Entschlüsselung der funktionalen Basis der Aufhebung des Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs in einer Termite

• Antragstellerin: Professorin Dr. Judith Korb
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261675780

Eine Aufhebung des Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs evolvierte mehrfach unabhängig mit Sozialität. Dies unterstützt die Hypothese, dass Sozialität, Fekundität und Lebensspanne sich wechselseitig während der Evolution beeinflussen. Unsere molekularen Ergebnisse aus der ersten Förderphase unterstreichen konvergente Evolution auf der molekularen Ebene. Für alle untersuchten Arten konnten wir Kasten-spezifische, altersabhängige Änderungen in einem Netzwerk feststellen, welches die TOR (target of rapamycin) / IIS (insulin/insulin growth factor 1 signalling) – Juvenilhormon (JH) Achse umfasst, die Signalwege reguliert, die Lebenspanne und Fekundität beeinflussen (das TI-J-LiFe Netzwerk für TOR/IIS-JH-Lifespan Fecundity). Details scheinen sich aber zwischen Arten zu unterscheiden. Zusätzlich fanden wir bei Termiten ein starkes Signal alters-abhängiger Aktivität von Transposablen Elementen (TE), die wir bei den sozialen Hymenopteren nicht entdeckten. Für diese ‚springenden Gene‘ wird seit langem eine Rolle beim Altern von Tieren diskutiert und kürzlich gelang es eine kausale Verbindung aufzuzeigen. Während der zweiten Förderphase möchten wir, die von uns identifizierten Mechanismen, detaillierter untersuchen, in dem wir in einer Termite funktionelle Experimente durchführen, die helfen werden die Signalwege und Netzwerke zu erschließen, die Altern und der Aufhebung des Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs zugrunde liegen. Mit Termiten studieren wir die ältesten sozialen Insekten und die größte Linie die Eusozialität außerhalb der sozialen Hymenopteren evolvierte. Wir haben drei Kernziele:Gemeinsam mit allen Projekten des Focus B ‘Regulatoren’ möchten wir in Ziel 1 die Rolle der Proteinverfügbarkeit für die Fekundität der Königin untersuchen. Damit fokussieren wir auf den TOR-Part des TI-J-LiFe Netzwerks. Wir werden die Hypothese testen, dass zusätzliches Protein die Fekundität der Königin erhöht. Indem wir Nahrungs-Ergänzungsexperimente durchführen, analysieren wir wie die Langlebigkeit der Königin und der Arbeiter durch zusätzliches Protein beeinflusst wird.Basierend auf Ergebnissen aus der ersten Phase möchten wir in Ziel 2 die Hypothese testen, dass eine Änderung in der Regulation von FOXO durch Akt bei Königinnen ein Hochregulieren des IIS Signalwegs ermöglicht, ohne negative Konsequenzen für FOXO und die nachgeschalteten Signalwege. Hier konzentrieren wir uns auf den IIS-JH-Vitellogenin Teil der TI-J-LiFe Netzwerks.Mit Ziel 3 möchten wir die Hypothese testen, dass TE-Aktivität und Kasten-spezifische TE-Stilllegungsmechanismen dazu beitragen, die Unterschiede in der Langlebigkeit zwischen Königinnen und Arbeitern und die Aufhebung des Fekunditäts/Langlebigkeits trade-offs zu erklären.Unsere Untersuchungen werden dazu beitragen, Einblicke in die molekularen Mechanismen zu liefern, die Altern und dem Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-off zugrunde liegen. Damit helfen wir molekulare Zwänge und Idiosynkrasien aufzuzeigen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2281: Sociality and the reversal of the fecundity-longevity trade-off
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartner: Professor Dr. Thomas Flatt