Adaptive Genexpression

Hitzestress bewirkt starke Unterschiede in Genexpression zwischen verschiedenen D. melanogaster Stämmen. Trotz dieser beeindruckenden Unterschiede ist nicht klar, welche Auswirkung diese Unterschiede in Genexpressionsintensität auf die Fitness der Fruchtfliege haben. In diesem Forschungsprojekt wird diese Frage mittels experimenteller Evolution untersucht. Rekombinante Genotypen von 2 Fliegenstämmen mit deutlich ausgeprägten Genexpressionsunterschieden bei 29C werden über 20 Generationen Hitzestress ausgesetzt. Vorteilhafte Genexpressionsmuster werden während der Evolution unter Hitzestress eine stärkere Ausprägung erfahren. Mittels Pool-Seq Analyse der evolvierten Populationen werden die Transkriptionsfaktoren identifiziert, die für das adaptive Genexpressionsmuster verantwortlich sind.

In diesem Projekt wurden die Allelfrequenzveränderungen in Drosophila melanogaster Populationen gemessen, die von 2 Gründerhaplotypen abstammen, und dann für 20 Generationen auf 29C kultiviert wurden. Es wurden extrem starke Allelfrequenzveränderungen über das ganze Genom hinweg beobachtet. Bemerkenswert war weiterhin, dass in 10 Replikaten, extrem ähnliche Allelfrequenzveränderungsmuster beobachtet wurden. Wenn die gleichen Ausgangsgenotypen bei 18C kultiviert wurden, zeigte sich fast das gleiche Allelfrequenzveränderungsmuster. Der Hauptunterschied zwischen den Temperaturen war, dass die Allelfrequenzveränderungen bei 29C im allgemeinen noch extremer waren als bei 18C. Die überraschend parallelen Allelfrequenzänderungen in Replikaten deuten darauf hin, dass dieses experimentelle Design dazu eingesetzt werden kann um die genetische Basis von komplexen Merkmalen zu untersuchen, wenn die Selektionsexperimente für mehr Generationen fortgesetzt werden. Vorläufige Daten aus dem Projekt unterstützen diese Hypothese.