Summary
Proteins in homogenates of yolk-rich cricket eggs were fractionated by sonication, differential centrifugation, acetic acid-extraction and column chromatography on hydroxyapatite and separated by SDS-polyacrylamide electrophoresis in 8 M urea. Radioactivity was introduced by incubating the eggs, which are impermeable to labeled amino acids, in a14CO2-atmosphere.14C-label in protein extracts was resistant to hot TCA-extraction and was proved to be mainly in glutamic acid and aspartic acid. The profiles of radioactivity across the electropherogram as analysed by gel-fractionation and scintillation counting or by radioautography were found to be distinct from the pattern of stained protein-bands. During early development characteristic changes in the patterns of radioactive proteins occurred at the three stages tested: cleavage (omnipotency), germ-disc (determination) and germ-band (primary differentiation).
Zusammenfassung
Aus Grilleneiern wurden verschiedene Proteingemische gewonnen durch: Homogenisierung, Ultrabeschallung, fraktionierte Zentrifugation, Essigsäureextraktion und Säulenchromatographie an Hydroxyapatit. Die nach Acetonfällung in 8 M Harnstoff gelösten Proteine wurden durch SDS-Polyacrylamidelektrophorese aufgetrennt und densitometrisch analysiert. In Grilleneiern ließen sich durch Inkubation in14CO2 Proteine radioaktiv markieren. Die Markierungsrate einzelner Proteinfraktionen wurde als Radioaktivität eluierter Gelfraktionen oder im Autoradiogramm von Gelscheiben gemessen. Die Verteilung der radioaktiv markierten Proteine im Elektropherogramm entsprach nicht dem Muster der gefärbten Proteinbanden und unterschied sich in charakteristischer Weise in den geprüften Stadien: Furchung (Omnipotenz), Keimanlage (Determination) und Keimstreif (Primäre Differenzierung).
Similar content being viewed by others
Literatur
Achazi, R.: Die Aktivität der Enzyme des Grundstoffwechsels während der Embryonalentwicklung vonAcheta domesticus (L.). Diss. Heidelberg (1968).
Allfrey, V. G.: Changes in chromosomal proteins at times of gene activation. Fed. Proc.29, 1447–1460 (1970).
Berl, S., Takagaki, G., Clarke, D. D., Waelsch, H.: Carbon dioxide fixation in the brain. J. biol. Chem.237, 2570–2573 (1963).
Bernardi, G.: Chromatography of nucleic acids on hydroxyapatite. I. Chromatography of native DNA. Biochim. biophys. Acta (Amst.)174, 423–434 (1969).
—, Kawasaki, T.: Chromatography of polypeptides and proteins on hydroxyapatite columns. Biochim. biophys. Acta (Amst.)160, 301–310 (1968).
Cheng, S.-C., Waelsch, H.: Some quantitative aspects of the fixation of carbon dioxide by the lobster nerve. Biochem. Z.338, 643–653 (1962).
Fahmy, A. R., Niederwieser, A., Pataki, G., Brenner, M.: Dünnschicht-Chromatographie von Aminosäuren auf Kieselgel G. 2. Mitteilung. Helv. chim. Acta44, 2022–2026 (1961).
Fairbanks, G., Jr., Levinthal, C., Reeder, R. H.: Analysis of14C-labeled proteins by disc electrophoresis. Biochem. biophys. Res. Commun.20, 393–399 (1965).
Hammen, C. S., Osborne, P. J.: Carbon dioxide fixation in marine invertebrates: A survey of major phyla. Science130, 1409–1410 (1959).
Hansen-Delkeskamp, E.: Synthese von RNS und Protein während der Oogenese und frühen Embryogenese vonAcheta domestica. Wilhelm Roux' Archiv162, 114–120 (1969).
—, Sauer, H. W., Duspiva, F.: Ribonucleinsäuren in der Embryogenese vonAcheta domestica L. Z. Naturforsch.22b, 540–545 (1967).
Jockusch, B. M., Brown, D. F., Rusch, H. P.: Synthesis of a nuclear protein in G2-phase. Biochem. biophys. Res. Commun.38, 279–283 (1970).
—, Sauer, H. W., Brown, D. F., Babcock, K. L., Rusch, H. P.: Differential protein synthesis during sporulation in the slime moldPhysarvum polycephalum. J. Bact.103, 356–363 (1970).
Koch, P., Heinig, S.: Die räumliche Verteilung der Proteine in Feld- und Hausgrilleneiern. Wilhelm Roux' Archiv161, 241–248 (1968).
Kunz, W.: Die Entstehung multipler Oocytennukleolen aus akzessorischen DNS-Körpern beiGryllus domesticus. Chromosoma (Berl.)26, 41–75 (1969).
—, Petzelt, C.: Synthese und Einlagerung der Dotterproteine beiOryllus domesticus. J. Insect Physiol.16, 941–947 (1970).
Laico, M. T., Ruoslahti, E. J., Papermaster, D. S., Dreyer, W. J.: Isolation of the fundamental polypeptide subunits of biological membranes. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)67, 120–127 (1970).
Lowry, O. H., Rosenbrough, N. J., Farr, A. L., Randall, R. J.: Protein Measurement with the Folin phenol reagent. J. biol. Chem.193, 265–275 (1951).
Mahr, E.: Normale Entwicklung, Pseudofurchung und die Bedeutung des Furchungszentrums im Ei des Heimchens (Gryllus domesticus). Z. Morph. Ökol. Tiere49, 263–311 (1960).
Orengo, A., Hnilica, L. S.: In vivo incorporation of labeled amino acids into nuclear proteins of the sea urchin embryos. Exp. Cell Res.62, 331–337 (1970).
Sauer, G.: Die Regulationsbefähigung des Keimanlagenblastoderms vonGryllus domesticus bei dem Beginn der Wirkung des Differenzierungszentrums. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog.79, 149–222 (1961).
Sauer, H. W.: Zeitraffer-Mikro-Film-Analyse embryonaler Differenzierungsphasen vonGryllus domesticus. Z. Morph. Ökol. Tiere56, 143–251 (1966).
—: Über die Nukleinsäuren bei der Bildung der Keimanlage im Ei der Grille (Acheta domesticus). Verh. dtsch. zool. Ges.64, 47–56 (1970).
Seidel, F.: Entwicklungsphysiologie des Insektenkeims. Verh. dtsch. zool. Ges.38, 291–336 (1936).
—: Das Eisystem der Insekten und die Dynamik seiner Aktivierung. Zool. Anz., Suppl.29. 166–188 (1966).
Shapiro, A. L., Vinuela, E., Maizel, J. V., Jr.: Molecular weight estimation of polypeptide chains by electrophoresis in SDS-polyacrylamide gels. Biochem. biophys. Res. Commun.28, 815–820 (1967).
Wallace, R. A., Dumont, J. N.: The induced synthesis and transport of Yolk proteins and their accumulation by the oocyte inXenopus laevis. J. Cell Physiol.72, Suppl. 1 (1968).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Unterstützung dieser Arbeit durch ein Ausbildungsstipendium (G. W.) und Sachbeihilfen.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Wegener, G., Kläner, S. & Sauer, H.W. Proteine in der Frühentwicklung der Grille (Acheta domesticus, Orthoptera). W. Roux' Archiv f. Entwicklungsmechanik 167, 118–136 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00577036
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00577036