Inhaltspezifische Aktionen

Microarray, Super-SAGE & RNA-seq

Während ein Fokus der Forschung auf der paarungsinduzierten Entwicklung der weiblichen Reproduktionsorgane sowie beteiligter Gene und Signalprozesse lag, wurde der Einfluss der Paarung auf das Männchen bisher vernachlässigt. Obwohl die Morphologie des männlichen Wurms vom Paarungskontakt unbeeinflusst scheint, offenbarten aktuelle Transkriptom-Studien einen bedeutenden Einfluss der Paarung auf Ebene der Genregulation, einschließlich der Gonaden1-5

Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung paarungsabhängig regulierter Gene in Weibchen und Männchen. Hierbei liegt ein Schwerpunkt auf der Identifizierung sogenannter Kompetenzfaktoren des Männchens. Damit sind Gene gemeint, deren Expression für eine Induktion von Paarungs- und Reifungsprozessen im Weibchen essentiell sind.    

 

SH Micr_SupSage_jpg.jpg
Vergleichende Analysen von RNA aus paarungserfahrenen und paarungsunerfahrenen Würmern führten zur Identifikation paarungsabhängig transkribierter Gene in S. mansoni-Männchen. Insgesamt wurden durch Techniken wie SuperSAGE und Microarray Transkripte von 6326 Genen nachgewiesen (A, Schnittmenge), von denen nach statistischer Analyse beider Methoden 29 als signifikant und differentiell transkribiert definiert werden konnten (B, mittlere, dunkel-orange Schnittmenge)2.

 

Überblick zu den RNAseq Daten aus der Analyse gepaarter und ungepaarter S.mansoni sowie deren Gonaden4. (a)Multidimesional scaling (Replikate sind im gleichem Farbton wiedergegeben; siehe (c) (b) Sample distance matrix; die Proben haben die gleichen Farbcode wie in (a,c). (c) Hierarchical clustering auf RPKM-Werten basierend. Horizontale Linien repräsentieren  einzelne Gene. Gelbtöne zeigen erhöte Transkriptmengen an, Blautöne niedrige. bM, gepaarte Männchen(in a,b: dunkelblau); sM, ungepaarte Männchen (in a,b: dunkleblau); bT,Testes aus bM (in a,b: hellblau); sT, testes aus sM(in a,b hellblau) bF, gepaarte Weibchen (in a,b:rot);sF,ungepaarte Weibchen( in a,b:rosa); bO, Ovare aus bF (in a,b:gelb);sO, Ovare aus sF (in a,b:okker)


SH qPCRs_jpg.jpg

Verifizierung der paarungsabhängigen Transkription von Genen mittels qRT-PCR (graue Balken entsprechen biologischen Replikaten, der Mittelwert ist schwarz dargestellt). Die Unterschiede in den Transkriptraten zwischen paarungserfahrenen und ‑unerfahrenen Männchen ist als log2ratio angegeben. Farbige Balken entsprechen den Ergebnissen der vormaligen Transkritpom-Analysen2,4. Positive Werte bedeuten eine erhöhte Transkription des jeweiligen Gens in S. mansoni-Männchen nach Paarungskontakt. Gene, deren Transkription in paarungserfahrenen Männchen reduziert ist (und damit in paarungsunerfahrenen Männchen erhöht), zeigen hingegen negative

Werte. 

 

 

1Beckmann S, Quack T, Burmeister C, Buro C, Long T, Dissous C, Grevelding CG (2010). Schistosoma mansoni: Signal transduction processes during the development of the reproductive organs. Parasitology 137(3):497-20.

 

2Leutner S, Oliveira KC, Rotter B,  Beckmann S, Buro C, Hahnel S, Kitajima JP, Verjovski-Almeida S, Winter P, Grevelding CG (2013). Combinatory microarray and SuperSAGE analyses identify pairing-dependently transcribed genes in Schistosoma mansoni males, including follistatin. PLoS Negl Trop Dis. 7:e2532.

 

3Hahnel S, Quack T, Parker-Manuel SJ, Lu Z, Vanderstraete M, Morel M, Dissous C, Cailliau K, Grevelding CG (2014). Gonad RNA-specific qRT-PCR analyses identify genes with potential functions in schistosome reproduction such as SmFz1 and SmFGFRs. Front Genet. 5:170.

 

4Lu Z, Sessler F, Holroyd N, Hahnel S, Quack T, Berriman M, Grevelding CG (2016). Tissue-specific and pairing-dependent gene expression in the gonads of the blood fluke Schistosoma mansoni. Sci Rep. 6:31150.

 

5Lu, Z., Spänig, S., Weth, O., Grevelding, CG. (2019). Males, the Wrongly Neglected Partners of the Biologically Unprecedented Male-Female Interaction of Schistosomes. Front Genet. 10:796.