Struktur-Funktionsanalyse der Zinkfinger-Transkriptionsfaktoren Hunchback und Krüppel im Hinblick auf die Rolle bei der zeitlichen Spezifizierung embryonaler Neuroblasten in Drosophila melanogaster
Final Report Abstract
Während der Entwicklung des Nervensystems hängt die Spezifizierung der verschiedenen Zelltypen einer neuralen Stammzelle unter anderem von zeitlicher Information und der zu einem gegebenen Zeitpunkt vorhandenen Kompetenz ab. Bei den embryonalen Neuroblasten von Drosophila wird die zeitliche Information über verschiedene Transkriptionsfaktoren vermittelt, die sequenziell in einer festgelegten Reihenfolge exprimiert werden. Zwei dieser Faktoren sind Hb und Kr. Sie werden im ersten Fenster gemeinsam exprimiert, während im zweiten Fenster Hb abgeschaltet wird. Es wurde bisher angenommen, dass im ersten Fenster trotz Gegenwart von Kr nur die Hb-Funktion notwendig und ausreichend ist, um die zeitliche Spezifizierung zu vermitteln. Unsere Arbeiten zeigen nun, dass zumindest im NB 7-1 Hb und Kr bei der Spezifizierung des ersten Zeitfensters synergistisch zusammenwirken und dies möglicherweise durch eine direkte Interaktion der beiden Transkriptionsfaktoren vermittelt wird. Bei einer Koexpression von Kr ist Hb in der Lage, auch zu späten Zeitpunkten frühe Schicksale zu spezifizieren. Dies zeigt, das der NB nach erfolgter Herunterregulierung von Hb, anders als bisher angenommen, noch die Kompetenz besitzt, frühe Zellschicksale zu generieren. Was dagegen verloren geht ist die Fähigkeit des reexprimierten Hb-Transkriptionsfaktors, das Kr-Gen positiv zu regulieren, so dass die für die zeitliche Spezifizierung notwendige Koexpression von Kr nicht aufgebaut wird. Diese im frühen Zeitfenster vorhandene positive Regulation von Kr durch Hb ist offenbar maßgeblich von der Funktion der C-terminalen Zinkfinger abhängig, die auch bei der gemeinsam mit Kr erfolgenden Regulation der zeitlichen Spezifizierung des NB eine wichtige Rolle spielen. Ob sie hierbei die aufgrund von in vitro Daten postulierte Rolle von Homodimerisierungsdomänen haben, muss aufgrund unserer Ergebnisse infrage gestellt werden. Die bisher gewonnenen Ergebnisse bilden eine sehr gute Grundlage für weitere Untersuchungen, um die molekularen Mechanismen zeitlicher Spezifizierung und Kompetenzvermittlung aufzuklären, zumal in Vertebraten das zu Hb orthologe Protein Ikaros eine vergleichbare Funktion in retinalen Stammzellen besitzt.
