Kinase-vermittelte Regulation des Notch-Signalwegs in Drosophila

Der hochkonservierte Notch-Signalweg reguliert sowohl in Wirbeltieren als auch in Drosophila melanogaster die Differenzierung unterschiedlicher Blutzellen. Die Infektion von Drosophila-Larven durch parasitoide Wespen erfordert eine deutliche Umgestaltung der Hämatopoese, um auf Kosten Notch-abhängiger Kristallzellen eine hohe Zahl schützender Lamellozyten zu bilden. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die negative Regulation der Notch-Aktivität in Hämozyten über die Phosphorylierung des Drosophila CSL-Proteins Su(H) an Serin 269 [S269] erzielt wird. Da diese posttranslationale Modifikation die DNA-Bindung des Su(H)-Transkriptionsfaktors stört, hemmt sie die Notch-Aktivität effektiv und reversibel. Übereinstimmend zeigt eine phospho-defiziente Su(H)S269A-Mutante eine permanent erhöhte Zahl Notch-abhängiger Kristallzellen, selbst bei Befall durch Parasitoide. Es wurde nachgewiesen, dass die Phosphorylierung an S269 infolge einer Wespeninfektion auftritt und phospho-defiziente Mutanten in ihrer Immunabwehr beeinträchtigt sind. Mithilfe eines in vivo-Screens wurden Proteinkinasen identifiziert, die an der Phosphorylierung von S269 involviert sein könnten. Dabei stellte sich heraus, dass Pkc53E, das Ortholog zu humaner PKCa, sowohl bei der Regulation der Hämatopoese als auch bei der Abwehr von Endoparasiten beteiligt ist. Genetische und molekularbiologische Daten stützen die Annahme einer spezifischen Interaktion zwischen Pkc53E und Su(H) als Substrat. So bilden beide in vivo Proteinkomplexe und PMA, ein PKC-Aktivator, beeinträchtigt die Su(H)-vermittelte Notch-Aktivität in vitro sowie in Zellkultur. Zusammengenommen zeigt diese Arbeit, dass S269 im Kontext der Immunreaktion ein Substrat für Pkc53E darstellt. Die Phosphorylierung von Su(H) führt, spezifisch bei der Blutzelldifferenzierung, zu einer Reduktion der Notch-Aktivität, wodurch die Produktion von Lamellozyten zur Einkapselung der Wespeneier möglich wird.