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Evolution of dosage compensation at transcriptional and post-transcriptional levels in plants

Projektbeschreibung

Den komplexen Geheimnissen der Evolution von Pflanzen auf der Spur

Um die durch die Y- oder W-Chromosomendegeneration verursachten genetischen Ungleichgewichte zu beheben, zielt die Arbeit des Projekts PlantSexChrDComics, unterstützt innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen, darauf ab, die Evolution der Geschlechtschromosomen und die Dosiskompensation zu erforschen. Zwar ist chromosomweite Dosiskompensation bei bestimmten Tiergruppen nachgewiesen, doch sind ihre Verbreitung und Wirkmechanismen bei Pflanzen bislang weitgehend ungeklärt. Anhand der zweihäusigen Modellpflanzen Silene und Rumex werden Transkriptomik und Proteomik miteinander verknüpft, um eine erste systematische Evaluierung der posttranskriptionellen Pufferung bei Pflanzen zu ermöglichen. Durch Klassifizierung geschlechtsgebundener Gene anhand evolutionärer Schichten und synonymer Substitutionsraten wird das Projektteam das Tempo der Entstehung von Dosiskompensationen nachverfolgen. Zudem wird mittels Long-Read-Sequenzierung ermittelt, ob alternatives Spleißen zum regulatorischen Gleichgewicht beiträgt, woraus beispiellose Einblicke in die vielschichtige Dynamik der Evolution der Geschlechtschromosomen erwachsen.

Ziel

This project will address a key question in evolutionary biology: the evolution of sex chromosomes and the origin and regulation of dosage compensation (DC). Degeneration of non-recombining sex-specific chromosomes (e.g. Y in mammals, W in birds) causes gene loss and dosage imbalances between sexes. While some organisms with ancient sex chromosomes (e.g. Drosophila, mammals) evolved chromosome-wide DC, such systems are not universally observed in birds, reptiles, amphibians, fish, or plants. Emerging evidence in animals suggests that incomplete transcriptional DC may be buffered by post-transcriptional regulation, but whether this mechanism extends to plants remains entirely untested. To fill this gap, I will study two phylogenetically dioicous plants, Silene and Rumex, each with independently evolved sex chromosomes, using hermaphroditic outgroups as ancestral references. This will be the first study to integrate post-transcriptional regulation into the analysis of plant DC. For each species, I will generate three complementary omics: long-read, short-read transcriptomics and proteomics from the same individuals, tissues and developmental stages. I will test whether incomplete transcriptional DC is offset by post-transcriptional regulation. To trace the origin and tempo of DC, I will compare expression balance between sexes across evolutionary strata of varying ages, classifying sex-linked genes by synonymous substitution rates (dS) and functional categories. Long-read sequencing will further allow the first systematic test of whether alternative splicing (AS) contributes to DC in plants. Finally, integrating multi-omics from both vegetative and reproductive tissues of both sexes will enable a comprehensive view of tissue- and sex-specific regulatory dynamics. Overall, this project will provide unprecedented insights into the early stages of DC evolution and the interplay between transcriptional and post-transcriptional regulation in sex chromosome evolution.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Netto-EU-Beitrag
€ 276 187,92
Adresse
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich
Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten