Evolutionäre und genomische Faktoren für die Entwicklung einer optimalen adaptiven Immunantwort

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Lenz
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Humangenetik ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279645989

Dieses Projekt untersucht evolutionäre Faktoren und genetische Mechanismen, die für die Entwicklung einer optimalen spezifischen Immunantwort von Bedeutung sind. Das allen Wirbeltieren eigene adaptive Immunsystem ermöglicht die Initiierung einer sehr gezielten Immunreaktion gegen Pathogene und Parasiten. Eine solche gezielte Immunreaktion erfordert jedoch eine Reihe von komplexen und ausgeklügelten Mechanismen, um einerseits die Bekämpfung der eindringende Krankheitserreger zu maximieren, aber andererseits den Schaden im eigenen Gewebe durch die aktivierte Immunmaschinerie zu minimieren. Diese delikate Balance zwischen zwei antagonistischen Zielen spiegelt sich auch in der außerordentlich komplexen genomischen Organisation des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) wider, einer Region im Wirbeltiergenom, die die genetische Information für die wichtigsten Komponenten des adaptiven Immunsystems enthält. Für dieses Projekt vereinen wir molekulare, bioinformatische und theoretische Forschungsansätze, um die verschiedenen Faktoren und Mechanismen zu identifizieren, die zur Evolution dieser komplexen genomischen Region und damit zur Evolution des adaptiven Immunsystems im Allgemeinen beitragen. Unsere Untersuchungen beinhalten die Sequenzanalyse alter DNA von historischen Eingeborenenstämmen, die funktionale Analyse von evolutionär interessanten Sequenzblöcken im humanen MHC, sowie theoretische Modellierungen und Simulationen, um den relativen Beitrag unterschiedlicher Faktoren für die Evolution der komplexen genomische Organisation des MHC zu erkunden.Darüber hinaus werden wir MHC-Genotypen aus mehren großen humanen Autoimmundatensätzen und Antigenbindungsinformationen für humane MHC-Moleküle analysieren, um eine funktionale Erklärung für die starke statistische Assoziation zwischen genetischer Variabilität im MHC und vielen Autoimmunkrankheiten zu finden. Unter Zuhilfenahme des dreistachligen Stichlings als empirisches Modellsystem und theoretischer Modelle untersuchen wir den Einfluss von MHC-Diversität auf unterschiedliche Mechanismen der Immuntoleranz.Gewonnene Erkentnisse aus diesem Forschungsprojekt werden zu einem besseren Verständnis unserer eigenen menschlichen Evolution, sowie jener evolutionären Prozesse beitragen, die die Entwicklung des Wirbeltiergenoms prägen. Darüber hinaus werden unsere Ergebnisse für das sich entwickelnde Gebiet der evolutionären Medizin von Bedeutung sein, die das Wissen über evolutionäre Prozesse im Allgemeinen und Unterschiede in der individuellen genetischen Krankheitsveranlagung im Besonderen mit Schulmedizinischen Erkenntnissen verbindet, um so eine personalisiertere medizinische Prävention und Therapie zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Deborah A. Bolnick; Dr. Bridget Penman; Professor Soumya Raychaudhuri