Notch-Signalweg

Der Notch-Signalweg ist ein weit verbreiteter und stark konservierter Signaltransduktionsweg, durch den Zellen auf äußere Signale reagieren können. Der Signalweg ist nach seinem Rezeptor „Notch“ benannt, welcher den membranständigen Liganden „Delta“ auf der Oberfläche einer anderen Zelle bindet. Notch ist ein Transmembranprotein mit nur einer Transmembrandomäne und einer großen extrazellulären Domäne.

Funktionsweise

Der Notch-Signalweg basiert auf der Proteolyse und wird aktiviert durch die Bindung des Liganden Delta an den Rezeptor Notch (siehe enzym-gekoppelte Rezeptoren). Der Notch-Rezeptor wird dreimal proteolytisch geschnitten, das erste Mal im Golgi-Apparat und danach zwei weitere Male, nachdem Delta gebunden hat. Zuerst wird die extrazelluläre Domäne nahe der Plasmamembran abgespalten. Dann wird der cytoplasmatische Teil des membranständigen Notch-Rezeptors durch ein anderes Enzym (vermutlich Präsenilin-1) abgetrennt und kann nun frei in den Zellkern diffundieren, wo das Fragment in einem Komplex, zusammen mit anderen Regulatorproteinen, an das CSL-Protein – so benannt als Kombination von CBF-1 in Säugetieren, Suppressor of Hairless in der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) und Lag-1 im Fadenwurm (Caenorhabditis elegans) – bindet und so die Expression von Notch-Response-Genen reguliert.

Vorkommen

Der Notch-Signalweg ist bei der Entwicklung der meisten Gewebe im tierischen Embryo^[1] beteiligt, besonders gut untersucht ist er in Nervenzellen. Delta-Notch-Interaktionen vermitteln laterale Inhibition, bei der jede Zelle Informationen der ihr umliegenden Zellen für ihr eigenes Schicksal berücksichtigt. In anderen Zellen kann Notch auch zur Synchronisation von Entwicklungsvorgängen beitragen.

Entdeckung

Das Gen für den Notch-Rezeptor wurde 1916 von Thomas Hunt Morgan entdeckt, der eine Mutation bei der Taufliege Drosophila melanogaster beschrieb, die Kerben (englisch "notches") auf ihren Flügeln hatten.^[2] Unabhängig voneinander wurde das Gen in den 1980er Jahren von Spyros Artavanis-Tsakonas und Michael W. Young molekular aufgeklärt und sequenziert.^[3]^[4]

Einzelnachweise

↑ Emma R. Andersson, Rickard Sandberg, Urban Lendahl: Notch signaling: simplicity in design, versatility in function. In: Development (Cambridge, England). Band 138, Nr. 17, 2011, ISSN 1477-9129, S. 3593–3612, doi:10.1242/dev.063610, PMID 21828089.
↑ Thomas Hunt Morgan: A Critique of the Theory of Evolution. Lectures delivered at Princeton University February 24, March 1, 8, 15, 1916. (1916) London: Princeton University Press. Abb. (b) in Fig. 53. Group I. Text dazu auf Seite 105
↑ Kristi A. Wharton, Kristen M. Johansen, Tian Xu, Spyros Artavanis-Tsakonas: Nucleotide sequence from the neurogenic locus Notch implies a gene product that shares homology with proteins containing EGF-like repeats. In: Cell. Band 43, Nr. 3, Dezember 1985, ISSN 0092-8674, S. 567–581, doi:10.1016/0092-8674(85)90229-6 (elsevier.com [abgerufen am 22. Juli 2026]).
↑ S Kidd, M R Kelley, M W Young: Sequence of the notch locus of Drosophila melanogaster: relationship of the encoded protein to mammalian clotting and growth factors. In: Molecular and Cellular Biology. Band 6, Nr. 9, September 1986, ISSN 0270-7306, S. 3094–3108, doi:10.1128/MCB.6.9.3094, PMID 3097517, PMC 367044 (freier Volltext) – (asm.org [abgerufen am 22. Juli 2026]).

Literatur

Bruce Alberts u. a.: Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. Garland Science, New York 2002, ISBN 0-8153-4072-9.

[1] Emma R. Andersson, Rickard Sandberg, Urban Lendahl: Notch signaling: simplicity in design, versatility in function. In: Development (Cambridge, England). Band 138, Nr. 17, 2011, ISSN 1477-9129, S. 3593–3612, doi:10.1242/dev.063610, PMID 21828089.

[2] Thomas Hunt Morgan: A Critique of the Theory of Evolution. Lectures delivered at Princeton University February 24, March 1, 8, 15, 1916. (1916) London: Princeton University Press. Abb. (b) in Fig. 53. Group I. Text dazu auf Seite 105

[3] Kristi A. Wharton, Kristen M. Johansen, Tian Xu, Spyros Artavanis-Tsakonas: Nucleotide sequence from the neurogenic locus Notch implies a gene product that shares homology with proteins containing EGF-like repeats. In: Cell. Band 43, Nr. 3, Dezember 1985, ISSN 0092-8674, S. 567–581, doi:10.1016/0092-8674(85)90229-6 (elsevier.com [abgerufen am 22. Juli 2026]).

[4] S Kidd, M R Kelley, M W Young: Sequence of the notch locus of Drosophila melanogaster: relationship of the encoded protein to mammalian clotting and growth factors. In: Molecular and Cellular Biology. Band 6, Nr. 9, September 1986, ISSN 0270-7306, S. 3094–3108, doi:10.1128/MCB.6.9.3094, PMID 3097517, PMC 367044 (freier Volltext) – (asm.org [abgerufen am 22. Juli 2026]).

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