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Projekt
Globale Muster genomischer Innovationen, die der Evolution von Insekten zugrunde liegen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professor Dr. Erich Bornberg-Bauer; Dr. Barbara Feldmeyer
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503348080
Neue experimentelle und computative Techniken ermöglichen nun die Untersuchung genomischer Evolutionsgeschichte, und die Rekonstruktion der Entstehung neuer Merkmale aus einer integrativen, phylogenomischen Perspektive, die weit über die begrenzte Perspektive von Modellarten hinausgeht. GEvol wird es ermöglichen, durch den Zusammenschluss von Forschern aus komplementären Bereichen, einschließlich Genomik, Bioinformatik, evolutionärer Ökologie, molekularer Evolution, und Entwicklungsbiologie, die Mechanismen genomischer Innovationen, die neuen Merkmalen bei Insekten zugrunde liegen, zu entschlüsseln. Wir werden zum Beispiel die Entstehung und den Verlust von Sozialität oder Paarungssystemen, komplexe Kommunikationssysteme und Verteidigungsmechanismen, Innovationen in der Entwicklung und Morphologie, sowie Plastizität untersuchen. Viele Genomik und andere OMIC-Ressourcen sind jetzt in einer noch nie dagewesenen Breite verfügbar, so dass vergleichende evolutionäre Genomstudien möglich sind, um selbst Jahrmillionen zurückliegende Ereignisse zu beschreiben. Wir werden verschiedene quantitative OMICs-Ressourcen (z. B. Genomik, Transkriptomik und Epigenomik) einsetzen, um die Rolle von kodierenden und regulatorischen Veränderungen, Transposable Elements, Epigenetik, Genfamilienevolution und strukturelle genomische Veränderungen zu untersuchen. Kernprojekt 1 wird sich auf genomische Innovationen konzentrieren, d. h. auf die Expansion oder Kontraktion von Genfamilien, einschließlich der de novo-Entstehung neuer Gene, sowie die Prävalenz und Auswirkungen von Genverlusten. Wir werden untersuchen wie häufig neue Proteindomänen entstehen oder verloren gehen und deren Anordnung. Im Rahmen von Kooperationen werden wir neue Methoden zur automatisierten Integration von Daten aus Annotationspipelines entwickeln, um Selektionssignaturen über die gesamte Insektenphylogenie zu berechnen, und diese mit phänotypischen Innovationen und Änderungen in der Genregulation in Bezug zu setzen. Kernprojekt 2 wird die Entstehung und Auswirkungen epigenetischer Regulationsmechanismen untersuchen, die bemerkenswert vielfältig innerhalb der Insekten sind. In diesem Projekt gehen wir über die Untersuchung breiter DNA-Methylierungsmuster hinaus, und untersuchen das Zusammenspiel zwischen Methylierung, Histonacetylierung, offenem Chromatin und Genexpression über ein breites phylogenetisches Artenspektrum. Hier ist eine enge Zusammenarbeit mit mehreren Gruppen des SPP geplant, um die Datenerfassung und -analyse zu unterstützen, und vor allem weitere Einblicke in die Evolution von Histonmodifikationsenzymen und die Identifizierung von Transkriptionsfaktorbindungsstellen und Enhancern, und damit der Genregulation zu gewinnen. Neben ihrer eigenen Agenda werden beide Projekte auch mit anderen Gruppen in wissenschaftlichen Kooperationen sowie der akademischen Ausbildung und Lehre der vergleichenden evolutionären Genomik, Datenanalyse und Biocomputing zusammenarbeiten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
