Interferenzmikroskopische Trockengewichtsbestimmungen an Kern, Cytoplasma und Nucleolus von Hela- und Amnionzellen der Gewebekultur

Summary

Interferometric dry mass determinations of 406 HeLa- and 456 human amnion cells in tissue culture revealed the following results:

The mean dry weight of HeLa-cells (nucleus=100×10⁻¹²g) is lower than that of amnion cells (nucleus=166×10⁻¹²g). Nucleus and cytoplasm of both cell types have the same mean dry mass concentration (nucleus=0,8×10⁻¹²g/μ²; cytoplasm=0,5×10⁻¹²g/μ²) with a higher degree of variation in HeLa-cells. Nuoleoli of both cells are characterized by the highest dry mass content per volume unit. Nucleoli of HeLa-cells, however, possess a lower dry weight but higher dry mass concentration, whereas nucleoli of amnion cells have a higher dry mass content and a bigger volume but lower dry mass concentration, i.e. they have more water per volume unit. By statistical analysis it could be proven that HeLa-cells with visible nucleoli in the nucleus have a significant higher dry mass content in the cytoplasm than HeLa-cells without nucleoli. — The relation of volume and dry weight in growing cells can be expressed by the allometric growth formula. He-La- and amnion cells, particularly in their nuclei, demonstrate a negative allometry, i.e. with increasing volume the cells contain relatively more water than dry mass. 2 and 5 day old amnion cells do not reveal any difference in their volume-dry mass relationship.

Zusammenfassung

Interferenzmikroskopische Trockengewichtsbestimmungen an 406 HeLa-Zellen und 456 Amnionzellen der Gewebekultur führten zu folgenden Ergebnissen:

HeLa-Zellen (Kern=100×10⁻¹²g) haben im Durchschnitt ein niedrigeres Trockengewicht als Amnionzellen (Kern=166×10⁻¹²g). Die Masse pro Flächeneinheit im Kern und Cytoplasma ist für beide Zellarten gleich (Kern=0,8×10¹²g/μ²; Cytoplasma=0,5×10⁻¹²g/μ²), zeigt jedoch bei den HeLa-Zellkernen eine größere Streuung. Die Nucleoli weisen im allgemeinen den höchsten prozentualen Trockengewichtsinhalt auf. Nucleoli von HeLa-Zellen haben ein niedrigeres Trockengewicht aber höhere Masse pro Flächeneinheit, während Nucleoli von Amnionzellen größer und schwerer, aber substanzärmer, d.h. wasserreicher sind. Die Rolle des Nucleolus bei der Cytoplasmaproteinsynthese war bei HeLa-Zellen statistisch beweisbar, da HeLa-Zellen mit Nucleoli im Kern ein signifikant größeres Cytoplasmatrockengewicht besitzen als HeLa-Zellen ohne Nucleoli. Volumen- und Trockengewichtszunahme gehorchen einer Exponentialfunktion, die durch die allometrisohe Wachstumsformel mathematisch ausgedrückt werden kann. HeLa- und Amnionzellen verhalten sich negativ allometrisch, d.h. mit zunehmendem Volumen nimmt der Wassergehalt stärker zu als das Trockengewicht. Dies gilt besonders für Zellkerne. Am 2. und 5. Tag nach der Überimpfung untersuchte Amnionzellpopulationen derselben Passage zeigten in ihrem Trockengewichtsanbau keinen Unterschied.