Projektbeschreibung
Die genetischen Auswirkungen des Mondes auf Meeresorganismen
Der Mondzyklus spielt für die Reproduktion und die Lebenszyklen vieler Meeresorganismen eine zentrale Rolle, hierzu zählen Algen, Korallen, Würmer und Fische. Es ist nur wenig darüber bekannt, wie Organismen auf genetischer Ebene auf den Mondzyklus reagieren. Dieser Prozess wird als zirkumlunare Uhr bezeichnet. Projekt Mari.Time baut auf dem ersten Gen auf, das positiv als Bestandteil der zirkumlunaren Uhr ermittelt wurde. Dabei werden die Mechanismen der zirkumlunaren Uhren und deren Wechselwirkung mit anderen Rhythmen und der Umwelt untersucht. Unter Verwendung von zwei Modellarten werden die Forschenden untersuchen, wie sich das Mondlicht auf die Genregulation auswirkt und es werden Moleküle ermittelt, die an der zirkumlunaren Uhr beteiligt sind. Im Anschluss daran werden laborbasierte Ergebnisse in natürlichen Umgebungen überprüft.
Ziel
The correct timing of biological processes is crucial for organisms. The moon is an important timing cue for numerous marine species, ranging from brown and green algae to corals, worms and fishes. It acts either directly or via the synchronization of monthly (circalunar) inner clocks. Such lunar timing mechanisms typically control the gonadal maturation and behavioral changes associated with reproductive rhythms, including spectacular mass-spawning events. Despite their biological importance, the mechanisms underlying circalunar clocks, as well as their responses to naturalistic stimuli are unknown.
My lab has spearheaded research into the mechanisms underlying circalunar timing systems, establishing tools and resources for two well-suited, complementary animal models: Platynereis dumerilii and Clunio marinus. We unraveled first principles of the circalunar clock, e.g. its continuous function in the absence of oscillation of the daily (circadian) clock. Recent unpublished work revealed the first gene that functionally impacts on circalunar rhythms.
By capitalizing on these powerful tools and key findings, my lab is in a leading position to dissect the mechanisms of circalunar clocks and their interaction with other rhythms and the environment via three objectives:
(1) A reverse genetic approach to unravel how nocturnal light sets the phase of the monthly clock.
(2) A forward genetic screen to identify molecules involved in the circalunar clock, an experimental strategy that was the key to unravel the principles of animal circadian clocks.
(3) By growing animals in outside tanks and subjecting them to established analyses, we will test our lab-based results in more naturalistic conditions.
This project will substantially deepen our mechanistic insight into marine rhythms – ecologically important phenomena – and provide a first basis to predict how environmental changes might impact on timing systems of crucial importance to many marine species and likely beyond.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
1010 Wien
Österreich