Evolutionary analysis of targets of Ultrabithorax

Das Gen Ultrabithorax (Ubx) ist von großer Bedeutung für die Evolution von Arthropoden (Gliederfüsser, zu denen auch Insekten zählen). Dieses Gen gehört zu den "homöotischen" Genen welche die Identität verschiedener Körperregionen festlegen und im gesamten Tierreich in ähnlicher Form zu finden sind. Ubx ist ein Transkriptionsfaktor der die Expression vieler anderer Gene steuert. Es ist weitgehend unbekannt wieviele Gene Ubx auf welche Art und Weise reguliert. Diese "nachgeschalteten" Gene von Ubx und anderer "master genes" wiederum sind vermutlich wichtige Punkte in der Evolution zwischen zwei Arten. In diesem Projekt soll die Evolution von Genen, die von Ubx kontrolliert werden, zwischen zwei Arten erforscht werden. Ermöglicht wird das durch die Verfügbarkeit der gesamten genomischen Sequenz zweier nah verwandter Arten: Drosophila melanogaster und Drosophila pseudoobscura. Diese Arten gehören zur Gruppe der Fruchtfliegen. Fragen die in dieser Studie bearbeitet werden sollen sind: Wieviele Gene werden unterschiedlich reguliert? Welche Art von Genen wird unterschiedlich reguliert? Welche Gene sind direkte Ziele von Ubx und welche werden indirekt, über vermittelnde Genprodukte, angesteuert? Hat sich Ubx oder die Zielgene selbst verändert oder erfolgte die Evolution zwischen den Arten durch Veränderung regulatorischer Sequenzen, die vor den Zielgenen liegen? Um die Genexpression der Zielgene von Ubx zu bestimmen werden "microarrays" verwendet mit welchen man die Genexpression tausender Gene gleichzeitig analysieren kann. In beiden Arten werden Unterschiede in der Genexpression zwischen "normalen" Fliegenembryos (Wildtyp) und Mutanten (in denen Ubx nicht funktioniert) bestimmt. Direkte Ziele von Ubx werden mit einer neu entwickelten Methode bestimmt mit der man Protein-DNA Interaktionen im gesamten Genom kartieren kann. Regulatorische Sequenzen rund um die Zielgene werden durch Computeranalyse und experimentell bestimmt und auf ihre Wirkung getestet.