Detecting selective sweeps along the Drosophila melanogaster X chromosome

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Stephan
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2002 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5376263

• Final Report Year: 2007

Final Report Abstract

Die Lebensbedingungen von Organismen können sich im Laufe der Evolution dramatisch ändern. Wie passen sich Pflanzen und Tiere solchen Umweltveränderungen an? Welche Gene lassen sich im Genom ausmachen, die eine solche Anpassung ermöglichen? Wir haben eine von uns entwickelte Methode benützt, um im Genom von Drosophila melanogaster Spuren positiver Selektionsereignisse zu finden, die zur Adaptation führen können. Dazu haben wir ca. 260 kurze Fragmente auf dem X-Chromosom von zwei Stichproben von Fruchtfliegen sequenziert, die einer anzestralen Population aus Afrika und einer abgeleiteten Population aus Europa entnommen wurden. Da letztere Population durch die postglaziale Ausbreitung von D. melanogaster in den letzten 10 000 Jahren erst entstanden ist, erwarteten wir, dass diese Population die meisten Selektionsereignisse im Genom aufweist. Dies konnte durch statistische Verfahren auch bestätigt werden. Ferner haben wir begonnen, die Signaturen der positiven Selektion genauer zu untersuchen. Diese sind vor allem durch eine Reduktion der genetischen Variabilität gekennzeichnet (sog. selective sweeps). In einem Fall konnten wir so das Target-Gen der Selektion bestimmen.

Publications

• (2003). Demography and natural selection have shaped genetic variation in Drosophila melanogaster: a multilocus approach. Genetics 165: 1269-1278
  Glinka, S., L. Ometto, S. Mousset, W. Stephan, and D. De Lorenzo
  
• (2004). Umweltgenen auf der Spur. Bioforum 6: 54-55
  Stephan, W. and D. De Lorenzo
  
• (2005). Genetic hitchhiking and linkage disequilibrium. In: Mathematical Population Genetics (E. Baake, W. J. Ewens, and A. Wakolbinger, eds.)s pp. 55-57, Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, Report No. 40/2005
  Stephan, W.
  
• (2005). Inferring the effects of demography and selection on Drosophila melanogaster populations from a chromosomewide scan of DNA variation. Mol. Biol. Evol. 22: 2119-2130
  Ometto, L., S. Glinka, D. De Lorenzo, and W. Stephan
  
• (2005). Insertion/deletion and nucleotide polymorphism data reveal constraints in Drosophila melanogaster introns and intergenic regions. Genetics 169: 1521-1527
  Ometto, L., W. Stephan, and D. De Lorenzo
  
• (2006). Contrasting patterns of sequence divergence and base composition between Drosophila introns and intergenic regions. Biology Letters 2: 604-607
  Ometto, L., D. De Lorenzo, and W. Stephan
  
• (2006). Evidence for a selective sweep in the wapl region of Drosophila melanogaster. Genetics 172: 265-274
  Beisswanger, S., W. Stephan, and D. De Lorenzo
  
• (2006). Evidence of gene conversion associated with a selective sweep in Drosophila melanogaster. Mol Biol. Evol. 23: 1869-1878
  Glinka, S., D. De Lorenzo, and W. Stephan
  
• (2007). The recent demographic and adaptive history of Drosophila melanogaster. Heredity 98: 65-68
  Stephan, W. and H. Li