Isolierung und Charakterisierung des aeneas-Gens von Drosophila melanogaster

Zur Identifizierung von Faktoren, die bei Drosophila melanogaster zur Kontrolle von gerichteten Zellmigrations- bzw. Wachstumsprozessen beitragen, wurde ein Gal4-vermittelter Fehlexpressions-"Screen" durchgeführt. Es wurden ca. 4000 sogenannte P{EP}-Insertionen untersucht, bei denen endogene Gene mithilfe von Gal4-Treiberlinien in der Epidermis exprimiert wurden. So konnten Genaktivitäten ermittelt werden, deren Fehlexpression das gerichtete Auswachsen der Muskelvorläuferzellen im Drosophila-Embryo beeinflusst und zu einer Veränderung des normalerweise stereotypen Muskelmusters führt. Bei 50 (1,25%) der insgesamt 4000 durchmusterten Linien verursachte die Fehlexpression eine Störung des Musters der Körperwandmuskulatur in Verbindung mit embryonaler Letalität. Die identifizierten Genprodukte umfassen Rezeptoren, Transmembranproteine, Transkriptionsfaktoren und Enzyme. Ferner wurden Faktoren gefunden, die normalerweise nicht am Auswachsen der Muskeln beteiligt sind. Ein Beispiel hierfür ist das näher charakterisierte Kandidatengen, welches aeneas genannt wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Aktivität des aeneas-Gens Migrationsprozesse beeinflussen kann. Normalerweise ist aeneas-Aktivität an der Migration der Keimzellen zum Entstehungsort der Gonade beteiligt. Das aeneas-Genprodukt ist Mitglied einer neuen, funktionell uncharakterisierten Proteinklasse, welche in so verschiedenen Spezies wie A. thaliana und H. sapiens konserviert ist. Das Protein weist eine Domäne auf, die Ähnlichkeit zur Konsensussequenz der Enzymklasse der 5-Formyltetrahydrofolat Cyclo-Ligasen zeigt. Die Integration eines P{lacW}-Elements in das aeneas-Gen führt bei 25% der homozygoten Embryonen zu einer Störung der Keimzellwanderung. Im Gegensatz zur Wildtypsituation und zu bekannten Migrationsmutanten setzt die Wanderung der Keimzellen deutlich verfrüht ein. Der Phänotyp der aeneas-Mutante deutet auf eine Funktion des Proteins bei Zelladhäsionsvorgängen zwischen Keimzellen und somatischen Zellen hin. Durch die Remobilisierung des P-Elements, verbunden mit einer ungenauen Exzision des P-Elements wurde eine 1,4 kb große Deletion im aeneas-Lokus erzeugt. Diese Deletion führt zum Verlust eines großen Teils des offenen Leserahmens und stellt somit wahrscheinlich eine Nullmutation dar. Bei dieser Mutation sind sowohl die Penetranz, als auch der Migrationsdefekt verstärkt. Dennoch ist die Deletions-Linie lebensfähig und fertil. Die unvollständige Penetranz des aeneas-Phänotyps deutet auf eine redundante Absicherung der Anaeas-Funktion durch andere Genaktivitäten hin.