Vergleichende Analyse der Regenerationsfähigkeiten verschiedener Planarienarten.

• Antragsteller: Dr. Jochen Rink
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418095581

Planarien sind bekannt für ihre regenerativen Fähigkeiten, aber auch in dieser Tiergruppe gibt es regenerationsdefiziente Arten. Vergleiche zwischen regenerierenden und nicht-regenerierenden Planarienarten bieten daher eine Gelegenheit, die molekularen und evolutionären Grundlagen der Regeneration zu erforschen. Zu diesem Zwecke hat unser Labor eine bisher einzigartige Lebend-Sammlung von >70 Planarienarten aufgebaut, die das gesamte Spektrum der Regenerationsfähigkeiten abdeckt und der molekularbiologischen Analyse zugänglich macht. Zusätzlich ist es uns kürzlich gelungen, die erste qualitativ hochwertige Genomsequenz einer Planarienart zu generieren. Als Teil unserer vergleichenden Analyse der Regeneration in Planarien konzentriert sich dieses Projekt auf die Gattung "Polycelis". Die vergleichsweise geringen evolutionären Abstände zwischen den gut regenerierenden Arten P. felina und P. nigra und der regenerationsdefizienten Art P. tenuis sind ideal für einen vergleichenden Ansatz. Konkret werden wir hochwertige Genom-Sequenzen der drei Polycelis Arten und der basalen Meeres-Planarie B. candida erstellen. Zusätzlich werden wir detaillierte RNAseq- und ATACseq-Zeitreihen in den 4 Arten erstellen, um die Genexpressionsdynamik der 4 Genome in Bezug auf verschiedene Wunden zu dokumentieren. Die Integration dieser Daten, in Verbindung mit unserem immer detaillierteren Verständnis der Regenerationsmechanismen in der Modellart S.mediterranea, wird es uns erlauben, den genetischen Kern der Regeneration in Planarien zu definieren. Der Vergleich mit der Art P. tenuis wird die spezifischen Gen-regulatorischen Veränderung aufzeigen, welche dem Regenerationsdefekt dieser Art zugrunde liegen. Als letztendliches Ergebnis erhoffen wir uns die Identifikation der regulatorischen Regionen, welche letztendlich für den Regenerationsdefekt in P. tenuis verantwortlich sind. Unsere Analyse wird sich strategisch auf den Wnt- Signalübertragungsweg fokussieren, da bisher unveröffentlichte Ergebnisse unserer Gruppe Veränderungen in diesem Signalübertragungsweg als Grund der Regenerationsdefizite in P. tenuis identifiziert haben. Insgesamt werden diese Experimente eine erste genomische Perspektive von Regeneration und Regenerationsdefekten in Planarien erbringen und somit mechanistische Einsichten in die große Frage, warum manche Tiere regenerieren können, andere aber nicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen