KURZBESCHREIBUNG DES FORSCHUNGSPROJEKTES
Transposons sind eine spezielle Klasse parasitischer DNA Sequenzen, welche ihre Position im Genom des
Wirtsorganismus verändern und dadurch Mutationen induzieren können. Ihre Entdeckung in den 50er Jahren durch
Barbara McClintock im Genom von Mais revolutionierte die bisherige wissenschaftliche Vorstellung von der
Stabilität der genetischen Information. Seither wurden Transposons in allen untersuchten Organismen entdeckt und
stellen somit einen universellen Bestandteil der genetischen Information dar.
Transpositionsaktivität im Genom einer Art hat in erster Linie nachteilige Folgen. So ist z.B. ein Großteil der
Spontanmutationen bei der Taufliege Drosophila melanogaster auf Insertionen von Transposons in genetische
Funktionseinheiten (codierende Abschnitte, Regulationselemente) zurückzuführen. Als sekundäre Auswirkungen
genomischer Mobilität können durch Rekombinationsereignisse an nichthomolgen Insertionstellen strukturelle
Aberrationen der Chromosomen entstehen.
Neueste wissenschaftliche Arbeiten belegen, daß Transposons in Einzelfällen auch zu einem selektiven Vorteil für
den Wirt führen können. Zu dieser Kategorie zahlen z.B. Änderungen in der Regulation der Genexpression,
Bildung neuer Polyadenylierungssignale, Entstehung neuer Introns und neuer "hot spots" für Rekombination sowie
die Bildung neuartiger Gene. Auf diese Weise können Transposons oder deren Derivate funktionelle Aufgaben in
der Zelle übernehmen und damit als stabile Bestandteile in das Genom des Wirtes integriert werden.
Ein einzigartiges Modellsystem zur Erforschung funktioneller und evolutiver Einflüsse von Transposons auf das
Wirtsgenom bietet der P homologe Gencluster von Drosophila guanche. Grundelement dieses Clusters ist eine
funktionelle Einheit, die sich aus Derivaten dreier verschiedener Transposons zusammensetzt. Dieses Grundelement
ist in bis zu 50 Kopien vorhanden, welche untereinander differenziert sind und möglicherweise neue Aufgaben als
Regulationselemente gefunden haben. Die genaue Funktion sowie das räumliche und zeitliche Expressionsmuster
dieser Clustereinheiten soll im Rahmen des für das zweite Jahr vorgelegten Projektes in drei verschiedenen
Drosophila-Arten untersucht werden. Von den Ergebnissen werden grundlegende Erkenntnisse über die
Mechanismen der "molekularen Domestikation" erwartet, ein Vorgang, der die Umwandlung eines parasitischen
Transposons in ein adaptiv wertvolles Wirtsgen beschreibt.