes granuliertes Plasma und einen hyalinen Plasmasaum auf. Bei längerer Einwirkung des EDTA werden die hyalinen Säume eingezogen. Die Zellen sind dann abgekugelt; es brechen blasenförmige "Lobopodien" aus den Zellen hervor und verschwinden wieder: "Blubbern". 4. In Gegenwart von Ca++ breiten sich die Zellen wieder auf dem Deckglas aus. Die Bildung "stabilisierter Aggregate" erfolgt in Ringerlösung (mit 0,02% CaCl2), in isotonischer Calciumchlorid-Lösung, in isotonischer Kochsalz- und Kaliumchlorid-Lösung, wenn Calciumchlorid mindestens 0,02%ig enthalten ist. Es wird angenommen, daß die einwertigen Kationen für die Zellbewegung und Reaggregation nur als Ladungsträger wirksam sind. In KCN-haltiger (2,5 X 10-3 M) und in PCMB-haltiger (2,5 X 10-3 M) Ringerlösung ist ebenfalls Reaggregation möglich. Unter dem Einfluß von PCMB ist die Stabilisierung der Zollgrenzen jedoch nicht von Dauer. Die Aggregate werden wieder aufgelöst; die Zellen zeigen keine Kontakthemmung mehr, sie wandern übereinander. 5. Wird das Calciumchlorid der Ringerlösung durch die äquimolare Menge Magnesiumchlorid ersetzt, so werden die Kontakte nicht stabilisiert, sondern "sliding sheets" gebildet. Keine Reaggregation ist in Calcium-haltiger Natrium- oder Kaliumchlorid-Lösung einer Konzentration unter 0,33 M und in Ringerlösung unter pH 4,0 möglich. Die Zellen sind dann auch zu keiner Ortsbewegung mehr fällig. Selbst kurze (3 min) Trypsinbehandlung (2%) verhindert die Reaggregation der Zellen im serumfreien Medium. 6. Besonders die Versuche zur Störung des Energiehaushaltes der Zellen legen nahe, daß die dabei zu beobachtenden Viskositätsänderungen im Hyaloplasmasaum auf einer Änderung des Kontraktionszustandes in ihm enthaltener kontraktiler Proteine beruhen. Die Auswirkungen von PCMB, niederem pH und geringer Ionenstärke deuten auf die Beteiligung eines Membranpotentials an der Steuerung der Viskositätsänderung hin. Diese Hypothese wird zu Ergebnissen der Muskelphysiologie in Beziehung gesetzt

Störfall im Kraftwerk der Zelle : oxidativer Stress und Altern

Was passiert auf molekularer Ebene, wenn der Körper altert? Eine Antwort darauf lautet: Es häufen sich irreparable Schäden an Zellen, an Zellbestandteilen wie den Organellen, der DNA oder Eiweißen und anderen Molekülen. DassFehler passieren, ist unvermeidlich, denn jeder Stoffwechselvorgang birgt eine gewisse Störanfälligkeit in sich. Ein junger Organismus ist dank ausgefeilter Reparatursysteme in der Lage, Fehler zu korrigieren. Nimmt diese Fähigkeit mit dem Altern ab, so treten zwei Arten von Problemen mit besonders weitreichenden Folgen auf: Fehler bei der Replikation (dem Kopieren) der DNA und molekulare Schäden, die freie Radikale anrichten. So können Defekte der DNA einerseits die Entstehung von Tumoren verursachen, andererseits aber auch Alterungsprozesse beschleunigen

Respiratory chain complexes in dynamic mitochondria display a patchy distribution in life cells

Background: Mitochondria, the main suppliers of cellular energy, are dynamic organelles that fuse and divide frequently. Constraining these processes impairs mitochondrial is closely linked to certain neurodegenerative diseases. It is proposed that functional mitochondrial dynamics allows the exchange of compounds thereby providing a rescue mechanism. Methodology/Principal Findings: The question discussed in this paper is whether fusion and fission of mitochondria in different cell lines result in re-localization of respiratory chain (RC) complexes and of the ATP synthase. This was addressed by fusing cells containing mitochondria with respiratory complexes labelled with different fluorescent proteins and resolving their time dependent re-localization in living cells. We found a complete reshuffling of RC complexes throughout the entire chondriome in single HeLa cells within 2–3 h by organelle fusion and fission. Polykaryons of fused cells completely re-mixed their RC complexes in 10–24 h in a progressive way. In contrast to the recently described homogeneous mixing of matrix-targeted proteins or outer membrane proteins, the distribution of RC complexes and ATP synthase in fused hybrid mitochondria, however, was not homogeneous but patterned. Thus, complete equilibration of respiratory chain complexes as integral inner mitochondrial membrane complexes is a slow process compared with matrix proteins probably limited by complete fusion. In co-expressing cells, complex II is more homogenously distributed than complex I and V, resp. Indeed, this result argues for higher mobility and less integration in supercomplexes. Conclusion/Significance: Our results clearly demonstrate that mitochondrial fusion and fission dynamics favours the re-mixing of all RC complexes within the chondriome. This permanent mixing avoids a static situation with a fixed composition of RC complexes per mitochondrion