34.3.1.4 Downstream-Regulation der proneuralen Gene durch HLH- Proteine

Die Regulation der proneuralen Gene geschieht auf zwei Ebenen: einerseits durch "upstream"-Regulatorgene (transkriptionale Kontrolle, s. 34.3.1.5), andererseits durch posttranslationale "downstream"-Kontrolle. Alle Transkripte des achaete-scute-Locus sowie das atonal-Gen codieren für Transkriptionsfaktoren des Helix-Loop-Helix (HLH)-Typs mit basischer Domäne. Das HLH-Motiv ist eine Dimerisierungsdomäne. HLH-Proteine könen sowohl homo- als auch heterotypische Interaktionen miteinander eingehen. Die resultierenden Dimere wirken entweder als aktivierende Cofaktoren oder als Repressoren. Zur Bindung an DNA (Enhancer mit der sogenannten E-Box-Sequenz) benötigen diese Proteine eine basische Region (bHLH). Bei den Produkten des proneuralen Genclusters AS-K und denen des Enhancer-of-split-Komplexes handelt es sich um DNA-bindende Aktivatoren - in einem Fall um solche des proneuralen Programms, im anderen um solche des epidermalen Entwicklungsweges.

Während der Drosophila-Neurogenese ist das Produkt des ubiquitär exprimierten daughterless-Gens als aktivierender Kofaktor der achaete-scute-Gene von zentraler Bedeutung. Der Verlust der zygotischen Expression führt zu embryonaler Letalität, da dem Embryo alle Sinnesorgane fehlen. daughterless-Mutationen führen zum Zelltod der PNS-Vorläuferzellen. Doppelmutanten in daughterless und Genen des AS-K führen zu besonders starken ZNS-Defekten (Abb. 34-10), so daß das daughterless-Gen wahrscheinlich auch bei der Neuroblasten-Segregation eine Rolle spielt. Daughterless ist ebenfalls ein bHLH-Protein, das mit anderen bHLH-Proteinen Heterodimere bildet, zu denen auch die Produkte des AS-K gehören. Diese Proteinkomplexe sind Aktivatoren der Transkription von Genen spezifisch für neuronale Vorläuferzellen, bzw. für Gene, die bei der Geschlechtsdifferenzierung eine Rolle spielen (s. auch 33.8). Als Antagonisten von daughterless gelten die Gene extra macrochaete und deadpan. Beide codieren für HLH-Proteine ohne die basische DNA-bindende Region, die mit Daughterless um die Komplexierung mit den proneuralen Genen konkurrieren.