The neurogenic loci Notch and Delta, which both encode EGF-homologous transmembrane proteins, appear to function together in mediating cell-cell communication and have been shown to interact at the cell surface in vitro. To examine the role of the EGF repeats in this interaction, we performed an extensive deletion mutagenesis of the extracellular domain of Notch. We find that of the 36 EGF repeats of Notch, only two, 11 and 12, are both necessary and sufficient to mediate interactions with Delta. Furthermore, this Delta binding ability is conserved in the corresponding two repeats from the Xenopus Notch homolog. We report a novel molecular interaction between Notch and Serrate, another EGF-homologous transmembrane protein containing a region of striking similarity to Delta, and show that the same two EGF repeats of Notch also constitute a Serrate binding domain. These results suggest that Notch may act as a multifunctional receptor whose 36 EGF repeats form a tandem array of discrete ligand-binding units, each of which may potentially interact with several different proteins during development.

Genetic analyses have raised the possibility of interactions between the gene products of the neurogenic loci Notch and Delta, each of which encodes a transmembrane protein with EGF homology. To examine the possibility of intermolecular association between the products of these two genes, we studied the effects of their expression on aggregation in Drosophila S2 cells. We find that Notch-expressing cells form mixed aggregates specifically with cells that express Delta and that this process is calcium dependent. In addition, we show that Notch and Delta can associate within the membrane of a single cell, and further, that they form detergent-soluble intermolecular complexes. Our analyses suggest that Notch and Delta proteins interact at the cell surface via their extracellular domains.

The Drosophila (fruit fly) model system has been instrumental in our current understanding of human biology, development, and diseases. Here, we used a high-throughput yeast two-hybrid (Y2H)-based technology to screen 102 bait proteins from Drosophila melanogaster , most of them orthologous to human cancer-related and/or signaling proteins, against high-complexity fly cDNA libraries. More than 2300 protein-protein interactions (PPI) were identified, of which 710 are of high confidence. The computation of a reliability score for each protein-protein interaction and the systematic identification of the interacting domain combined with a prediction of structural/functional motifs allow the elaboration of known complexes and the identification of new ones. The full data set can be visualized using a graphical Web interface, the PIMRider ( http://pim.hybrigenics.com ), and is also accessible in the PSI standard Molecular Interaction data format. Our fly Protein Interaction Map (PIM) is surprisingly different from the one recently proposed by Giot et al. with little overlap between the two data sets. Analysis of the differences in data sets and methods suggests alternative strategies to enhance the accuracy and comprehensiveness of the post-genomic generation of broad-scale protein interaction maps.

The Notch gene of Drosophila plays an important role in cell fate specification throughout development. To investigate the functions of specific structural domains of the Notch protein in vivo, a series of deletion mutants have been ectopically expressed under the hsp70 heat shock promoter. Two classes of dominant phenotypes are observed, one suggestive of Notch loss-of-function mutations and the other of Notch gain-of-function mutations. Dominant activated phenotypes result from overexpression of a protein lacking most extracellular sequences, while dominant negative phenotypes result from overexpression of a protein lacking most intracellular sequences. These results support the notion that Notch functions as a receptor whose extracellular domain mediates ligand binding, resulting in the transmission of developmental signals by the cytoplasmic domain. Finally, the phenotypes observed suggest that the cdc10/ankyrin repeat region within the intracellular domain plays an essential role in the postulated signal transduction events.

Abstract The Hippo signaling pathway regulates tissue growth in many animals. Multiple upstream components are known to promote Hippo pathway activity, but the organization of these different inputs, the degree of crosstalk between them, and whether they are regulated in a distinct manner is not well understood. Kibra activates the Hippo pathway by recruiting the core Hippo kinase cassette to the apical cortex. Here we show that the Hippo pathway downregulates Kibra levels independently of Yorkie-mediated transcriptional output. We find that the Hippo pathway promotes Kibra degradation via SCF Slimb -mediated ubiquitination, that this effect requires the core kinases Hippo and Warts, and that this mechanism functions independently of other upstream Hippo pathway activators including Crumbs and Expanded. Moreover, Kibra degradation appears patterned across tissue. We propose that Kibra degradation by the Hippo pathway serves as a negative feedback loop to tightly control Kibra-mediated Hippo pathway activation and ensure optimally scaled and patterned tissue growth.

Fluorescent proteins (FPs) are essential tools in biology. The utility of FPs depends on their brightness, photostability, efficient folding, monomeric state, and compatibility with different cellular environments. Despite the proliferation of available FPs, derivatives of the originally identified

Abstract The Hippo pathway is an evolutionarily conserved regulator of tissue growth. Multiple Hippo signaling components are regulated via proteolytic degradation. However, how these degradation mechanisms are themselves modulated remains unexplored. Kibra is a key upstream pathway activator that promotes its own ubiquitin-mediated degradation upon assembling a Hippo signaling complex. Here, we demonstrate that Hippo complex-dependent Kibra degradation is modulated by cortical tension. Using classical genetic, osmotic, and pharmacological manipulations of myosin activity and cortical tension, we show that increasing cortical tension leads to Kibra degradation, whereas decreasing cortical tension increases Kibra abundance. Our study also implicates Par-1 in regulating Kib abundance downstream of cortical tension. We demonstrate that Par-1 promotes ubiquitin-mediated Kib degradation in a Hippo complex-dependent manner and is required for tension-induced Kib degradation. Collectively, our results reveal a previously unknown molecular mechanism by which cortical tension affects Hippo signaling and provide novel insights into the role of mechanical forces in growth control.

Abstract Two protocadherins, Dachsous (Ds) and Fat (Ft), regulate organ growth in Drosophila via the Hippo pathway. Ds and Ft bind heterotypically to regulate the abundance and subcellular localization of a ‘core complex’ consisting of Dachs, Dlish and Approximated. This complex localizes to the junctional cortex where it promotes growth by repressing the pathway kinase Warts. Ds is believed to promote growth by recruiting and stabilizing the core complex at the junctional cortex, while Ft represses growth by promoting degradation of core complex components. Here, we examine the functions of intracellular domains of Ds and Ft and their relationship to the core complex. While Ds promotes accumulation of the core complex proteins in cortical puncta, it is not required for core complex assembly. Indeed, the core complex assembles maximally in the absence of both Ds and Ft. Furthermore, while Ds promotes growth in the presence of Ft, it represses growth in the absence of Ft by removing the core complex from the junctional cortex. Ft similarly recruits core complex components, however it normally promotes their degradation. Our findings reveal that Ds and Ft constrain tissue growth by repressing the default ‘on’ state of the core complex.

Abstract Cell polarity and actomyosin networks are key features that organize cells of epithelial tissues and are known to regulate tissue growth. However, the mechanisms by which polarity cues and actomyosin cytoskeleton influence intracellular signaling cascades that control growth remain poorly understood. The Hippo pathway is an evolutionarily conserved regulator of tissue growth and is known to integrate inputs from both polarity and actomyosin components. An upstream activator of the Hippo pathway, Kibra, localizes into distinct pools at the junctional and medial regions of the apical cortex in epithelial cells, and medial accumulation was shown to promote Kibra activity. Here, we demonstrate that cortical Kibra distribution is controlled by a tug of war between apical polarity and actomyosin dynamics. We show that while the apical polarity network, in part via aPKC, tethers Kibra at the junctional cortex to silence its activity, medial actomyosin flows promote Kibra-mediated Hippo complex formation at the medial cortex, thereby activating the Hippo pathway. This study provides a mechanistic understanding of the relationship between the Hippo pathway, polarity, and actomyosin cytoskeleton and offers novel insights into how fundamental features of epithelial tissue architecture can serve as inputs into signaling cascades that control tissue growth, patterning, and morphogenesis.