Genetische und molekulare Analyse von Mutationen in Drosophila melanogaster, die zu Expressionsunterschieden der microRNA mir-92a führen und phänotypischer Evolution zugrunde liegen

• Antragsteller: Dr. Sebastian Kittelmann
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241455725

Ein Ziel der Evolutionsbiologie ist es, die Variation morphologischer Merkmale mit der zugrunde liegenden genetischen Variation zu verknüpfen. Ein Merkmal, das sich zwischen verschiedenen Drosophila-Arten unterscheidet, aber für gewöhnlich innerhalb einer Art konstant ist, ist die Größe des naked valley, einer Region nackter Cuticula auf dem zweiten Bein. Zwischen mehreren Populationen von Drosophila melanogaster variiert jedoch die Größe des naked valley. Die zugrunde liegende gentische Variation wurde auf einen Locus gemappt, der die microRNA mir-92a enthält, welche in einem Intron des proteinkodierenden Gens jigr1 liegt. mir-92a reguliert post-transkriptionell shavenoid (sha), ein Gen, welches in die Entwicklung des naked valley involviert ist. Ich werde zunächst die Möglichkeit untersuchen, dass jigr1 oder ein weiteres proteinkodierendes Gen, Npl4, ebenfalls in die Entwicklung des naked valley involviert sind. Es wird angenommen, dass Unterschiede in der Expression von mir-92a in den verschiedenen Drosophila-Populationen durch anschließende differentielle Regulation von sha der Größenvariation des naked valley zugrunde liegen. Die differentialle Expression kommt vermutlich durch Mutationen in einem Enhancer zustande. Ich werde analysieren, ob die Expression von mir-92a mit der von jigr1 korreliert und somit von denselben cis-regulatorischen Elementen kontrolliert wird. Um das größenbestimmende Element zu identifizieren, werde ich das GAL4-AUS-System nutzen, um sowohl GFP als auch mir-92a unter der Kontrolle von Kandidaten-Enhancern aus Stämmen mit großem bzw. kleinem naked valley im genetischen Hintergrund eines kleinen naked valley zu exprimieren. Ich werde die spezifischen Mutationen, die für die Größenvariation verantwortlich sind, dadurch identifizieren, dass der für die Entwicklung eines großen naked valley verantwortliche Enhancer durch PCR-basierte Mutagenese schrittweise in Richtung der Identität eines Stammes mit kleinem naked valley verändert wird. Die Ergebnisse dieser Experimente werden die Identifizierung der Mutationen ermöglichen, die der phänotypischen Variation des naked valley innerhalb von Drosophila melanogaster zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Person: Professor Dr. Alistair Peter McGregor