Molekulare Regulation der komplementären Geschlechtsbestimmung bei der Argentinischen Ameise

• Antragstellerin: Dr. Qiaowei Pan
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570089330

Mechanismen der Geschlechtsbestimmung variieren stark zwischen Tierarten, doch die molekularen Grundlagen der primären Geschlechtsbestimmung sind bislang nur in wenigen Modellsystemen gut verstanden. Haplodiploidie – ein System, bei dem Weibchen diploid und Männchen haploid sind – hat sich mehrfach unabhängig entwickelt und tritt bei etwa 12 % aller Tierarten auf. Trotz ihrer Häufigkeit sind die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen weitgehend unerforscht. Bei den Hymenopteren (Ameisen, Bienen, Wespen und Pflanzenwespen) beruht die ursprüngliche Form der Haplodiploidie auf der komplementären Geschlechtsbestimmung (CSD). Dabei führt Heterozygotie an einem multiallelischen Lokus zur Ausbildung von Weibchen, während Homozygotie oder Hemizygotie zur Entwicklung von Männchen führt. Bislang wurde ein solcher Lokus ausschließlich bei der Honigbiene beschrieben. Kürzlich haben wir einen analogen Lokus bei der Argentinischen Ameise identifiziert, der sieben distinkte Allele umfasst. Weibliche Nachkommen entstehen, wenn zwei unterschiedliche Allele vorliegen, was zur Expression einer langen nicht-kodierenden RNA (lncRNA) führt, die wir ANTSR genannt haben. Ziel dieses Projekts ist es, die molekularen Mechanismen zu untersuchen, durch die Heterozygotie an diesem Lokus die Expression von ANTSR steigert, sowie die evolutionäre Dynamik des Lokus zu analysieren. Zunächst wird eine umfassende genomische Annotation der Region erstellt, um potenzielle regulatorische Elemente wie kleine RNAs zu identifizieren. Zudem soll untersucht werden, ob Heterozygotie über physikalische Interaktionen homologer Chromosomen – analog zu Transvektionsmechanismen – erkannt wird. Anschließend wird die evolutionäre Geschichte des Geschlechtslokus durch die Analyse von Allel-Diversität und Selektionssignaturen in nativen und invasiven Populationen der Argentinischen Ameise rekonstruiert. Die Aufklärung der molekularen Grundlagen der Geschlechtsbestimmung in einer haplodiploiden Art wird entscheidende Einblicke in die Evolution von Geschlechtsbestimmungssystemen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen