34.3.2.13 Gene für die Differenzierung der peripheren Retinulazellen

Überraschenderweise fand man trotz langer und intensiver Suche bisher nur eine ganz geringe Anzahl von Genen, die für die Determination der restlichen Retinulazellen notwendig sind. Man hatte ursprünglich vermutet, daß es für die R1-6-Zellen ähnlich komplexe Signalkaskaden geben muß, die die Identität der jeweiligen Retinulazelle festlegen und daß es sich dabei um andere Faktoren handeln sollte als bei R7. Die gefundenen Gene codieren wieder (und typischerweise) für Kernproteine: Rough, Seven-up, Lozenge, BarH1 und BarH2.

Mutationen im rough (ro)-Gen führen zu einer variablen Anzahl von Retinulazellen pro Ommatidium. Die Entwicklung läuft bis zur Differenzierung von R2 und R5 scheinbar normal ab. Dann jedoch sind die Determination von R3 und R4 und damit alle nachfolgenden Entwicklungsschritte gestört. Rough ist ein Transkriptionsfaktor mit einer Homöobox. Er wird in R2 und R5 zur Ausdifferenzierung benötigt, die dazu führt, daß Gene angeschaltet werden, die u.a. an dem Aufbau eines induzierenden Signals an die R3- und R4-Vorläuferzellen beteiligt sind. Wenn das rough+-Gen in den R7-Vorläuferzellen ektopisch exprimiert wird (was durch die gentechnische Ankopplung an einen sevenless-Promotor erreichbar ist), entwickeln sich diese zu Retinulazellen des Typs R2/5. Das rough+-Gen wirkt also zellautonom.

Das seven-up-Gen ist für die normale Entwicklung von R3+R4- und R1+R6-Zellen notwendig. Anders als rough ist seine Expression nicht in den R2+R5-Zellen erforderlich. seven-up wirkt zellautonom in R3+R4 und R1+R6, d.h. mutante Zellen können sich nicht zu R3+R4 oder R1+R6 differenzieren, wahrscheinlich weil sie entsprechende Signale aus der Umgebung nicht deuten können. Beim seven-up-Genprodukt handelt sich um einen Transkriptionsfaktor mit zwei Cys2-Cys2-Zinkfingern, wie sie für ligandengesteuerte Transkriptionsfaktoren charakteristisch sind. Da seven-up-Zellen ihre Kompetenz für andere Signale nicht verloren haben, entwickeln sie sich später zu R7-Rezeptoren. Ein seven-up-Ommatidium hat also eine R8-, je eine R2- und R5-Zelle und fünf R7-Rezeptoren.

BarH1 und BarH2 werden von R1 und R6 benötigt. Von lozenge weiß man, daß es seven-up und Bar reguliert.