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Evolutionary genomics of royalty in Messor hybridogenetic ants

Descrizione del progetto

Rivelare il meccanismo dietro alle inusuali forme di riproduzione degli insetti

La condizione regale negli insetti sociali è generalmente determinata dal loro ambiente, piuttosto che dalla genetica. Un’eccezione alla regola è l’ibridogenesi sociale, che si manifesta, ad esempio, quando due formiche di stirpe reale possono solo produrre regine, mentre per generare formiche operaie dovrebbero accoppiarsi con un membro esterno a quel lignaggio. Sebbene si tratti di un metodo riproduttivo comune, il meccanismo sottostante rimane un mistero. Il progetto RoyalMess, finanziato dall’UE, intende spiegare questo fenomeno studiando la prevalenza di tale sistema riproduttivo e la storia dei lignaggi reali, nonché identificando i geni che determinano la casta. Lo studio potrebbe rivelare il funzionamento di questo metodo di riproduzione diffuso e in che modo tale divisione genetica netta può diventare parte integrante della nostra genetica.

Obiettivo

Royalty in social insects is typically environmentally acquired rather than genetically determined. However, this is not the case in an exceptional reproductive system, known as social hybridogenesis. Here, two distinct royal lineages of ants can only produce queens by their own while they need to hybridize to produce workers. Eggs with a pure royal genome are thus genetically fated to become queens while hybrid genomes are fated to become workers. Convergent evolution toward such a baroque reproductive strategy appears common in harvester ant species (four times in Pogonomyrmex and Messor genera), but its origin is still completely mysterious. In this project, I plan to unravel the evolution of this unique system via cutting-edge genomic and molecular approaches.
1. Prevalence of social hybridogenesis: I will use genome-wide sequence data to identify novel occurrences of social hybridogenesis across ~500 ant species, in search for potential ecological determinants (e.g. climate or diet) that could favour evolution towards genetic caste determination.

2. History of royal lineages: I will use population genomics in three pairs of Messor royal lineages to trace back their evolutionary origin. For this, I will develop a novel ABC method to map introgressions and selective sweeps along royal lineage genomes to detect past hybridization events or fixation of potentially selfish caste-biasing alleles.

3. Identifying caste-determining genes: I will use comparative transcriptomics in early ant embryos to identify genes differentially expressed between castes before developmental divergence. Candidate genes will be experimentally validated via i) controlled matings between pure-lineage queens and lab-produced recombinant males and ii) genome editing via the CRISPR-Cas9 technology.

If successful, this project will enable the first genetic manipulation of ant royalty, deciphering how such an iconic example of phenotypic plasticity can become genetically hardwired.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 500 000,00
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)

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