Diversifizierung von Genfunktion während der Evolution von Land Pflanzen

• Antragsteller: Dr. Holger Breuninger
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323084132

Die Evolution von Landpflanzen führte zu einer zunehmend komplexer werdenden Morphologie der Gewebe und Organe von Pflanzen. Parallel zu diesem Zuwachs in morphologischer Komplexität stieg die Anzahl an regulatorischen Proteinen, die in den Genomen der Pflanzen codiert sind. Dieser parallele Zuwachs an morphologischer Komplexität und zunehmend komplexerer genetischer Regulation deutet darauf hin, dass Genverdoppelung mit anschließender funktionaler Diversifizierung ein wichtiger Prozess ist, der für die Entstehung von neuen Gewebetypen, Organen und anderen Adaptionen von entscheidender Bedeutung ist. Die Forschung in dem hier vorgelegten Projekt soll die genauen evolutionären Prozesse der funktionalen Differenzierung von Genen erforschen. Dazu werden funktionale Veränderungen in einer hoch konservierten, sich diversifizierenden Genfamilie von bHLH Transkriptionsfaktoren, den LRL Genen, untersucht und verglichen. Durch einen genomweiten, molekularen Vergleich von Veränderungen in LRL Funktion zwischen früh abgeleiteten Landpflanzen wie dem Lebermoos Marchantia polymorpha und Blütenpflanzen wie Arabidopsis thaliana wird es möglich sein, die Etablierung von neuen regulatorischen Verknüpfungen bei gleichzeitiger Erhaltung von zentralen Funktionen genau zu studieren. Die hier gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend mit einer vergleichbaren Analyse von einer weiteren konservierten Transkriptionsfaktorfamilie, den WOX Genen, verglichen werden. Zusammengenommen, wird diese Forschung daher 1) zu einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen der Diversifizierung von Genfunktionen führen und 2) die Rolle der transkriptionellen Regulation an der Evolution von neuen Geweben und Organen bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen