Projektbeschreibung
Innovative Forschung soll adaptive Variation näher beleuchten
„Springende Gene“ bzw. Transposonen, sind DNA-Sequenzen, die ihre Position im Genom verändern können. Ursprünglich entdeckt wurden sie in den 1940er-Jahren. Heute wissen wir, dass sie in fast allen Organismen vorkommen und rund 50 % des menschlichen Genoms ausmachen. Welche Funktion die Transposonen haben, hängt zum Großteil davon ab, wo sie nach einem „Sprung“ landen. Sie spielen eine wichtige Rolle für die genetische Diversität und potenzielle Anpassung als Antwort auf Veränderungen in der Umwelt. Die Untersuchung des natürlichen Springens ist jedoch schwierig. Das EU-finanzierte Projekt GENTE_Pop widmet sich der Macht der Zahlen. Die Evaluation großer Populationen aus experimentellen und wilden Pflanzen soll die Analyse der Bewegungen springender Gene ermöglichen und damit ihrer möglichen Ursache (Umweltbelastungen) und Wirkung (vererbbare Veränderungen, die zu einer adaptiven Variation führen) auf den Grund gehen.
Ziel
Transposable elements (TEs) are powerful engines of genome evolution, as illustrated by their implication in the rewiring of regulatory networks and the creation of new cellular functions. Short-term consequences of TE mobilization can also be particularly dramatic given that TE insertions are a unique source of large effect mutations. However, there is a lack of knowledge about the contribution of ongoing transposition to within-species variation. This situation stems in large part from the repetitive nature of TEs, which complicates their analysis. Moreover, TE mobilization is typically rare and therefore new TE insertions tend to be missed in small-scale population studies. Hence, a major challenge in genomics is to determine the conditions leading to transposition in nature and the range of effects it generates. While most TE insertions are likely to be deleterious or neutral, it is widely proposed that because TE activity can be sensitive to the environment, transposition may in fact act as a major adaptive response of the genome to environmental changes.
Here, using large experimental and wild populations of the plant A. thaliana, I propose to leverage innovative genomic, molecular genetics and eco-evolutionary approaches to determine the Genetic x Environmental (GxE) map of heritable transposition and its contribution to the creation of adaptive variation.
Aim 1 is to identify the genetic and environmental factors that underpin TE mobilization by quantifying newly generated heritable insertions in thousands of genetically diverse individuals subjected to a range of environmental stressors. Aim 2 is to determine the fitness effects of these heritable TE insertions using multigenerational competition experiments and highly complex environments.
This project will greatly increase our understanding of the nature of the genetic variation TEs contribute to and our ability to predict the impact of ongoing transposition, notably in the context of climate change.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich