Die Funktion von nonstop wird in der Zielregion benötigt

In der Einleitung wurde bereits eine Gruppe von Mutanten erwähnt, welche alle in der dritten

Diskussion Funktion in der Zielregion von R1-R6 auszuüben. Erste Hinweise dafür kommen von genetischen Mosaikanalysen. Hier werden in einem für die Mutation heterozygoten Hintergrund (not¹/TM6) mutante homozygote Klone (not¹/not¹) im Auge produziert. Wird die Funktion eines Gens für die korrekte Projektion in den Photorezeptoren selbst benötigt, so sollten Axone des homozygot mutierten Klons Störungen bei der axonalen Wegfindung zeigen. In homozygot mutierten not Klonen war die Projektion der Photorezeptoreaxone in die optischen Loben jedoch wildtypisch. Dies deutet darauf hin, daß NONSTOP nicht innerhalb der Axone benötig wird, sondern eher in der Zielregion funktionell ist. Expressionsstudien, wie die in situ Hybridisierungen und die Charakterisierung des myc-markierten nonstop Minigens bestätigen diese Annahme. In beiden Experimenten war an larvalen, bzw. präpupalen Ganzhirnpräperaten eine auffallend starke Expression in den Laminavorläuferzellen zu beobachten, welche die Zielregion für R1-R6 darstellen. Neben den neuralen Zellen, zeigten die Anti-myc Färbungen auch eine Expression von NONSTOP in den Gliazellen der Lamina. In keiner der beiden Expressionsanalysen konnte das nonstop Produkt in den Augenscheiben dedektiert werden, ein Ergebniss, das mit den Mosaikexperimenten übereinstimmt: nonstop übt seine Funktion nicht in den PRA aus.

Auf Grund der ExpressionsErgebnisse könnte nonstop also entweder innerhalb der Neuronen oder der Gliazellen (oder beiden) auf die korrekte Terminierung von R1-R6 seinen Einfluß nehmen. Wie bereits in der Einleitung diskutiert wurde, erreichen die PRA das erste optische Ganglion noch vor der völligen Ausdifferenzierung der Laminavorläuferzellen (LPC). Die LPC sind zu diesem Zeitpunkt noch nicht dort lokalisiert, wo sie später mit den retinalen Axonen synaptische Verbindungen aufnehmen. Da die Laminavorläuferzellen für den Fortlauf ihrer Morphogenese die retinale Innervierung benötigen, wurde von Selleck und Steller (1991) die Vermutung angestellt, daß die LPC nicht gleichzeitig die korrekte Positionierung, bzw.

Terminierung der retinalen Axone übernehmen können. Tatsächlich konnte gezeigt werden, daß es den Axonen R1-R6 trotz Abwesenheit der Laminaneuronen möglich ist, die Zielregion in einem wildtypischen Muster zu innervieren (Poeck et al., 2001). Dies deutet darauf hin, daß es die glialen Zellen im ersten optischen Ganglion sind, welche aktiv auf die korrekte Innervierung der retinalen Axone einen Einfluß nehmen. Von den Gliazellen der Lamina ist bekannt, daß sie zwei glialen Anlagen am posterioren Ende der Lamina entstammen und unabhängig von der retinalen Projektion in die Laminavorläuferregion einwandern; diese Migration findet ca. 20 h vor der Innervierung der PRA statt, so daß zum Zeitpunkt des ersten Kontaktes der Wachstumskegel R1-R6 mit der Laminavorläuferregion, dort bereits gliale Zellen vorhanden sind (Selleck und Steller, 1991). Die Laminaglia könnte also als ein sogenannter intermediate target eine instruktive

Diskussion die Rolle der Gliazellen bei der Entwicklung der antennalen Loben intensiv untersucht (Tolbert und Oland, 1989). Es stellte sich heraus, daß die einwachsenden sensorischen Axone auf bereits proliferierende Gliazellen treffen, welche sich an der Morphogenese der olfaktorischen Glomeruli beteiligen und für die Axone eine Zwischenstation darstellen, bevor diese mit den Neuronen des antennalen Lobus synaptischen Kontakt aufnehmen (Oland et al., 1988; Oland und Tolbert, 1989). Auch wenn die Laminaglia in Drosophila in der dritten Larve zum Zeitpunkt der einwachsenden PRA noch nicht vollständig differenziert ist (Perez und Steller, 1996), könnten diese Zellen trotzdem bereits partiell funktionell sein. Aus dem Vertebratensystem ist bekannt, daß noch nicht vollständig differenzierte Zellen vom optischen Nerv zu einer vorläufigen Kontaktaufnahme benutzt werden, um später von dort aus eine korrekte Projektion in die Zielregion vorzunehmen (Silver und Rutishauser, 1984).

Histologische Untersuchungen zeigten, daß die retinalen Wachstumskegel der PRA zunächst mit der epithelialen und marginalen Laminaglia in Kontakt treten; diese beiden Gliazelltypen sind in der dritten Larve dort lokalisiert, wo die Photorezeptoren R1-R6 im Anschluß ihre synaptischen Verbindungen zu den Laminaneuronen aufnehmen (Winberg et al., 1992; Perez und Steller, 1996). Eine offensichtliche Voraussetzung für die Gliazellen den PRA in diesem Zusammenhang als intermediate target zu dienen ist ein Auswandern aus den glialen Anlagen, bzw. die anschließende korrekte Positionierung in die Zielregion. In der nonstop Mutante konnte gezeigt werden, daß der Prozess der Migration und damit der Lokalisation eines Großteils der Laminagliazellen gestört ist (Poeck et al., 2001). Nonstop scheint also direkt oder indirekt an der Progression der Gliazellen von der glialen Anlage aus in die Laminavorläuferregion beteiligt zu sein. Interessanterweise existiert in Drosophila eine Ubiquitin spezifische Protease, Ubp-64, welche indirekt an der Zellmigration während der Oogenese beteiligt ist; in diesem Fall stabilisiert das Enzym den Transkriptionsfaktor C/EBP (Rorth et al., 2000). Es läßt sich eine gewisse Parallele zu den Abläufen, die in der nonstop Mutante stattfinden ziehen: Während ein Mangel an Ubp-64 die Funktion eines Substrats unterbindet und damit auf die Zellwanderung Einfluß nimmt, so wird auch in der nonstop Mutante der Prozeß einer korrekten Migration von, in diesem Fall glialer, Zellen verhindert.

Während nonstop in der dritten Larve neben der glialen Expression auch im Zytoplasma der Laminavorläuferzellen und dem subösophagalen Ganglion lokalisiert ist (Abb. 25, Abb. 27), wird das Protein im adulten Gehirn im Neuropil der optischen Loben und des Zentralhirns exprimiert (Abb. 28). In diesem Zusammenhang müssen noch weitere Experimente unternommen werden,

Diskussion

5.3 nonstop kodiert für eine Ubiquitin spezifische Protease und