Struktur- und Funktionsanalyse des Notch Antagonisten Hairless und seiner verschiedenen Proteinisoformen

Im Zentrum meines Interesses steht das Gen Hairless aus Drosophila melanogaster. Das Hairless Genprodukt wirkt als Antagonist im Notch-Signalweg, indem es an den Notch-Signalübermittler Suppressor of Hairless [Su(H)] bindet und durch Rekrutierung von Korepressoren die Transkription der Notch-Zielgene hemmt (Maier 2006). Entsprechend zeigen Hairless-Varianten, denen die Bindestellen zu Su(H) oder einem der beiden Korepessoren fehlen, stark eingeschränkte, oder gar keine Aktivität (Maier et al., 1997). Erwartungsgemäß findet sich das Hairless Protein im Zellkern - jedoch nicht ausschließlich, was eine Regulation durch Kernimport/export nahelegt. Diese könnte sich auf Su(H) erstrecken, da dessen Kernlokalisation von Hairless abhängt (Maier et al., 1999).

Es werden zwei Hairless Proteiniso­formen in fast gleichem Verhältnis beobachtet. Die längere Hp150 Isoform wird vom zweiten Startcodon (M219) aus trans­latiert. Bemerkens­wert ist, dass die kürzere Hp120 Isoform durch interne Trans­la­tions­­initiation am dritten mög­lichen Startcodon (M3148) entsteht, und dass die kodierenden Sequenzen zwischen M2 und M3 als 'internal ribosome entry site' (IRES) wirken (Maier et al., 2002). Dadurch ist es garantiert, dass Hairless Protein durch den gesamten Zellzyklus hindurch zur Verfügung steht: die Hp150 Isoform wird durch die reguläre, Cap-abhängige Translation während der Interphase produziert, während die Hp120 Isoform auch während der Mitosephase über interne Translationsinititation zur Verfügung gestellt wird (Maier et al., 2002).

Trans­­gene Fliegen, die jeweils nur eine der beiden Hairless Isoformen überexprimieren, zeigen qualitativ dieselben Phäno­typen. Diese sind jedoch deutlich schwächer als bei der Verwendung eines wildtypischen Hairless-Konstruktes (Maier et al., 2002). Also sind die Iso­formen allein weniger aktiv als in Kombination. Inzwischen wurden Stämme erzeugt, die nur eine der beiden Isoformen herstellen können. Dazu wurde die jeweilige Variante unter Kon­trol­le des endogenen Promotors kloniert, und das Konstrukt in Hairless Mutan­ten eingebracht. Unsere Ergeb­nisse zeigen, dass diese Tiere bereits in der Puppen­hülle absterben und unterschiedliche Phänotypen produzieren. Daraus lässt sich schließen, dass beide Hairless Isoformen für die Normalentwicklung der Fliege notwendig sind.