Die Rolle eines transkriptionellen Silencers beim Verlust eines morphologischen Merkmals

• Antragsteller: Professor Dr. Nicolas Gompel
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491842640

Morphologische Vielfalt und die Variation der zugrundeliegenden Merkmale resultieren zu einem großen Teil aus Veränderungen in der Regulation von Entwicklungsgenen. Insbesondere die Variation in den regulatorischen Sequenzen, sogenannte transkriptionelle Enhancer, dieser Gene führt zu evolutionären Veränderungen in der Genexpression. Die evolutionäre Literatur erklärt diese Variation von Enhancer-Aktivitäten vornehmlich durch die Veränderung von Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren. Eine neue Hypothese besagt dagegen, dass die Zugänglichkeit von Enhancer-Sequenzen, die durch den Grad der Chromatinkompaktion bestimmt wird, ebenfalls die Variation von Enhancer-Aktivitäten erklären könnte. Die regulatorische Ebene der Chromatin-Zugänglichkeit wurde jedoch bisher nicht unter diesem evolutionären Gesichtspunkt untersucht. Das vorliegende Projekt versucht, diese Lücke zu schließen, indem es die Rolle der Chromatin-Zugänglichkeit bei der Evolution eines diskreten morphologischen Merkmals, eines Pigmentflecks an der Flügelspitze bei Fliegen (Drosophila), untersucht. Unsere neuesten Daten deuten daraufhin, dass Veränderungen in der Zugänglichkeit der Enhancer des Pigmentierungsgens yellow den Unterschied zwischen einer gefleckten und einer ungefleckten Fliegenart maßgeblich erklären könnte. Durch die Kombination von Reporter-Assays in transgenen Drosophila und genomischem Profiling (ATAC-seq, ChiP-seq) dieser Regionen wollen wir entschlüsseln, durch welche molekularen Mechanismen Veränderungen der Chromatin-Zugänglichkeit die Expression eines Gens während eines evolutionären Übergangs moduliert haben könnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen