Functional characterization of the gene schlappohr (CG7739) during Drosophila development

Abstract

In dieser Arbeit wurde das Gen schlappohr (shlp) während der Entwicklung von Drosophila melanogaster (Drosophila) untersucht. shlp kodiert ein evolutionär hoch konserviertes Protein mit bisher unbekannter Funktion. Shlp wurde ursprünglich in einem Hefe-2-Hybrid Screen mit dem hochkonservierten N-Terminus von Bazooka (Baz), dem Drosophila Homolog von Par-3 identifiziert. Baz spielt eine entscheidende Rolle bei der Etablierung der Zellpolarität in Epithelien und neuronalen Stammzellen in Drosophila, den sogenannten Neuroblasten. Für seine Funktion in Neuroblasten muss Baz an den apikalen Kortex binden, jedoch ist noch nicht bekannt, über welchen Mechanismus diese kortikale Rekrutierung abläuft. In unserer Arbeitshypothese hatten wir vermutet, dass Shlp an der apikalen Lokalisierung von Baz beteiligt sein könnte. Durch die Analyse der in dieser Arbeit erzeugten shlp Mutante konnten wir jedoch zeigen, dass Zellpolarität von shlp mutanten Embryonen unverändert zum Wildtyp ist. Daher konnten wir unsere Arbeitshypothese, dass Shlp an der apikalen Lokalisierung von Baz beteiligt ist, nicht bestätigen. shlp Mutanten sind lebensfähig und fertil, die Flügelentfaltung und Kutikulahärtung von shlp mutanten Fliegen ist jedoch fehlerhaft. In nicht entfalteten Flügeln von shlp mutanten Fliegen ist die Apoptose von epithelialen Zellen, ein für die korrekte Flügelentwicklung notwendiger Prozess, stark verzögert. Die an shlp mutanten Fliegen beobachteten Flügelentfaltungsdefekte weisen eine auffällige Ähnlichkeit zu Defekten auf, die bei Mutanten auftreten, die den Bursicon Signalweg betreffen. Bursicon ist ein Hormon, das von holometabolen Insekten nach dem finalen Schlüpfen aus der Puppe sekretiert wird und die Prozesse kontrolliert, die für die finale Entwicklung zum adulten Tier notwendig sind. Wir konnte zeigen, dass das Bursicon-Expressionsmuster von shlp mutanten Larven verändert ist, was nahelegt, dass veränderte Bursicon Level für die in shlp mutanten Fliegen beobachteten Flügelentfaltungsdefekte verantwortlich sein könnten. Das Überexprimieren von einer C-terminal eGFP markierten Version von Shlp verhinderte vollständig die Flügelentfaltung, was darauf hindeutet, dass dieses Protein eine dominant negative Funktion hat. Außerdem konnten wir zeigen, dass eine N-terminal eGFP markierte Version von Shlp von Drosophila Schneider Zellen sekretiert wird und dass Shlp glykosyliert wird. Diese biochemischen Eigenschaften stimmen mit denen des Säugerhomologs von Shlp, TIP, überein.