FOR 2281 TP01: Vergleichende evolutionäre Analysen der molekularen Grundlagen der Umkehr des Fruchtbarkeits/Langlebigkeits Zielkonfliktes in sozialen Insekten mittels genomischer und RNAseq Daten

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Ein Kennzeichen von Altern ist der Zusammenhang (trade-off) zwischen Fruchtbarkeit und Langlebigkeit. Einige wenige Arten zeigen eine Umkehr dieses trade-offs. Insbesondere bei einigen sozialen Insekten wie Ameisen, Bienen und Termiten differenzieren Individuen mit identischer genomischer Ausstattung phänotypisch in Kasten mit kontrastierenden life history traits, und zwar in langlebige reproduktive Königinnen (Könige) und kurzlebige sterile Arbeiter(innen). Projekte dieser Forschergruppe untersuchen die molekularen und genetischen Grundlagen dieser Umkehr durch Vergleich von unterschiedlich alten Individuen von sozialen und nicht-sozialen Arten mittels gemeinsamer experimenteller Manipulation von Variablen, die Langlebigkeit und Fruchtbarkeit beeinflussen. Wir verfolgen zwei Projektziele: Erstens, wollen wir die experimentellen Gruppen bei der Analyse der NAseq Daten unterstützen, die diese für mehrere hundert Individuen unter unterschiedlichen Bedingungen und Manipulationen generieren. Unsere Gruppe stellt maßgeschneiderte Programme, um die Expressionsdaten zu verarbeiten und auszuwerten, technische Infrastruktur, Training von beteiligten Forschern zur Verfügung und kooperiert mit dem Zentralprojekt (Gruppe Korb) in der vergleichenden Analyse und Datenauswertung. Zweites Ziel ist es, durch vergleichende Genomanalysen, RNAseq Datenanalysen sowie Auswertung von Ergebnissen aus den einzelnen Projekten, Schlüsse über Gemeinsamkeiten, mögliche gemeinsame evolutionäre Wurzeln und divergente Entwicklungen des molekularen Arsenals des Alterns zu ziehen. Hierzu zählen insbesondere die bisher als beteiligt bekannten Gene des insulin/insulin-like growth factorund TOR- Signalwegs sowie des Juvenilhormon-Synthesepfads. Insbesondere wollen wir Signale von Adaptation in der Evolutionsgeschichte der beteiligten Moleküle lokalisieren, wie z.B. adaptive Signale auf der Sequenzebene, modulare Umordnungen von Genen sowie die Vervielfältigung oder der Verlust von Genfragmenten. Des Weiteren wir regulatorische Änderungen wie die differentielle Expression, die Änderung von cis-regulatorischen Elementen sowie die Änderung von Methylierungsmustern untersuchen. Außerdem werden wir aufgrund dieser evolutionären Muster auch weitere Protein- und RNA-codierende Gene untersuchen, die entweder noch nicht spezifisch für den Alterungsprozess identifiziert wurden oder die auf die Entstehung neuer Gene oder Genfragmente in einzelnen Linien schließen lassen. Alle resultierenden Daten werden den anderen Gruppen und dann der Wissenschaftsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Zudem dienen sie auch anderen Projekten wie dem Modellierungsprojekt (Gruppe Pen) und sollen helfen, Hypothesen für die 2. geplante Förderperiode zu formulieren.