Projektbeschreibung
Die Folgen der haploiden Selektion für die Evolution der Lebewesen
Geschlechtliche Fortpflanzung ist ein nahezu universelles Merkmal eukaryotischer Organismen. Die während der haploiden Gametenphase eines jeden sich geschlechtlich reproduzierenden Eukaryoten stattfindende Selektion kann weitreichende Konsequenzen für bedeutende biologische Prozesse haben. Studien verweisen auf starke Zusammenhänge zwischen dem Phänotyp der Spermien und der Fitness der Nachkommen sowie zwischen dem Phänotyp der Spermien und ihrem haploiden Genotyp. Das ERC-finanzierte Projekt SELECTHAPLOID wird sorgfältig konzipierte innovative experimentelle Methoden mit modernsten Einzelzell-Genom- und Transkriptom-Sequenzierungsverfahren kombinieren, um ganz neue Einblicke in jenen Prozess zu gewinnen, der das gesamte eukaryotische Leben prägt. Die Ergebnisse werden Aufschluss über die haploide Phase und die Mechanismen geben, welche die genetische Variation in den exprimierten Genen erhalten. Zudem wird erkundet, wie sich die haploide Selektion auf die Interaktion zwischen männlichen und weiblichen Gameten auswirkt.
Ziel
Selection occurring during the haploid gametic phase of any sexually reproducing eukaryote may have far-reaching consequences for major biological processes. Selection acting on a haploid genome results in efficient removal of deleterious alleles and rapid fixation of beneficial alleles, which in turn affect adaptation, genetic load and the evolution of recombination rates. Despite their potential importance, we know surprisingly little about the genetic processes occurring during the time window after meiosis until the fusion of male and female pronuclei. This is particularly true for haploid selection in the gametes of predominantly diploid animals. Male gametes (sperm) are produced in vast numbers but only few fertilise eggs and therefore offer a strong opportunity for selection. A prevailing view that such haploid selection is of minimal consequence in animals has been recently overturned by evidence from our lab, which revealed strong links between sperm phenotype and offspring fitness, as well as sperm phenotype and its haploid genotype. The genetic mechanisms underlying these observations are currently poorly understood. In this project, I will tackle three key questions arising from these recent findings: i) How strong are purifying and positive selection during the haploid phase? ii) What are the mechanisms maintaining genetic variation in genes expressed during the haploid phase? iii) How does haploid selection affect the interaction between male and female gametes? By combining carefully designed innovative experimental approaches with cutting-edge single-cell genome and transcriptome sequencing technologies, this project will provide entirely novel insights into the process that is shared by all eukaryotic life. Findings from this project will illuminate not only the fields of evolutionary biology and genetics but far beyond into the areas of animal breeding and human reproduction.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenGenetikVererbung
- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenGenetikGenom
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