~46 Kurze Originalmitteilungen. Die Natur- wissensehaften

4000 r R6ntgenstrahlung (180 kV, 6 mA, HWS 0,25 mm Cu) paBt sich dieser Kurve gut an.

Nach tier vorherrschenden Ansicht fiber die l~atur des MutationsprozessesS) ' t r i t t bed ]3estrahlung der Gameten mit v e r ~ i e d e n .dieht ionisierenden Str~dalungen ein Wirkungs- ~nterschied ,gleicher r-Dosen nnr dann in Erscheinnng, wenn eiue S~ahlenar t so ~ c h t ionisiert, da~ je Teilchendurchgang gleichzeitig mehrere Ionisationen inrmrhalb des Gens wirksam werden, l~a die Reaktion bereits dutch eine ei~zige Ionisation hervorger~fea~ werden kann, ist die dicht ionisierende S~rah- lena~t in diesem Falle wenige r ~ r k s a m (S~ttigungseffekt). Schr~elte ]~lelctronen sind n~n dnrch eine besonders geringe differen~ale Iomsafion ansgezeichnet und unterscheiden sich in dieser Hinsiv_Zat sehr wenig yon en~giereichen CoM~ro~- EIektronen, die bei Gammabestrahlung im Gewebe au~tretem ]~s war de,bulb zu erwarten, dab die relative Wirksamkeit schnd~er Elektronen ira Verglei~h zu Rfntgen- bzvr Gamma- bestrahlu=g bei der geprfitten strahlenbiologischen Reaktion keinen merkllch v~n I abweiehenden ~Wert besitzt. Die be- obachte~en Mutafionsraten sind vereinbar mit der Annahme eiaer ]~intre~ferreaktion. Die in d e r Figur gezeichnete Ein- trefterkurve, die sich den gefundenen Elektronenwerten am beste.n an~eicht , verl~tutt um ein geringes fiber der TIMOFa~lgFY- ~ h e n IKurve. ,doeh ist die I~ealit~t ,ei,nes Unterschiedes im Iffi.nblick a~f die ~ehter~rei~e ,d:er Me!rhode und der ange- wandten Versnchstechnik nicht :er~tiesen.

Aus do, Sirahlenblologischen Ab~eitung (Leiter : Pro/. G. Sc}tu~l~'r) do" Univo'sitiits-Frauenld~nlk G6tti~gen (Direktor. Pro~. H. MAI~IUS) ~ d dem II . Physikalischen Institut (Direktor : Pro]. H. Kor~gmtaANl~) der Universitat G&ttingen.

W. DiTTR[C~, G. H6HNE, W. PAVL und G. SCHU~.Rr.

Eingegangen am 6. September t950-

~) BERGER, H., n. W. PAULi Z. Physik I ~ , 422 (1949). *) T]~OF~E~Y-RESS0VSKV, N.W., u. K. G. Zt~M~a: Strahlen-

ther. ~4., 183 (1944}. =) Zi~r~t~R, K.G., u. N. W. T~OF~Yv-REssovsKv: Z. Verer-

bgs2ehre $0, 352 {194~) . - SO~E~Z~VXR, K.: Strah]enther. 17, 63 (~948).

Zut Frame des Unterschiedes zwisehen Chromssomen- und flen-Mutatlonen.

Schon vor l~ngerer Zeit wurde an die M6glichkeit gedacht ~), dab die mendelnden Genmutationen letztlich nichts anderes seien ~ls winzige, eventuelt subm~kroskopische, Chromosomen: mntationen, ~ ~B. ldeine Defizie~zen, Duplik~tionen u. ~.. Die biophysikalische n n d zytolo~s~he Analyse vet allem bei Drosophila in der Folgezeit ]Jeff jedoch diese Annahme unwahr- scheinlich erscheinen, da sie die Eintreffernatur jener (Dosis- proportionali~t) ~) nnd bei diesen die Zweitreffernatur (Dosis- quadrat-Proport~onalit~t) sowie die nach der Ents tehung der Chromosomenbrfiche ablaufenden Rekombinationsvorg~nge der Br~chft~chen aufdeckte~t. Neuere :Ergebnisse der Zyto- genetik, z. ]3. die Neutronen-Dosis-Proportionalit~t der Chro- mosomenumbauten bed Tradeskantiar der erhebliche Anteil yon zytologiseh sichtbaren kleinen und groffen Chromosomen- aberrationen an den geschlechtsgebundenen Letalfaktoren (nicht an den ,s ichtbaren" Vitalfaktoren!) yon Drosophilae), Analogien zwischcn der chemikalien-induzierten Gen- und Chromosomenmutabiti~t'6) u .a . ]Jeffen in letzter Zeit die atten Zweifel an der Verschiedenheit beider Mutationstypen ~v~eder aufleben~). Nach der obeu umrissenen ,,Heterogeni- t~ts:Hypothese" besteht die Hauptdifferenz zwischen Zen- und Chromosomenmutationen daria, daB diese mindestens zwei Brfiche des Chromonemas (die eventuell auch beide dutch das glemhe '~lementarpartikel, also einen Treffer entstehen kOnnen) erfordern, deren Bruchft[~hen anschlieflend vertauscht zusammenheilen (rekornbirdereri) mfissen; die Gen- e d e r Punktmutationen. werden dagegen nur dutch ein Prim~rereignis (~as ein Br~ch oder Bruehvorstadium sein kann, abe t ni0ht

Tabell~ 1.

Vorbehandlung F~-Spaltungeu

Wasser . . . . . . . . . . I 551905 =6,08% CO~-ges~ttigtes W a s s e r . . 771941 =8,18% Es.mgs~ure, O~5 % . . . . 15D 77 = 8,48 % NHs-L~ang, O , 0 6 3 % . . . , 76I~0O6=7,56%

sein muff) erzeugt, dessert Folgereaktionen nicht unbedingt Rekombination voranssetzen, sich aber natiirlich auch an einer rekombinierten oder restituierten (d. h. zur Ausgangsanord- hung verheilten) Bruchstelle abspielen k6nnen. Zur Ent- scheidung dieser Heterogenit/~ts- und jer, er Identit/~tshypo- these der beiden Mutationsarten kann unter anderem die FoI- gerung dienen, dab bei Heteroge~i~'~t yon Gen- und Chromo' somenmu~at~oneu eventnelt verscniedene Primfirakte, jeden- !Jails aber unterschiedliche und daher in verschiedener Wei se beeinfluffbare Folgereaktionen vbrliegen, bei Identit/~t jedoch nieht. Im ersten Falle w~re also beim gleichen Objekt unter gewissen unterschiedlichen AnslSsungsbedingungen ein ab- weichendes Verh~ltnis beider Mutationstypen zu erwarten, im zweiten Falle mfiflten diese immer gieich antworten.

F~ir diese Alternative sind Yersuchsergebnisse beAeutsam, welche dutch RSntgenbestrahlung yon Gerstenk6rnern unter verschiedenen Bedingungen erhalten wurden. Als Test ffir Chromosomenm~tationen wurde neben der mikroskopischen Analyse yon Wnrzelspitzenmitosen die Sterilit~t s) der aus den K6rnern aufgezogenen Pflanzen (,, FI"), als Genmutationen die in der n ~ h s t e n Setbstungsgeueration (,,F~ ~ hevausspaltenden neuen Erbcharaktere der Keimpflanzen gew~Ixlt. In der einen Versuehsreihe (Tabelle 1) wurden die K6rner nach 6stiindiger Quellung in Wasser bzw. L6sungen mit 7500r bestrahlt (130 kVs, t20 rain).

Der untersc~hied im Yerhalten der chromosomenmntat iv bedingten s) Sterilen (Pilanzen mit > 17 tauben ~hrchen in der ~hre des l~ngsten Halmes) und der F2-Faktormutationen ist durch ~hnlichkeitstest 9) statistisch gesichert ( P ~ 6,10-4). E r beruht vor allem auf dem erheblich geringeren Prozentsatz Steriler bzw. Chromosomenbrficken bei etwas h6herem Anteil Faktormutat ionen nach COz-Behandlung gegenfiber der Quel- lung in Wasser ( P = 2 , 5 �9 10-4), weniger auf dem relativ viel hSheren Sterilengehalt bei nur wenig mehr Genmutationen nach Essigs~urevorbehandlung (P = 0,042). Schon in Irfiheren Untersuchungen am L6wenmaul 1~ war eine Verminderung der Sterilit~ts- gegeniiber den Keimpflanzen-F~-lY[utationen bei u des Samens unter dicker Wasserschicht an- gedeutet gewesen. Verminderung der Chromosomenaberra- tionen dureh anaerobe Bedingungen w~hrend der Bestrahlung wurde auch yon anderer Seite festgestelltl~). Ob der nun an Gergte gesicherte Untersehied zwischen Chromosomen- und Genmutionen dutch versehiedene Prim~rakte ode r Naehpro- zesse verursacht ist, bleibt vorerst often.

AuI differente Folgeprozesse, vermutlich das Fehlen von Rekombinationen de~ Bruehfl~ehen bei den Genmutationen, d~rfte der in Tabelle 2 ersicht]iche Untersehied in der Antwort beider Mntationstypen auf Dosisfraktionierung zurSckgehen. Denn die noeh l~ngere Zeit nach der Bestrahlung ablaufende Bewegung nnd Vereinigung der Bruchflachen zu Chromesomen- umbauten bedingt ja den EinfluB des zeitlichen Abstandes der Brilche auf das Ergebnis gedehnter Bestrahlung. Trockene Gerstenk6rner erhielten 2R6ntgendosen yon je 3000:r (150kVs, 2mal 56 min) bei einer Zwisehenpause yon 48, 24, 15 bzw. 0 Std. Die zytologisehe Analyse unterblieb hier. Als Sterile wurden F~-Pflanzen gez~hlt, deren Haupt~hre > ~ t taube ~hrchen enthielt.

Tabelle 2.

Fraktionspause I F.- Spaltungen i Sterile

48 Std ] ~01922 = 4,34 % t20/987 = 12,2 % 24 Std . . . . . . l 391995 =3,92% t11It047=t0,6% 15Std . . . . . . [ 40/976 = 4,t0 % , 99/t024 ~ 9,67% Keine Pause . . �9 t 42/915 =4,59% ] 81/975 = 8,3t %

Wenn in dieser ~r auch der Unterschied der Reaktion be/der Mutationsarten nicht durc[t AJlnlichkeitstest gesichert ist, so ist doc~ die Zun~hme an Sterilen mit dcr Pausenl~mge .real (0 gegen 48 h: P = 5,t0-3}), w~hrend die F~-Mutationen keinerlei Abh~ngigkeit you der Fraktionierung

zeigen. Die hier gefundene Zu- und nicht wie bei anderen Ob- jekten 1~) bekannte Abnahme der Chromosom enmutationen zeigt eine

Sterile ~-Pflanzen ] Wurzelzellen mit Chromosomenbr/icken Besonderheit des Ablaufes der J Rekombination im troekenen

24411177=20,8% i 18[t26=1~,3% Samen an, der im ausffihrlichen 145110~9 = 14,2% 1 23]297 = 7,7% Bericht is) n~.her analysiert wird. 941248 ~ 37,9 % i (nicht gepriift) Die mitgeteilten Befunde sind mit

184/t087=16,9% i t4/ t66=12,t% der Identit~t yon Gen- nnd

Heft 23 Besprechungen, 547 i950 (Jg. 37) ....

Chromosomenmutat ionen kaum vertrAglich, sie demonstr ieren die Unterschiedlichkeit des Wesens beider Mntat ionsmecha- nismen.

Max-Planck-Instit.ut /~r Ziichtungs/orschung (Erwin-Baur- rnstitut), Voldagsen.

R. ~V. KAPLAi"~. Eingegangeu am f4. Oktober t950.

x) MULLER, H. J , u. Mitarb.: Nature (Lond.) l ~ , 253 (f935). ~} TI~O~E~F-RESSO~SKV, N.W.: Chromosoma l, 3f0 (1939). *) BA~EE, H.: Chromosoma ~, 343 (1939). ~) CATCHESIDE, D. G.: Biol. Rev. Z~, t4 (1945). $) CATCHESM~E, D. G,: Adv. Genet. 2, 271 (1948). ~) AUERBACH, CH.: Biol. Rev. 24, 355 (t949). ~) MAR~UAP~T, H.: ArztL ~orschg~ ~, 465 ( t949) . ~ KAPLAN.~ R . W . : Z. Abstamm.]ehre $], 203 (~949). o) KAPLAN, R.W.: Z. Abstamm.lehre ,2, t64 (1943148). x0) K~APP, E., u, R.W. KA~LAN: Z. Abstarfim.lehre $0, 50t

(~942). n) G ~ s u. RI~E~: Proe. Pat. Acad. Sci. U,S.A. ~S, 640 (1949). u) SAx, C.: Proe. nat. Acad. Sci. U.S.A. 25, 2-25 (1939). - -

CATCH U. RADU: Naturwiss. 31, 4t9 '(~943). ~) KA~A~, R.W.: Z. Abstamm.lehre 0rn Druek).

Mutation und Kelmi~tung bei Bact. ,toll Msfi/inless durch UV und Photodynamie.'

Eine einfache Methode zur Bes t immung yon Mutat ions- ra ten is t die Ausz~hlung der , ,Ri ick"-Mumtionen zur Proto- trophie bet biochemischen ( = au~:otrophen) MutantenstAm- rSen x), Hierzu wird aus de r zu untersuchenden dichten Zeltensuspension eine Probe auf Minimalboden (0hne den vom auxot rophen S tamm ben6t igten Wirkstoff)~ausgespatelt, wo- durch sich durch Z g h l e n der angewachsenen pro to t rophen Kolonien die Anzahl Mntan ten ergibt. Ferner wird eine gleiche

P r o b e (unter eventuelter-Zwischenschaltung yon Verdiinnun- gen) auf Komplet tboden (den Wirt~stoff enthal tend) ausge- spatelt, wodurch sich die Gesamtzahl keimfikhiger ZeIlen als Kolonien ausz~hlen l~Bt. Der dureh Division der ersten durch die zweite Zaht erhal tene Mutantengeha l t stell t im al]gemeinen die Mutat ionsrate dar, und zwar wohl cites bes t immten Erb- faktors, falls n icht - - was wohl sel tener zutr i f f t - - di e Wirkung des Auxotrophiefaktors durch Muta t ion eines anderen , ,Suppressor"-Faktors verdeckt wi rd ; jedoch muff noch eine eventuelle Se!ektionswirkung der Behandlungsbeding~angen auf die beiden Genotypen berficksichtigt werden.

Mit dieser Methode wurde ein Vergleich der mutagenen sowie auch bactericiden (Keim-,,T6tung", Hemmung der KoloniebildungsfAhigkeit) Wirkung des UV und der Photo- dynamie an einem hist idinless-Stamm yon Bact. coli~)*), durchgefiihrt. Die UV-Bes tmhlung geschah mit tels einer Osram HgQA 500-Lampe ohne Kolben, die L i ch t be s t r ah tung wie friiher~) mi t ether ZeiB-Mikroskopierlampe, beide unter stAndigem Rfihren der Bakteriensuspension. Die Photo-

*) Den Stamm verdanke ich Herrn ~ Professor F. J. RYAN, New York.

sensibilisierung bet den LichtversuChen geschah in Schr~g- agarkulturen.mit Erythrosinzusatz (f : ~ 5 000) wAhrend 24stiin-

d i g e r Bebr~tung. Die angefArbten Baktef ien wurden zur Be- s t rahlung zwecks Auffech• der FArbung und Erzeu- gung des photodynamisch gfinstigen pH-Bereichs in Azetat- puffer Pn = 4,5 mi t Erythros in t : 10000 suspendiert. Als Kul turmedium fiir die Ausz~hlungen diente Coli-Minimal- boden fiblicher Zusammensetzung 4) sowie durch Zusatz yon 0,3 % LiEmG-Extrakt~ und 0, 5 % Pepton komplettisierter.

Die l~berlebendenkurven wurden f i i r beide Strahluflgs- ar ten bis etwa 10 -s bis 10 -~ fiberlebeHde Keime aufgenommen. Ihr Verlanf entspr icht sowohl ffir UV wie Lich~; ether 7-Treffer- kurve bzw. ether potenzierten Eintrefferkurve mit der Potenz 40 (et~'a 40 ]e e inmal zu treffende sensible Bereiche). Diese hohe Trefferzahl ist bet Bakter ien bisher unbekannt . Der histi- dintess-Stamm unterscheidet sich you dem (rnit einer Ein- trefferfunktion absterbenden) S tamm ]3 durch langere Zellen. Zytoto#scli wurden noch keine Besonderheiten gefunden. Bet den h6chsten Down verflacht sich .c~er Kurvenlauf sehr s tark aus noch unbetmnnten Grfinden (Zellverklumpung, Selektion strahtenresistenter Zellen ?). Die Mutantenra te beginnt in den Versuchen bet l0 -~ bis 10 -~ (spontan) und bteibt bet mederen Dosen zunAchst innerhalb einer Zehnerpotenz, f/~llt in Ver- suchen mit hoher Spontanra te sogar durch ein l~chtes Mini- mum und steigt bet Dosen, in denen auch die T6tung anschwillt , stei l konkav auf et~va l0 -~. Bezogen aui gleiche I3berlebenden- rate decken sich die UV- und die Photodynamie-Mutat ions- kurven in Form und Absolutgr6fle innerhalb der Versuchs- fehlergrenzen ununterscheidbar. Zur Beurteilung eventuelter Selektionswirkung der Strahlen wurden die UV-Oberlebenden- kurven des Ausgangstammes (hT) sowie der proto t rophen Mutanten aus unbes*rahlter (k+K), UV-bes t r ah l t e r (h*UV) und' l ichtbestrahl ter (h+Li) Suspension mi t e inander vergli- chen. Dabei zeigteu sich die drei h§ nn te r sich gleich, jedoch gegeniiber h- etwas strahlensensibler. Somit kann die Zunahme des re la t iven h§ in den best rahl ten Suspensionen nicht auf geringerer T6tung der (spontan entstandenen) ursprtinglich anwesenden k+-Zellen beruhen, im Gegenteil rfihrt der in einigen Yersuchen deuttiche anfi~ngliche Abfall der Mutantenra te wohl yon der etwas bevorzugten T6tung der h+-Zellen her. Diese wird dann aber bet h6heren Dosen yon der verstArkt e insetzenden Mutat ion h - - ~ k + kornpensiert und weqtgehend fiberdeckt. Dies spricht dafiir, dab die starke K o n k a v i t ~ und also ungewohnt hohe anscheinende Trefferzahl des Mutafionsprozesses noch gr6~er ist, als den experimentellen Kurven entspricht.

Max-Plan~k-lnstitut ~i~r Ziichtungs]orschung (Erwin-Baur- Institut), Voldagsen.

R. W. KAPLAN. Eingegangen am 14, Oktober t950.

~) KAPLAN, R.W.: Naturwiss. ~l, 249 0950). Z) RYAN, F. J., U. L. K. SCHNEIDER: Genetics ]4, 72 (t949). a) KAPLAN, R .W. : Arch. MikrobioL I~ , 152 (1950). ~) WOLLMAN, E.: Ann. Ins t . Pasteur 7~, 348 (1947).

Bcspredmngen. Naturfersehung und Medlzifl in Deutschland 1939- -1946 .

(FIATDl3erichte.) Bd. 8/9: Physik der festen K6rper , Tell I u. I I . Herausgeg. yon GEORG J o o s . Wiesbaden: Dietrich 1947148. 228/235 S. J e DMark 10.--. Brosch. �9 Die vorliegenden beiden 'B~nde en tha l ten eine ausgezeich-

nete 0bers ich t fiber die deutschen Arbei ten auf den~ Gebiet der Physik tier Festk6rper. V o n ~ ~ n .6 Kapi~celn besch/iftigt sich das erste m i t tier S t ruktur des Festk6rpers und enthAlt Aufsi~tze yon R. GLOCKER :(Strukturforschung), D. KOSSEL, M. MEHMEL, U. DEHLINGER, A . SMEKAL (GlUer und Kunst- stoffe), H. RAETHER (D/inne Schichten und OberflAchen- s trukturen) . .Der 2. Abschni t t besch~ftigt s~ch mi t den mechanischen Eigenschaften der Festk6rper und br ingt BeL f ichte von W. K6STER, A. KOCHENDGRFE~, TH. POSCHL und H. B0CKLE fiber Elastizit~it, Plas t iz i t~t und HArte0 sowie yon E. HIgDEMA~N und K. BENNEWlTZ fiber Ultraschatlfragen. Der 3. Abschni t t en thAl t Berichte fiber die Thermodynamik

�9 des festen _ K6rpers yon K. WlRTZ, K. CLUSIUS (Zustands- gleichung, spezif ische W ~ m e ) , G. HETT~ER, W. MEXSSNER und G. U. SCHUBERTs sowie W. BRAUNBEE fiber Transport- Cwscheinungen in Festk6rpern.

I m Tell I I br ingt der 4. Abschni t t Berichte yon W. KLEMM und E . VOGT sowie R. B~CKEE fiber die magnet i schen Eigen-

sc2mffen fester KOrper, der 5- Berichte yon C•. SCHMELZER, E. GERBER, W.A.V.-I~/~EYEREN, G. HETTNER, J. MEIXNER, W. MEISSNER und G .U . SCHUBERT fiber die elektrischen Eigenschaften, yon letzterem im besonderen fiber Supraleifung. Der letzte Abschni t t beschAffigt sfeh mi t der Opt ik fester K6rper u n d enth~lt Berichte yon: G. Joos, W. HANLE nnd A. SCHMILLEN, F. SAUTER (GO~tingen).

Eingegangen am 2. August t950.

Prey, Adalbert: Einffihrung in die spMirlsehe Astronomie . Wien: Spr inger i949. VII , 3 t6 S. u. t23 ~bb . DMark 22.-- kart., DiVIark 24.-- geb.

Das 316 Seiten starke Buch ist der Niederschlag yon Vor- lesungen, die der Verf. in seiner langen Dozentenlaufbahn fiir Anfangssemester in Astronomic und auch f i i rNichta~tronomen gehalten hat . Als eine , ,Einfiihrung" erstrebt es natfirlich n i c h t die :Vollstiindigkeit, wie sic e t w a das Lehrbuch yon BR*3N~I6W oder das yon HERR und TINTER bietet. In den ersten 19Abschni t t en werden die Formeln der spb~rischen Trigonometrie, die i n der Astronomie gebr~uchlichen .Koor- dinatensysteme u n d ihre gegenseitigen Trans~ormationen, die Begriffe Pr~lzession, Nuta t ion und Aberrat ion [ d a b letztere , , e igent l i ch e ine opt i sche . Tguschung" sei (S.. 1 t 5), wirkt

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