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Notes: Summary Striking similarities appear to exist between selected protoplast-derived variants (PD-clones) of the potato cultivar Russet Burbank, and commonly occurring somatic potato sports, called ‘bolters’. A limited survey of individuals involved in the certification of Russet Burbank, revealed that bolters do commonly occur in this variety, are highly variable, and sometimes occur at high frequency. It is therefore suggested that bolters and the more promising selected PD-clones of Russest Burbank may be one and the same, arising from the same type of macromutation. One selected PD-clone, three different Russet Burbank bolters, and two controls were analyzed for 15 isozymes in the hope of determining if bolters and promising PD-clones belong to the same class of variants. No isozyme variation between Russet Burbank and its subclones was observed. The breeding value of protoplast-derived variation is discussed in this light.

Notes: Summary Somatic cell hybridization between nonmetastatic tumor cells and normal cells of the lymphoreticular system results in hybrid cells manifesting metastatic properties of defined target organ specificity. Thus, fusion of the nonmetastatic BALB/c originated NSI plasmacytoma with C57BL B lymphocytes resulted in hybridomas, each of which were metastatic. Of 10 hybridomas, 7 generated metastases in the spleen and liver, whereas 3 generated liver metastases. The generation of liver metastases by hybridomas which homed to both spleen and liver, but not by those which homed to the liver only, was controlled by the spleen. The acquisition of metastatic properties via somatic cell fusion seems to represent a general principle, in which the normal partner determines the target organ specificity for the metastatic growth. Thus, fusion of SP2/O myeloma cells with syngeneic B lymphocytes also resulted in a hybrid cell metastasizing to the spleen and liver, yet a somatic hybrid between NSI and a macrophage or dendritic-like cell metastasized to the lung. Cell surface molecules encoded by the genome of the normal partner was demonstrated to control the target organ specificity: antibodies against MHC-encoded antigens of the normal B cell partner prevented the generation of metastases by hybridomas metastasizing to the spleen and liver, but not by those metastasizing to the liver only. This is in accordance with the function of MHC molecules on lymphocytes in controlling their homing to lymphoid organs. Hybridomas of T cell lymphomas also manifested metastatic properties. Analysis of the cell surface Thy-1 antigens of a hybridoma (DCH10), produced via somatic fusion between BW5145 lymphoma and a putative macrophage cell indicated that cells of liver metastases (DCH10-Li) generated by the hybrid cells might have undergone further somatic cell fusion in vivo with host (T?) cells. These cells have acquired new metastatic properties, generating metastases in spleen, liver and kidneys. In fact, even the inoculation of the parental BW lymphoma cells resulted in a case of liver metastasis (BW-Li). Such BW-Li cells, upon reinoculation, also generated metastases in the spleen, liver and kidneys. Analysis of the Thyl phenotype indicated that BW-Li cells may also have undergone somatic cell fusion in vivo with host (T?) cells, resulting in the acquisition of metastatic properties. The pattern of cell-cell interactions (adhesion, infiltration) with liver cell monolayers of BW-Li cells and of DCH10-Li (T-cell lymphomas) was identical, and differed from cells of liver metastases of the myeloma-B cell hybridomas which might be based on responses to liver growth signals. Accordingly, the morphology of liver metastases generated by the two categories of hybridomas was different. It appears therefore, that (a) the acquisition of metastatic properties following somatic cell fusion with normal lymphoreticular cells is of a general significance; (b) somatic cell fusion provides an experimental system for the analysis of molecular properties determining the acquisition of metastatic capability; and (c) it may also represent a mechanism for tumor progression in vivo.

Notes: Abstract Segments of young inflorescences of Triticum aestivum cv. Chinese Spring (CS), its F1 hybrids with Agropyron trachycaulum and A. scirpeum and backcross derivatives with A. yezoense, A. intermedium and A. junceum, and of a A. yezoense x T. aestivum cv. Wichita hybrid were cultured. Different parts of young spikelets of A. trachycaulum x CS F1 and A. yezoense x Wichita F1 's were also cultured. Percent callus induction was lower in wheat than in the wheat-Agropyron hybrids or backcross derivatives. Percent callus induction from different organs in both hybrids was in the descending order of whole spikelet, spikelet without glumes, rachis, and glumes. No plants could be regenerated from calli of wheat and backcross derivatives except those of CS x A. intermedium combination. Callus induction in hybrids varied from 54 to 84% and plant regeneration from 14 to 31%. The regenerants required no vernalization. Variants including one with top-dense spikes and another with elongated spikelets were recovered. Out of eight A. trachycaulm x CS hybrid regenerants, one had anthers and stigma as opposed to neutral flowers of the original hybrid.

Notes: Die passende Anordnung von Reaktionspartnern zueinander in richtigen Abständen ist die strukturelle Voraussetzung für vektoriell ablaufende Reaktionen und Reaktionsketten. In biologischen Systemen, z. B. bei der photosynthetisch aktiven Thylakoidmembran oder den Membranrezeptoren, wird die Lage der Reaktionszentren durch Membranprotein-Komplexe festgelegt, über deren Struktur wenig bekannt ist. In synthetischen Vesikelmembranen sind geordnete reaktive Systeme erstmals durch Verwendung von Amphiphilen mit reaktiven Kopfgruppen als Bausteine, durch die regioselektive Einlagerung von Fremdmolekülen in die Membran, durch die Ausrichtung von Bola-Amphiphilen mit zwei Kopfgruppen unterschiedlicher Löslichkeit oder Größe sowie durch Domänenbildung erhalten worden. Auch chirale Überstrukturen in Membranen konnten beobachtet werden, und es gelang, stereoselektive Reaktionen in Vesikelmembranen durchzuführen. Dieser Fortschrittsbericht schließt mit einer Diskussion über Membranen aus nicht-amphiphilen Bausteinen und einer Erörterung ungelöster Probleme.

Notes: Der Name „Endor“ bezeichnet seit biblischer Zeit einen kleinen Ort in der Nähe des Sees Genezareth (etwa 1000 v. Chr., 1. Sam. 28, 7ff.). Das Akronym „ENDOR“ (Electron Nuclear DOuble Resonance) kennzeichnet die Erweiterung der Elektronenspinresonanz- zur Elektron-Kern-Doppelresonanzspektroskopie, einer Methode, die der Untersuchung komplizierterer paramagnetischer Moleküle neue Dimensionen eröffnet hat. Erst die im letzten Jahrzehnt technisch ausgereifte ENDOR-Spektroskopie sprengt die Auflösungsgrenzen der EPR-Spektroskopie und ermöglicht so beispielsweise interessante Anwendungen in biochemischen Bereichen. ENDOR-Untersuchungen haben zu neuen Einsichten in den Primärprozeß der Photosynthese, die Wirkungsweise von Vitamin E und K sowie den Mechanismus der Katalyse durch Flavoenzyme in biologischen Redoxketten gefuhrt. ENDOR und die Erweiterung zum Dreifachresonanzexperiment TRIPLE bieten unter anderem die Möglichkeit zur genauen Bestimmung von Hyperfeinkopplungskonstanten einschließlich ihrer oft besonders interessierenden Vorzeichen. Neben Protonen sind viele andere Kerne „ENDOR-fähig“, z.B. 2H, 13C, 14N. Die ENDOR-Technik ist nicht auf Monoradikale beschränkt, sondern kann auch auf Polyradikale in Spinzuständen höherer Multiplizitäten angewendet werden (Triplett-, Quartett-, Quintett-Zustand). Die Meßgröen lassen Aussagen über Spin- und Ladungsdichteverteilungen, Radikalstrukturen und die innermolekulare Dynamik zu. Sie sind für die Prüfung der Ergebnisse quantenmechanischer Rechnungen hervorragend geeignet.

Notes: Photochemisches Lochbrennen ist eine spezielle Art der Sättigungsspektroskopie im optischen Bereich, die viel Ähnlichkeit mit NMR-Methoden zur Bestimmung von Relaxationszeiten hat. Die Löcher - genauer gesagt Einkerbungen - brennt man (mit Laserlicht) in Absorptionsbanden von Farbstoffmolekülen, die in einem Polymer oder Glas in Spuren enthalten sind. Aufgrund ihrer Linienschärfe sind photochemisch erzeugte Löcher hochempfindliche Sensoren. Sie reagieren auf geringfügige Störungen des Systems durch äußere Parameter mit meßbaren Verschiebungen oder Verbreiterungen. Anwendungen des photochemischen Lochbrennens in der Spektroskopie von Biomolekülen und im Bereich der Datenspeicherung zeigen in mögliche Richtungen für zukünftige Entwicklungen.

Notes: Allyl-Kationen reagieren mit 1,3-Dienen zu sieben-, fünf- und sechsgliedrigen Ringen, aber auch zu Produkten der elektrophilen Substitution und zu linearen 1 : 1-Addukten. In diesem Beitrag werden Fortschritte auf präparativem und mechanistischem Gebiet zusammengefaßt, wobei die Synthese siebengliedriger Carbocyclen im Mittelpunkt steht. Es wird erstmals eine umfassende mechanistische Beschreibung vorgestellt: Drei Reaktionsklassen setzen den Produkttyp und die resultierende Stereochemie in Beziehung zur Nucleophilie des Diens, zur Elektrophilie des intermediären Allyl-Kations und zur Donorstärke der Gruppe Y, die an das zentrale Kohlenstoffatom der Allylgruppe gebunden ist. Das Problem „Allylresonanz contra nucleophile Beteiligung von Y“ wird diskutiert; experimentelle Hinweise deuten auf eine schwache Beteiligung von Y als Funktion seiner Nucleophilie. Die durch die Struktur erzwungene Planarität des π-Allylsystems in Cyclopentenyl-Kationen mit gutem Donor Y führt hier zu einer erhöhten Ladungstrennung und damit Elektrophilie.

Notes: Lebende Organismen können sich nur entwickeln und erhalten, solange eine wirksame Kommunikation zwischen ihren Einzelkomponenten - den Zellen - besteht. Diese interzelluläre Kommunikation ist hauptsächlich chemischer Natur: Sie benutzt als Botenstoffe Neurotransmitter und Hormone und als Signalempfänger Rezeptoren. Die Konzentrationen aller beteiligten Komponenten sind gewöhnlich gering. Ausnahmen gibt es bei einigen synaptischen Kommunikationssystemen wie der Nerven-Muskel-Synapse oder ihrer speziellen Form, der Nerven-Elektrozyt-Synapse in den elektrischen Organen von Zitteraal (Electrophorus) und Zitterrochen (Torpedo). Diese Systeme sind der biochemischen Analyse gut zugänglich, so daß sie sich zur Aufklärung der molekularen Grundlagen derartiger biologischer Kommunikationsprozesse eignen. Auf diese Weise ist gefunden worden, daß der nicotinische Acetylcholinrezeptor der Muskelzelle nicht nur das von der zugehörigen Nervenzelle ausgesendete Signal empfängt, sondern dieses auch selbst in eine elektrische Aktivität der Muskelzelle umsetzt. Fluoreszenzkinetische Untersuchungen der Wechselwirkung des Acetylcholinrezeptors mit seinen Liganden haben zu einem neuen Modell des molekularen Mechanismus der cholinergen Reizung geführt, das auch von physiologischen und immunologischen Befunden gestützt wird.

Notes: In diesem Beitrag werden neue Verfahren zur Synthese biologisch aktiver Phospholipide beschrieben. Die physikalischen Eigenschaften dieser Verbindungen stehen in direkter Beziehung zu ihrer chemischen Struktur, wobei die Position der Substituenten am Glyceringrundgerüst von Einfluß auf das Phasenverhalten ist. Phasenübergänge können durch Temperaturänderung und - biologisch relevant - bei konstanter Temperatur durch Änderung der Oberflächenladung und des Protonierungsgrades induziert werden. Wie Modellstudien zeigen, reichen die Eigenschaftsunterschiede der Lipidphasen aus, Membranprozesse zu steuern und zu regeln. Natürliche Membranen können schnell und reversibel durch Alkylglycerine so verändert werden, daß eine erhöhte Permeation von Wirkstoffen möglich ist. Ein Beispiel ist der verbesserte Transport von Cytostatica über die Blut-Hirn-Schranke. In Kenntnis der Substratspezifität Phospholipid-metabolisierender Enzyme können maßgeschneiderte cytotoxische Phospholipide synthetisiert werden, die sich selektiv in Tumorgewebe anreichern. Die sinnvolle Kombination von chemischer Synthese und physikalischen Strukturuntersuchungen schafft somit Grundlagen, die ein Verständnis einfacher Membranprozesse auf molekularer Ebene ermöglichen. Die an Modellsystemen gewonnenen Erfahrungen werden umgesetzt, um natürliche Membranen, z. B. die Blut-Hirn-Schranke oder Tumorgewebe, gezielt zu beeinflussen.

Notes: Im Jahre 1751 führte der schwedische Chemiker Johan Gottschalk Wallerius die Unterscheidung von „reiner“ und „angewandter“ Chemie ein, die sich rasch durchsetzte und von den übrigen Naturwissenschaften übernommen wurde. Dahinter stand programmatisch eine neue Wissenschaftskonzeption von der Chemie, die den Kenntnisstand und die Leistungsfähigkeit des Faches auf den allgemeinen und ökonomischen Nutzen hin ausrichtete und der Chemie einen neuen Platz im System der Wissenschaften sowie in der Gesellschaft zuwies. Die Motive und Ursachen des damit verbundenen wissenschaftlichen Orientierungswandels verdeutlichen die sozialen und institutionellen Bedingungen, unter denen sich das Fach zu einer selbständigen akademischen Disziplin entwickelt hat.