Evolution des Drosophila simulans Proteoms als Folge der Anpassung an neue Temperaturbedingungen

• Antragstellerin: Dr. Kathrin Anna Otte
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328697436

Die Antwort auf die Frage, wie sich Organismen an eine veränderte Umgebung anpassen, ist eines der zentralen Themen in der Evolutionsbiologie. Auf Ebene des Genoms kann man dieser Frage nachgehen, indem man die Veränderungen von Allelfrequenzen über Generationen hinweg untersucht. Diese Allelfequenzänderungen sind der Auslöser für nachgeschaltete adaptive Veränderungen des Phänotyps. Ein genaues Verständnis dieser adaptiven Veränderungen ist wesentlich, um Prozesse auf Ebene des Genoms mit jenen auf Ebene des Phänotyps zu verknüpfen. Temperaturbedingungen sind ein wichtiger Umweltfaktor, vor allem für ektotherme Lebewesen wie Drosophila, und beeinflussen eine Vielzahl von physiologischen Vorgängen und Verhaltensweisen. Aufgrund dieses großen Einflusses sind Anpassungen an veränderte Temperaturbedingungen auf verschiedenen molekularen Ebenen messbar, zum Beispiel auf Ebene des Genoms, des Transkriptoms und des Proteoms. Das hier vorgestellte Projekt verfolgt den neuartigen Ansatz der Integration von proteomischen Analysen und experimenteller Evolution mit dem Ziel, Anpassungen an neue Temperaturbedingungen auf der Ebene der involvierten Proteine zu studieren. Proteomik ist besonders für die Charakterisierung von molekularen phänotypischen Antworten geeignet, da Proteine als Schlüsselmoleküle in fast alle biologischen Prozesse involviert sind. In diesem Projekt möchten wir Drosophila simulans Populationen untersuchen, die über 50 bzw. 100 Generationen unter zwei verschiedenen Temperaturbedingungen gehalten wurden. Darüber hinaus sind für diese Populationen auch Genom- und Transkripomdaten verfügbar, was uns die einzigartige Möglichkeit einer kombinierten Analyse bietet. Mit einer solchen Integration von Daten unterschiedlicher molekularer Ebene werden wir Anpassungsmechanismen in neuartiger Tiefe beschreiben und somit kausative Gene und nachgeschaltete Effekte der natürlichen Selektion detailliert charakterisieren können. Wir werden die folgenden Fragen untersuchen:1. Wie beeinflusst die Anpassung an neue Temperaturbedingungen Proteine und deren Abundanz?2. Wie beeinflusst die Anpassung an neue Temperaturbedingungen das Transkriptom und das Proteom?3. Trägt die Integration von Transkriptom- und Proteomdaten zu einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen bei, die der Temperaturanpassungen zu Grunde liegen?4. Können transkriptomische und proteomische Daten die Auflösung von adaptiven genomischen Signaturen verbessern?

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Österreich
• Gastgeber: Professor Dr. Christian Schlötterer