Projektbeschreibung
Die Anpassung von Organismen im Fokus
Wie überleben Organismen Umweltveränderungen und passen sich an diese an? Populationen beruhen auf zwei Hauptprozessen: phänotypischer Plastizität, bei der ein Genotyp je nach Umwelt unterschiedliche Merkmale ausbilden kann, und evolutionärer Anpassung, bei der sich die Genetik mit der Zeit verändert. Das Wissen zu diesen Prozessen wurde zwar vertieft, aber die Details auf molekularer Ebene und die kombinierte Rolle bei der Anpassung sind weiterhin unbekannt. Dieses Wissen ist essenziell, um die Evolution und das Überleben von Arten bei Stress zu verstehen. Daher werden im EU-finanzierten Projekt Phenoevo Taufliegen untersucht. Das Team setzt sie unterschiedlichen Temperaturbedingungen aus und analysiert genetische, epigenetische und transkriptomische Veränderungen, um die Mechanismen der Anpassung zu erklären. Mit der Arbeit wird ein klareres Bild der Anpassung von Organismen an ihre Umwelt geliefert.
Ziel
Understanding the mechanisms that generate phenotypic variation and their impact on evolutionary processes is central in modern biology. When faced with adverse environmental conditions populations survive through two distinct processes: phenotypic plasticity (i.e. mechanism in which one genotype produces several different phenotypes depending on the environment) or evolutionary adaptation (i.e. pertinent allele frequency changes in population). While numerous studies have expanded our knowledge of evolutionary principles, the molecular basis and the relative contribution of these two processes to the adaptation is still unknown. Here I propose to tackle this key question by performing experimental evolution and exposing wild-caught D.melanogaster populations to four temperature selection regimes: constant cold temperature, constant hot temperature, fluctuating between hot and cold and optimal temperature as a control. To determine the genetic targets of selection behind the change in thermal tolerance I will perform pooled whole population sequencing of both ancestral and evolved populations. The alleles that increase in frequencies between the ancestral and evolved populations will be further validated to determine their effect on the thermal tolerance. To understand the contribution of phenotypic plasticity to the process of adaptation, I will transfer the evolved populations into a non-selective environment and determine the relative change in thermal tolerance that occurred upon the transfer. Furthermore, to unravel the gene regulatory changes associated with plastic response, I will perform ATAC-seq (chromatin accessibility assay) and RNA-seq (changes in gene expression) of evolved individuals before and after the transfer to the non-selective environment. The inclusion of epigenomic and transcriptomic analysis of the evolved populations will enable us to construct a more holistic picture of adaptation.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2023-TALENTS-02
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Portugal