- Hedgehog-Signalweg
-
Übergeordnet Zelloberflächenrezeptor-verbundener Signalweg Untergeordnet Teilwege aktiv bei
Dorsal/ventrales Neuralrohr-Patterning
Ventrales Wirbelsäulen-Patterning
Knorpel-Chondrozyten-Entwicklung
Lungenenwicklung
Prostata-EntwicklungGene Ontology AmiGO QuickGO 
Sonic Hedgehog einer Ratte
Der Hedgehog-Signalweg ist ein Signaltransduktionsweg, durch den Zellen auf äußere Signale reagieren können. Der Signalweg ist nach seinem Liganden Hedgehog (Hh) benannt, einem Signalprotein, das als lokales Morphogen eine wichtige Funktion bei der Embryonalentwicklung von Tieren einnimmt und in der Evolutionsgeschichte sehr früh auftrat. Eine Fehlfunktion dieses Signalwegs führt zu massiven Fehlbildungen im Laufe der Embryonalentwicklung und kann bei Erwachsenen Krebs verursachen. In Säugetieren sind zurzeit drei Hedgehog-Proteine bekannt (sonic hedgehog, indian hedgehog und desert hedgehog).
Inhaltsverzeichnis
Funktionsweise
Der Hedgehog-Signalweg basiert auf der Proteolyse und wird aktiviert, wenn das Hedgehog-Protein an den Rezeptor Patched (Ptch) bindet. Dadurch leitet ein weiteres membranständiges Protein, Smoothened (Smo), ein Signal ins Zellinnere weiter, welches die Degradation des regulatorischen Proteins Ci (Cubitus interruptus) verhindert. Dieses wird ohne Einwirken von Hedgehog in einem größeren Proteinkomplex – bestehend aus dem Protein Costal, der Serin-Threonin-Kinase Fused (Fu) sowie dem Hemmer von Fused – abgebaut. Wenn nun Hedgehog aktiv ist und ein Signal weiterleitet, so kann das Protein Ci nicht mehr abgebaut werden, diffundiert in den Zellkern und reguliert dort die Genexpression.
Vorkommen
Evolutionärer Stammbaum der Hedgehog LigandenHedgehog-ähnliche Gene und zwei Homologe zu Patched wurden bereits in dem Nematoden C. elegans gefunden[1][2], und es wurde gezeigt, dass diese Gene wie bei anderen Tieren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von C. elegans spielen.[1]
Bei Insekten kontrolliert der Hedgehog-Signalweg den korrekten Ablauf der Segmentierung und Flügelbildung. Bei Wirbeltieren dagegen induziert er die Rechts-links-Symmetrie und ist er für die korrekte Bildung von Gliedmaßenanlagen verantwortlich.
Entdeckung
Das Gen, das bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster für Hedgehog kodiert, war unter den ersten als wichtig für die Entwicklung beschriebenen Genen. Es wurde von den Forschern Christiane Nüsslein-Volhard und Eric F. Wieschaus erstmals beschrieben (beide bekamen 1995 einen Nobelpreis „für ihre grundlegenden Erkenntnisse über die genetische Kontrolle der frühen Embryoentwicklung“[3]), wobei sie durch einen genetischen Screen verschiedene Mutationen entdeckten, welche die Embryonalentwicklung von Drosophila beeinflusst.[4] Der Name Hedgehog (engl. für ‚Igel‘) rührt denn auch von dem „igelartigen“ Erscheinungsbild von Fliegenlarven her, welche eine Mutation in dem Gen für Hedgehog trugen.
Einzelnachweise
- ↑ a b Zugasti O, Rajan J and Kuwabara PE (2005): The function and expansion of the Patched- and Hedgehog-related homologs in C. elegans. In: Genome Research Volume 15, S. 1402–1410. PMID 16204193
- ↑ Novatchkova M, Wildpaner M, Schweizer F and Eisenhaber F (2005): PhyloDome – visualization of taxonomic distributions of domains occurring in eukaryote protein sequence sets. In: Nucleic Acids Research Volume 33(Web Server issue), W121-5. PMID 15980439
- ↑ 1995 Nobel Prize for discovery of the genetic control of early embryonic development
- ↑ Nusslein-Volhard C and Wieschaus E (1980): Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila. In: Nature Volume 287, S. 795–801. PMID 6776413
Siehe auch
Literatur
- B. Alberts u. a.: Molecular Biology of the Cell. 2002.
Weblinks
- Hedgehog Pathway Datenbank (englisch)
Kategorien:- Biologischer Prozess
- Signaltransduktion
- Embryologie
Wikimedia Foundation.
