Beiträge zur Kenntnis der Myxobakterienzelle

Summary

• 1. The surface structures of the swarmcells of 22 strains of the fruiting body-forming genera Myxococcus, Chondrococcus, Archangium, Polyangium, Sorangium and Chondromyces were compared electronmicroscopically using shadowed replicas from the outermost swarm edge.

• 2. The swarm cells of Chondromyces and Sorangium are moderately flat and show a slightly shrinked surface with hollows inside the cells. Obviously the cell walls are half-rigid.

• 3. The swarm cells of Myxococcus, Chondrococcus, Archangium and Polyangium are surrounded by a soft, plastically deformable cell wall and dry on the grids very flat. Three different forms of surface structures are regularly found in the swarms side by side: (a) smooth cells without shrinkages, (b) cells with polygonal honeycombed fields of the surface and (c) cells with numerous hollows.

• 4. The bright granules in the swarm cells detectable in the light microscope can not be extracted but can be stained specifically using the perjodic-acid-Schiffreagent. They are, therefore, accumulations of a kind of polysaccharide. According to the electronmicroscopical observations these granules consist of slime vacuoles which burst during drying and therefore appear as hollows. After fixation of the cells before drying or after pre-treatment with slime liquefying NaCl or saccharose solutions or slime solidifying CaCl₂-solutions no hollows are produced.

• 5. The honey-combed structure of the surface indicates that the slime at the fruiting body-forming myxobacteria is not situated at the outside of the cells but inside the cell wall; this has already been assumed by Follet and Webley (1965) for Cytophaga johnsonii. The regular polygonal surface of penicillin spheroplasts as well the mode of destruction of the cell surface by lysozyme support the conclusion that the intermediate slime layer surrounds a wide-meshed perforated murein layer within the cell wall.

Zusammenfassung

• 1. Bei 22 verschiedenen Stämmen der fruchtkörperbildenden Myxobakterien aus den Gattungen Myxococcus, Chondrococcus, Archangium, Polyangium, Sorangium und Chondromyces wurden die Oberflächenstrukturen der Schwarmzellen nach Abklatsch vom äuβersten Schwarmrand, Trocknung und Beschattung mit Schmermetall vergleichend elektronenmikroskopisch untersucht.

• 2. Die Schwarmzellen von Chondromyces und Sorangium sind danach nur wenig abgeflacht und zeigen eine leicht geschrumpfte Oberfläche mit Löchern innerhalb der Zellen. Die Zellwände sind offenbar halbstarr.

• 2. Die Schwarmzellen von Myxococcus, Chondrococcus, Archangium und Polyangium sind von einer weichen, plastisch verformbaren Zellwand umgeben und trocknen stark abgeflacht auf. Dabei kommen stets drei verschiedene Formen von Oberflächenstrukturen nebeneinander im Schwarm vor: a) Glatte Zellen ohne Schrumpfungen, b) Zellen mit polygonaler, wabiger Felderung der Oberfläche und c) Zellen mit zahlreichen Löchern.

• 2. Die lichtmikroskopisch erkennbaren, leuchtend glänzenden Granula in den Schwarmzellen lassen sich nicht extrahieren, aber mit der Perjodsäure-Schiff-Färbung spezifisch anfärben. Sie sind also Ansammlungen polysaccharidartiger Substanzen.

  Nach den elektronenmikroskopischen Befunden handelt es sich dabei um Schleimvacuolen, die bei der Trocknung aufplatzen und dadurch Löcher bilden. Nach Fixierung der Zellen vor der Trocknung oder nach Vorbehandlung mit schleimverflüssigenden NaCl- und Saccharose-Lösungen oder mit schleimverfestigenden CaCl₂-Lösungen treten keine Löcher auf.

• 2. Die wabenartige Strukturierung der Oberfläche weist darauf hin, daβ sich der Schleim — ähnlich wie bereits von Follet u. Webley (1965) für Cytophaga johnsonii angenommen — auch bei den fruchtkörperbildenden Myxobakterien nicht auβerhalb der Zellen, sondern innerhalb der Zellwand befindet. Die regelmäβig wabige Oberfläche von Penicillin-Sphaeroplasten sowie die Art des Abbaus der Zelloberfläche durch Lysozym lassen darauf schlieβen, daβ die Schleimzwischenschicht eine grobnetzmaschige durchbrochene Murein-Schicht innerhalb der Zellwand umhüllt.