Origin and adaptive significance of genetic divergence at MHC class IIB genes in the three-spined stickleback

• Applicant: Professor Thorsten Reusch, Ph.D.
• Subject Area: Evolutionary Cell and Developmental Biology (Zoology)
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5381832

Gene des Hauptgewebekompatibilitätskomplexes (MHC= major histocompatibility complex) sind ein Schlüsselelement der Pathogen-Erkennung bei Wirbeltieren und gehören mit über 100 Varianten (Allelen) an einem Genort zu den polymorphsten Genen überhaupt. Dieses Projekt soll den Ursprung und die adaptive Bedeutung der in natürlichen Populationen vorhandenen Diversität von MHC Klasse IIB-Genen am Beispiel des dreistachligen Stichlings untersuchen. Anhand junger (weniger als 15.000 Jahre), postglazialer Süßwasserbestände in Norddeutschland, die von ihren marinen Ursprungspopulationen genetisch bereits stark divergieren, möchte ich klären, ob im Zuge einer adaptiven Radiation schnelle evolutive Veränderungen von MHC-Allelen stattgefunden haben. Ich möchte außerdem untersuchen, ob die MHC-Differenzierung insbesondere zwischen verschiedenen Stichlings-Ökotypen im Süßwasser adaptiv ist. Dazu sollen Stichlinge des See- und Bachökotyps reziprok dem jeweilig anderen Habitattyp ausgesetzt werden. In Kreuzungslinien werden über zwei Generationen die genetischen Hintergründe zwischen Ökotypen randomisiert, während gleichzeitig die habitat-typischen MHC-Genotypen rekonstruiert werden. So kann die Rolle des MHC für die Resistenz gegenüber einer habitat-spezifischen Parasitenfauna eingegrenzt werden. Dies wäre ein erster experimenteller Nachweis für die adaptive Bedeutung von MHC-korrelierter genetischer Struktur in natürlichen Populationen im Freiland. Gleichzeitig erlauben die Experimente Rückschlüsse auf die Bedeutung des Selektionsdruckes durch Parasiten für die genetische Aufspaltung von Populationen.

• DFG Programme: Research Grants