Genetische und epigenetische Faktoren der Transposondynamik

Im nun bewilligten Projekt untersucht das österreichisch-französische Team die genetischen und epigenetischen Regulatoren aktiver Transposons DNA-Abschnitte, die ihre Position im Genom verändern können in der Modellpflanzenart Arabidopsis thaliana (auch als Ackerschmalwand bekannt). Obwohl diese transponierbaren Elemente (TEs) im eukaryotischen Genom zahlreich vorkommen, handelt es sich bei den meisten um sehr alte, inaktive Fossilien. Nur ein kleiner Teil dieser Elemente, das sogenannte Mobilom, ist noch in der Lage, sich im Genom zu bewegen. Diese aktiven TEs können die Genomstruktur verändern, die Genexpression stören oder modifizieren und neue genetische Varianten erzeugen, die die evolutionäre Anpassung beeinflussen können. Die Mechanismen, die bestimmen, wie sich diese mobilen TEs bewegen, vermehren und die Genom-evolution beeinflussen, sind bislang jedoch erst in Ansätzen verstanden. Durch die gebündelte Expertise in Populationsgenetik, Transposon-Biologie und Epigenetik wollen Magnus Nordborg und seine Kollegen jene Faktoren identifizieren, die der natürlichen Variation in der Stilllegung und Aktivität dieser TEs zugrunde liegen. Dazu setzen sie genomweite Assoziationsstudien (Genome-Wide Association Studies, GWAS) in Arabidopsis- Populationen ein. Nachdem diese Faktoren identifiziert wurden, wird das Team ihre Funktion experimentell überprüfen und untersuchen, wie das Einfügen von TEs an neue Stellen im Genom die Genexpression, die Genomstabilität und übergeordnete Muster genetischer Variation beeinflusst. Auf dieser Grundlage wollen die Forschenden ein umfassendes Modell entwickeln, wie mobile TEs die Evolution von Pflanzengenomen und deren Anpassung an Umweltveränderungen prägen.