GRK 3074:  Neue genetische Modellsysteme: Artübergreifender Vergleich der Funktion von entwicklungsbiologischen Genen und Gen-Netzwerken

• Fachliche Zuordnung: Zoologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532783712

Fast alles, was wir über die Funktion von Genen wissen, wurde in wenigen traditionellen Modell-Organismen erforscht. Seit Kurzem ist es möglich, Genfunktion auch in anderen Tieren zu untersuchen, so dass nun neue Prozesse und die Diversität von Genfunktion untersucht werden können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der Anwendung. Um diese neuen Möglichkeiten zu realisieren, müssen Wissenschaftler aber eine ungewöhnlich breite Kombination an Fähigkeiten mitbringen, die von Morphologie, Transkriptomik, reverse Genetik, Genomeditierung bis zu Zellbiologie und Bioinformatik reichen. Unser interdisziplinäres Team besteht aus Experten in diesen Bereichen und wir bearbeiten einen ganzen „Zoo“ an neuen Modell-Organismen, die einen großen Teil des Tierreichs abdecken, die Protostomier. In diesem Graduiertenkolleg wollen wir untersuchen, wie die Diversifizierung von genregulatorischen Netzwerken und Genfunktion zur Evolution der Vielfalt der Tiere beiträgt. Als Beispiel für graduelle Evolution untersuchen wir den anzestralen Prozess der Kopf-Entwicklung. Wir untersuchen, wie die erste Asymmetrie von Wnt Signalen entsteht, wie sich diese Signale dann dynamisch verändern und wie veränderte Wnt-Zielgene und deren Interaktionen die anterioren Gennetzwerke (aGRN) beeinflussen. Wir nutzen die Vielfalt unserer Modellsysteme für gemeinsame Experimente, die zu Daten führen, die bezüglich des gleichen Prozesses über Arten hinweg vergleichbar sind. Zudem entwickeln wir neue bioinformatische Werkzeuge zur Art-übergreifenden Analyse von Gennetzwerken und wenden sie auf unsere Datensets an. Zudem untersuchen wir, wie die Veränderung des aGRN dazu führten, dass evolutionäre neue Morphologien entstanden sind. Dazu verwenden wir als Beispiele Hörner auf den Köpfen von Käfern, die Entstehung anteriorer Regeneration bei Ringelwürmern und die Entstehung der Schalen von Schnecken. Neue Hypothesen werden wir dann in unserem Zoo an Modellorganismen testen.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften
• Sprecher: Professor Dr. Gregor Bucher
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Maria Teresa Aguado Molina, Ph.D.; Professor Dr. Tim Beißbarth; Professorin Dr. Anne-Christin Hauschild; Professor Dr. Daniel Jackson; Dr. Péter Lénárt; Dr. A. Marieke Oudelaar; Dr. Nico Posnien; Dr. Jochen Rink