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Bildung der Kutikulalipide in Insekten und der Einfluß der Kutikulalipide auf ökologische Anpassungsfähigkeit der Insekten

Antragsteller Professor Dr. Gerd Jürgens, seit 5/2024
Fachliche Zuordnung Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
Förderung Förderung von 2018 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392398741
 
Kutikulalipide sind essentielle Komponenten einer zweiseitigen Haut-Barriere, die sowohl gegen Wasserverlust als auch gegen das Eindringen von Xenobiotika das Überleben in einer potential feindlichen Umwelt sichert. Bedingt durch ihre Funktion spielen Kutikulalipide eine wichtige Rolle in der ökologischen Anpassungsfähigkeit der Insekten. Trotz dieser Wichtigkeit ist relativ wenig über die molekularen und genetischen Aspekte der Kutikulalipid-Biologie bekannt. Dieser Umstand verhindert unter anderem die Entwicklung von grünen, ökologisch verträglichen Technologien der Schädlingsbekämpfung, die auf die Kutikulalipid-Funktion zielen. In diesem Antrag wollen wir anhand des Schädlings Wanderheuschrecke (Locusta migratoria) und des Model-Insekts Drosophila melanogaster (Taufliege) die folgenden fundamentalen Ansätze untersuchen: 1) Untersuchungen der regionalen Verteilung, der Zusammensetzung und der Eigenschaften der Kutikulalipide in Farbstoff-Penetrations-Versuchen durch Gas-Chromatographie-Massen-Spektrometrie; 2) Identifizierung der Gene von Schlüsselenzymen der Lipid-Biosynthese durch RNA Interferenz (RNAi) in der Wanderheuschrecke und in genetischen Versuchen mit der Taufliege (Mutationen, RNAi und UAS-Gal4 Expressionssystem); 3) Kombination von genetischen, histo-chemischen, mikroskopischen und ultra-strukturellen Techniken um die molekularen Mechanismen der Kutikulalipid Verteilung und der Bildung der kutikulären, Lipid-transportierenden Porkanäle zu analysieren; 4) Analyse der Mechanismen, wie Schlüsselenzyme der Kutikulalipid Biologie die Anpassungsfähigkeit von Insekten unter verschiedenen Umweltbedingungen beeinflussen. Zusammengefasst werden wir mit diesen vier Ansätzen die molekularen Prozesse der Kutikulalipid-Biosynthese und des Kutikulalipid-Transports verstehen, und lernen wie die Verteilung und die Zusammensetzung der Kutikulalipide die ökologische Anpassungsfähigkeit von Insekten bedingen. Schließlich erwarten wir, dass unsere Daten verwendet werden können, um basierend auf die Kutikulalipid Biologie neue ökologisch vertretbare Strategien zur Schädlingsbekämpfung zu entwickeln.
DFG-Verfahren Sachbeihilfen
Internationaler Bezug China
Kooperationspartnerin Professorin Dr. Jianzhen Zhang
Ehemaliger Antragsteller Privatdozent Dr. Bernard Moussian, bis 5/2024
 
 

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