GönomiX - DFG

GönomiX: Neue genetische Modellsysteme: Artübergreifender Vergleich der Funktion von entwicklungsbiologischen Genen und Gen-Netzwerken

Förderung durch:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Graduiertenkolleg 3074 - Projektnummer 532783712

Förderzeitraum:

2026 - 2031 (5 Jahre)

Beschreibung:

Fast alles, was wir über die Funktion von Genen wissen, wurde in wenigen traditionellen Modell-Organismen erforscht. Seit Kurzem ist es nun möglich, Genfunktion auch in anderen Tieren zu untersuchen – was es erlaubt, neue biologische Prozesse und die Diversität von Genfunktionen systematisch zu erforschen.

Diese Entwicklung eröffnet neue Möglichkeiten sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der Anwendung. Um diese Potenziale_realisieren zu können, müssen Wissenschaftler jedoch eine ungewöhnlich breite Kombination an Fähigkeiten mitbringen – von Morphologie und Transkriptomik über reverse Genetik und Genomeditierung bis hin zu Zellbiologie und Bioinformatik.

Unser interdisziplinäres Team besteht aus Expert:innen in allen diesen Bereichen. Wir bearbeiten einen ganzen „Zoo“ an neuen Modell-Organismen, die einen großen Teil der Protostomier abdecken – einem der Hauptäste des Tierreichs.

In diesem Graduiertenkolleg untersuchen wir, wie die Diversifizierung von genregulatorischen Netzwerken und Genfunktion zur Evolution der morphologischen Vielfalt der Tiere beigetragen hat.

Als Beispiel für graduelle Evolution analysieren wir den ancestralen Prozess der Kopf-Entwicklung: Wie entsteht die erste Asymmetrie durch Wnt-Signale? Wie verändern sich diese Signale dynamisch im Laufe der Entwicklung? Und wie beeinflussen veränderte Wnt-Zielgene sowie deren Interaktionen die anterioren Gennetzwerke (aGRN)?

Wir nutzen die Vielfalt unserer Modellsysteme, um gemeinsame Experimente durchzuführen – mit dem Ziel, vergleichbare Datensätze zu generieren, die denselben Prozess über verschiedene Arten hinweg abdecken.

Dazu entwickeln wir neue bioinformatische Werkzeuge zur artübergreifenden Analyse von Gennetzwerken und wenden sie auf unsere erzeugten Datensätze an.

Darüber hinaus untersuchen wir, wie Veränderungen im aGRN zur Entstehung evolutionär neuer Morphologien geführt haben. Als konkrete Beispiele analysieren wir:
die Entstehung von Hörnern auf den Köpfen von Käfern,
die Fähigkeit zur anterioren Regeneration bei Ringelwürmern, sowie
die Bildung von Schalen bei Schnecken.

Neue Hypothesen werden wir anschließend in unserem „Zoo“ an Modellorganismen testen – kontextuell, funktionell und systematisch across species hinweg.