FormiDablE - Funktion, Diversität and Evolution von Giftpeptiden formiciner Ameisen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Barbara Feldmeyer; Professor Dr. Timo H. J. Niedermeyer; Dr. Simon Tragust
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie und Physiologie der Tiere ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570426511

Giftige Tiere und die Gifte, die sie als biochemische Waffe zur Nahrungssuche und Verteidigung einsetzen, sind ein bemerkenswertes Beispiel für konvergente Evolution welches genutzt werden kann, um Prozesse adaptive Evolution mit Hilfe von vergleichenden Ansätzen zu untersuchen. Arten der Insektenordnung Hymenoptera, Wespen, Bienen und Ameisen, sind mit Giften ausgestattet, welches in den meisten Fällen Proteine und Peptide als Hauptwirkstoffe enthält. Vor mehr als 50 Jahren wurde eine Peptidfraktion in den stark sauren, Ameisensäure enthaltenden Giften von Ameisen der Unterfamilie Formicinae beschrieben. Während in neueren Arbeiten die Rolle der in den Giftsekreten enthaltenen Ameisensäure zur Kognition der Ameisen und ihrer Immunabwehr untersucht wurde, sind Identität, Funktion und evolutiver Ursprung dieser Peptide unbekannt geblieben. In Vorarbeiten konnten wir eine Reihe von Peptiden in Giften von Camponotus Ameisen beschreiben, die offenbar nur in der Unterfamilie der Formicinae vorkommen. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, 1) Peptide in den Giften von weiteren Ameisen der Unterfamilie Formicinae zu untersuchen, um neue Peptide und ihre Gene zu entdecken, 2) die Vielfalt und Evolution dieser neuen Giftpeptid-Genfamilien in allen verfügbaren Genomen von Formicinae, einschließlich der Genome von Myrmicinae und anderen Hymenopteren, umfassend zu untersuchen und 3) ihre Aktivität in funktionalen Bioassays zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir organismische, vergleichende genomische und transkriptomische sowie analytisch-chemische Kenntnisse und Methoden in diesem interdisziplinären Projekt kombinieren. Diese Studie wird daher einen bisher noch nie dagewesenen Einblick in die Gifte und evolutionär neuartigen Giftpeptide von Ameisen aus der Unterfamilie der Formicinae geben und zum wachsenden Wissen über die molekularen Mechanismen beitragen, die der Entstehung, Evolution, Regulation und Funktion verschiedener tierischer Giftsysteme zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2349: Die Genomischen Grundlagen Evolutionärer Innovationen (GEvol)