Detailseite
Projekt
Die Regulation des eusozialen Genoms
Antragstellerinnen
Dr. Sonja Grath; Antonella Soro, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503229828
“Novelties come from previously unseen association of old material. To create is to recombine”. François Jacob (1977). Evolution and Tinkering. Science, 196:1161– 1166 Eusozialität ist eine wichtige evolutionäre Innovation, die sich unabhängig voneinander mehrfach bei Insekten entwickelt hat. Anhand einer Linie der halictiden Bienen (Hymenoptera: Halictini), in der Eusozialität einmal auftrat, weiterentwickelt wurde und anschließend wiederholt verloren ging, untersuchten wir im Vorgängerprojekt der Phase I von Gevol die Variation in der Genexpression und deren Regulierung, die mit dem Erwerb und dem anschließenden Verlust von Eusozialität verbunden ist. Die Ergebnisse dieses Vorgängerprojekts lieferten indirekte Evidenz für die Hypothese, dass der evolutionäre Ursprung der Eusozialität in der Entwicklungsplastizität von Verhaltensmerkmalen der Vorfahren (Arbeit und Fortpflanzung) begründet ist, von denen man annimmt, dass sie beim solitären Vorfahren gekoppelt und beim eusozialen Nachkommen entkoppelt sind. Unsere Daten deuten darauf hin, dass die verschiedenen sozialen Phänotypen, die das Kennzeichen eusozialer Systeme sind (Königinnen und Arbeiterinnen), aus evolutionären Veränderungen in der Art und Weise entstanden sein könnten, wie ursprüngliche Gene exprimiert werden, d. h. aus Veränderungen in den Genregulationsnetzwerken. In diesem Folgeprojekt stützen wir uns erneut auf die sozial variablen halictiden Bienen für einen artenübergreifenden Vergleich von ursprünglich solitären, eusozialen und abgeleiteten solitären Arten, um zu untersuchen, wie Verschiebungen in der Genexpression, die wir in Phase I beobachtet haben, reguliert werden, mit dem Ziel, zu verstehen, inwieweit der Ursprung der Eusozialität auf Veränderungen in den Regulationsmechanismen zurückzuführen ist. Wir beabsichtigen: i) regulatorische Elemente zu identifizieren, die als regulatorische Schalter der Genexpression durch die Integration von Deep-Learning-Ansätzen und Multi-omics-Daten (RNAseq, ATACseq, CUT&Tag, Emseq) fungieren; ii) zu untersuchen, wie sich diese regulatorischen Elemente entwickelt haben; und iii) zu untersuchen, inwieweit konservierte Gene, wie Entwicklungsgene und Gene, die an der Geschlechtsdifferenzierung beteiligt sind, für die Eusozialität vereinnahmt worden sind. Die von uns vorgeschlagene Studie wird zu einem besseren Verständnis der genetischen Ursprünge biologischer Neuerungen beitragen, von denen die Eusozialität eine der faszinierendsten ist.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Mitverantwortlich
Professor Dr. Robert Paxton
