Untersuchung der Rolle von Wirt-Mikroben-Interaktion in der Adaptation am Beispiel von Drosophila und Essigsaeurebakterien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel unseres Projektes war es, besser zu verstehen wie Wirte und Mikroben in einer Umwelt interagieren, in der Ressourcen vergänglich, reich an Zucker und arm an Aminosäuren sind. Dazu haben wir die Drosophila-Gluconobacter Symbiose als Modelsystem genutzt. Wir fokussierten auf bakterielle Symbionten, die bislang weniger Aufmerksamkeit bekamen, um molekulare Ursachen dieser Interaktion aufzudecken und zu zeigen wie sie Umweltanpassungen der Partner beeinflussen. Dafür haben wir wilde Fliegen und ihre Symbionten unter natürlichen Bedingungen gesammelt. In dem wir eine mikrobielle Genom-weite Assoziationsstudie (GWAS) durchgeführt haben, konnten wir molekulare Mechanismen aufzeigen und funktional testen, die der Bakterien-bedingten Fliegenfitness zugrunde liegen. Unsere Ergebnisse identifizierten den Thiamin Biosynthese Weg (TBW) als Mechanismen der dazu beträgt Unterschiede in der Fitness der Fliegen zu erklären. Während bekannt ist, dass Thiamin die Fliegenentwicklung beeinflusst, konnten wir zeigen wie Stamm-spezifische Variation im TBW bakterieller D. melanogaster Isolate aus dem Freiland zu Unterschieden im Fortpflanzungserfolg des Wirts betragen. In dem wir die evolutionäre Geschichte der TBW Gene in Gluconobacter verfolgten, konnten wir zeigen, dass diese Gene höchstwahrscheinlich verloren gingen und durch horizontalen Gentransfer (HGT) wieder erworben wurden. Unsere Studie betont die Bedeutung von Stamm-Variation und betont, dass HGT zur Mikrobiom Flexibilität und möglicherweise zur Wirts-Anpassung beitragen kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Common structuring principles of the Drosophila melanogaster microbiome on a continental scale and between host and substrate. Environmental Microbiology Reports, 12(2), 220-228.
Wang, Yun; Kapun, Martin; Waidele, Lena; Kuenzel, Sven; Bergland, Alan O. & Staubach, Fabian
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Genomic Analysis of European Drosophila melanogaster Populations Reveals Longitudinal Structure, Continent-Wide Selection, and Previously Unknown DNA Viruses. Molecular Biology and Evolution, 37(9), 2661-2678.
Kapun, Martin; Barrón, Maite G.; Staubach, Fabian; Obbard, Darren J.; Wiberg, R. Axel W.; Vieira, Jorge; Goubert, Clément; Rota-Stabelli, Omar; Kankare, Maaria; Bogaerts-Márquez, María; Haudry, Annabelle; Waidele, Lena; Kozeretska, Iryna; Pasyukova, Elena G.; Loeschcke, Volker; Pascual, Marta; Vieira, Cristina P.; Serga, Svitlana; Montchamp-Moreau, Catherine ... & González, Josefa
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Drosophila Evolution over Space and Time (DEST): A New Population Genomics Resource. Molecular Biology and Evolution, 38(12), 5782-5805.
Kapun, Martin; Nunez, Joaquin C. B.; Bogaerts-Márquez, María; Murga-Moreno, Jesús; Paris, Margot; Outten, Joseph; Coronado-Zamora, Marta; Tern, Courtney; Rota-Stabelli, Omar; Guerreiro, Maria P. García; Casillas, Sònia; Orengo, Dorcas J.; Puerma, Eva; Kankare, Maaria; Ometto, Lino; Loeschcke, Volker; Onder, Banu S.; Abbott, Jessica K.; Schaeffer, Stephen W. ... & Bergland, Alan O.
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Horizontal gene transfer-mediated bacterial strain variation affects host fitness in Drosophila. BMC Biology, 19(1).
Wang, Yun; Baumdicker, Franz; Schweiger, Paul; Kuenzel, Sven & Staubach, Fabian
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The discovery, distribution, and diversity of DNA viruses associated withDrosophila melanogasterin Europe. Virus Evolution, 7(1).
Wallace, Megan A.; Coffman, Kelsey A.; Gilbert, Clément; Ravindran, Sanjana; Albery, Gregory F.; Abbott, Jessica; Argyridou, Eliza; Bellosta, Paola; Betancourt, Andrea J.; Colinet, Hervé; Eric, Katarina; Glaser-Schmitt, Amanda; Grath, Sonja; Jelic, Mihailo; Kankare, Maaria; Kozeretska, Iryna; Loeschcke, Volker; Montchamp-Moreau, Catherine; Ometto, Lino ... & Obbard, Darren J.
