Analyse der Apoptose–induzierenden Wirkung des Notch-Antagonisten Hairless in Drosophila melanogaster (Meigen) - Müller, Dominik; et al. (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2005)
Während der Entwicklung mehrzelliger Organismen übt der Notch-Signalweg pleiotrope Wirkungen aus. Dazu gehört in Drosophila melanogaster der Einfluss auf Wachstums- und Apoptoseprozesse. Die Vielseitigkeit des Notch-Signalweges liegt darin begründet, dass er je nach Entwicklungsstadium und Gewebe unterschiedliche Aufgaben übernimmt. An dieser kontextspezifischen Steuerung wird dem Hairless-Protein eine Funktion zugeschrieben, das als genereller Antagonist des Notch-Signalweges während der Imaginalentwicklung wirkt. Ein neuer Anhaltspunkt für eine Regulation des Notch-Signalweges wurde durch die spezifische molekulare Interaktion von Hairless mit der Pros26.4 Untereinheit des 26S Proteasomes entdeckt, die sich auch genetisch bestätigen ließ. So führte die Reduktion der Pros26.4-Aktivität zu einer Verstärkung des GMR>H Augenphänotyps. Zudem resultierte die induzierte Reduktion von Pros26.4 mittels RNAi in einer molekularen Stabilisierung des Hairless-Proteins. Andere Notch-Signalwegkomponenten, wie Su(H) und Notch blieben durch diese Verringerung unbeeinflusst. Somit konnte eine neue, noch weitgehend unbekannte Regulierung der Notch-Zielgenaktivierung durch Pros26.4 über eine Destabilisierung von Hairless nachgewiesen werden. Weitere Interaktionspartner des Notch-Antagonisten Hairless wurden mittels eines Gewinnmutationsscreens auf Modifikatoren der durch GMR>H vermittelten Apoptose identifiziert. Überraschend war zunächst die Vielzahl der gefundenen Faktoren, die mit dem Notch-Antagonisten Hairless interagierten, worin sich der vielfältige Einfluss des Notch-Signalweges bzw. von Hairless auf unterschiedliche Prozesse widerspiegelt. Zudem konnten neben Faktoren, die generell an apoptotischen Prozessen beteiligt sind (thread, bantam) auch solche identifiziert werden, die stress- oder entwicklungsbedingt Zelltod auslösen, wie beispielsweise Dmp53, Mitglieder des Jun-Kinase-Signalwegs oder auch hormonell induzierbare Faktoren. Dies führt zu der Vorstellung, dass der NotchSignalweg und somit Hairless für die korrekte Interpretation und Verschaltung von Signalen in Zellen gebraucht wird und eine Störung des zellulären Gleichgewichts zur Auslösung von Zelltod führen könnte. Des Weiteren konnten zahlreiche unbekannte Faktoren identifiziert werden, deren Funktion bis heute nicht charakterisiert ist. Einer dieser Modifikatoren, den wir äuglein getauft haben, wurde einer genaueren molekularen und funktionellen Analyse unterzogen. Neben der Rettung der durch Hairless hervorgerufenen Apoptose wirkte äug als genereller anti-apoptotischer Faktor. Zudem offenbarten genetische Analysen eine Interaktion mit weiteren Notch-Signalwegkomponenten. Der Verlust von äug spiegelt sich in verkleinerten und nierenförmigen Augen wider. Weitere Analysen verdeutlichten einen spezifischen Einfluss von äug auf Notch vermittelte Prozesse während der frühen Augenentwicklung. Aufgrund genetischer und molekularer Wechselwirkungen mit Komponenten der Notch-Prozessierung und der Tatsache, dass äug für ein putatives Transmembranprotein kodiert, könnte das Äug-Protein an der Prozessierung des Notchrezeptors, möglicherweise spezifisch während der frühen Augenentwicklung, beteiligt sein. <br
Keywords: Biologie; Genetik; Notch; Apoptose; Notch-Signalweg; Hairless; Augenentwicklung; Drosophila melanogaster