Die Evolution von Genregulation als Antrieb morphologischer Diversifizierung in Buntbarschen

• Antragsteller: Professor Dr. Claudius Kratochwil
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290977748

Evolution ist ein komplexer Prozess, der sich seit Milliarden von Jahren auf der Erde abspielt und verbesserte Anpassung von Lebewesen an ihre Umgebung, sowie die Entstehung neuer Arten ermöglicht. Das Verständnis evolutionärer Prozesse ist für fast alle biologischen Disziplinen von zentralem Interesse. Buntbarsche, eine der größten Fischfamilien, sind ein bekanntes Textbuchbeispiel für biologische Diversität und die Geschwindigkeit mit der neue Arten entstehen können. Bis heute ist wenig über die genetischen Mechanismen bekannt, die diesen hohen Grad an Diversität beeinflussen, ermöglichen oder sogar bedingen. Die ständig wachsende Anzahl sequenzierter Genomen und die zunehmende Leistungsfähigkeit von Computern zur Analyse genomischer Daten ermöglicht es gezielter Fragen zu stellen inwiefern Veränderungen des genetischen Codes neue Merkmale und Anpassungen ermöglichen. Dieses Projekt konzentriert sich hierbei auf die evolutionären Veränderungen in der Regulation von Genen. Die Aktivität von regulatorischen Elementen steuert hierbei in welchen Geweben, Zelltypen, zu welchem Zeitpunkt und in welcher Intensität Gene abgelesen werden. Eine Veränderung dieser regulatorischen Elemente kann hierbei z.B. in Veränderungen in spezifischen Zelltypen resultieren, was wiederum eine neue Farbgebung oder Form eines bestimmten Gewebes bedingen kann. Veränderung in der Regulation von Genen sind ein wichtiger Faktor der die Entwicklung von neuen Merkmalen während der Evolution beeinflussen kann. Um dies zu untersuchen, möchte ich die Aktivität von regulatorischen Elementen in der arten- und diversitätsreichen Buntbarschfamilie untersuchen. Diese werde ich dann mit Hilfe von transgenen Methoden verändern um neue Erkenntnisse über die Bedeutung von regulatorischen genetischen Elementen für phänotypische Evolution zu gewinnen. Die Suche nach aktiven regulatorischen und deren Vergleich in verschiedenen Buntbarscharten kann neue Einsichten in die Bedeutung dieser Elemente während der Evolution geben. Ausgewählte regulatorische Elemente werden mit modernen Transgenensis-Methoden innerhalb der Buntbarsche analysiert um ihre Bedeutung und Relevanz zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen