Einführung

Arbeitsbeschreibung
Einzelzellige Eukaryonten, oft auch Protisten genannt, stellen die Mehrheit allen eukaryonten Lebens auf Erden. Diese ungeheure biologische Vielfalt ist jedoch weder ausreichend art-spezifisch beschrieben, noch gibt es genügend molekulare Daten. Etliche meiner Projekte sollen Licht in dieses Dunkel bringen. So zielen wir auf die Aufklärung von genomischen Eigenschaften in verschiedenen Algen, deren Regulationsgeschehen und auch darauf, welche evolutionären Erfindungen gemacht wurden. Speziell spielt hier die Frage nach der Evolution von Hauptgruppen und Adapatation eine wichtige Rolle.

Reale Daten sollten benutzt werden um die Theoriebildung zu biologischen Fragestellungen zu ermöglichen. Solche realen Daten werden am Besten mit Hilfe von Modellsystemen erzeugt, da hier dann auch Erkenntnisse anderer Arbeitsgruppen einfließen können. Für unsere Untersuchungen haben wir D. discoideum als Modellsystem gewählt. Nach der grundlegenden Genomanalyse wurde dies zu einer vergleichenden Genomanalyse über die gesamte Breite des evolutionären Astes der sozialen Amöben ausgeweitet. Diese Breite umfasst die Evolution von mindestens 600 Millionen Jahren also nahezu die gesamte Zeitspanne der Entwicklung der Tiere. Wir können nun unsere Daten in systembiologischen Ansätzen verwenden und dabei Randbedingungen für evolutionäre Entwicklungen untersuchen.

Die sozialen Amöben nutze ich um folgenden Fragen nachzugehen:

• Was sind die fundamentalen Grundbedingungen für die Regulation von Entwicklung und Differenzierung?
• Welchen Bahnlinien warden gefolgt, um ausgeklügelte Regulationsnetzwerke zu erstellen.
• Wie werden morphologische Unterschiede etabliert, erhalten, und verändert?

Meine Gruppe verwendet Techniken, die in der Genomik weite Anwendung finden wie z.B. Genom- und Transkriptomsequenzierung. Molekulare Manipulation von einzelnen Genen und anschliessende Analyse des Phänoptyps gehört ebenfalls ins Repertoir. Große Datenmengen müssen dann auch mit entsprechender Software zugänglich gemacht werden. Das erfordert im Einzelfall auch das Erstellen von Skripts.

Einige aktuelle Publikationen für weiteres Einlesen in das Thema:

1. Felder, M., A. Romualdi, A. Petzold, M. Platzer, J. Sühnel and G. Glöckner (2013): GenColors-based comparative genome databases for small eukaryotic genomes. Nucleic Acids Research 41, D692-D699
2. Glöckner, G. and A.A. Noegel (2013): Comparative genomics in the Amoebozoa clade. Biological Reviews 88, 215-225
3. Chang, G.S., A.A. Noegel, T.N. Mavrich, R. Muller, L. Tomsho, E. Ward, M. Felder, C. Jiang, L. Eichinger, G. Glöckner, S.C. Schuster and B.F. Pugh (2012): Unusual combinatorial involvement of poly-A/T tracts in organizing genes and chromatin in Dictyostelium. Genome Research 22 (6):1098-1106
4. Asghar, A., M. Groth, O. Siol, F. Gaube, C. Enzensperger, G. Glöckner and T. Winckler (2012): Developmental gene regulation by an ancient intercellular communication system in social amoebae. Protist, 163, 25-37
5. Heidel, A.J., H.M. Lawal, M. Felder, C. Schilde, N.R. Helps, B. Tunggal, F. Rivero, U. John, M. Schleicher, L. Eichinger, M. Platzer, A.A. Noegel, P. Schaap and G. Glöckner (2011): Phylogeny-wide analysis of social amoeba genomes highlights ancient origins for complex intercellular communication. Genome Research 21(11):1882-91