Ein vergleichender Ansatz um die genomischen Faktoren zu entdecken, die zu natürlichen Anpassungen an eine zuckerreiche Nahrung in nektartrinkenden Vögeln beitragen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Hiller
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418083601

Übermäßige Konsumierung von Glukose- und Fruktosehaltigen Soft Drinks stellt einen wesentlichen Risikofaktor für Typ-2-Diabetes im Mensch dar. Während eine zuckerreiche Nahrung negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hat, gibt es mehrere langlebende Vogelarten, die vorwiegend Blütennektar zu sich nehmen und gut an diese zuckerreiche Nahrung angepasst sind. Dies wirft eine grundlegende Frage auf: Was sind die Gene, die für natürliche Anpassungen an eine zuckerreiche Nahrung bei diesen nektartrinkenden Vögeln verantwortlich sind?Um diese Frage zu beantworten, werden wir in diesem Projekt Genomsequenzierung und Assemblierung, vergleichende Genomanalyse und vergleichende Transkriptomik kombinieren. Dazu werden wir für strategisch-ausgewählte, unabhängige nektartrinkende Vögel und deren Schwesterarten, die keine Nektar-dominierte Ernährung haben, Transkriptom-Daten erstellen und Genome von hoher Qualität assemblieren. Anschließend werden wir die generierten Daten nutzen, um systematisch die Gene zu identifizieren, die bestimmte Mutationssignaturen speziell in den nektartrinkenden Vögeln zeigen. Diese Signaturen können mit Funktionsänderungen der Gene in Zusammenhang stehen, und damit für natürliche Anpassungen an eine zuckerreiche Nahrung wichtig sein. Hierzu sind vorhandene Methoden für vergleichende Genomanalyse, die von uns zuvor entwickelt wurden, von entscheidender Bedeutung. Zuletzt werden wir systematische Genomvergleiche zwischen allen drei ausgewählten, unabhängigen nektartrinkenden Vogellinien durchführen, um das Ausmaß der konvergenten, molekularen Evolution auf verschiedenen Hierarchieebenen zu charakterisieren. Im Gegensatz zu genomweiten Assoziationsstudien, die Mutationen finden, welche mit einem erhöhten Risiko für Typ-2-Diabetes im Mensch assoziiert sind, werden wir gut angepasste nektartrinkende Vögel untersuchen, um Gene zu finden, welche vor den negativen Auswirkungen einer zuckerreichen Nahrung schützen können. Solche Gene könnten unbekannte Risikofaktoren darstellen und neue Arzneimittelziele für metabolische Erkrankungen bereitstellen, was letztendlich relevant für die Krankheitsforschung sein könnte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen