Physiologische und molekulare Adaptationen phytophager Insekten an herzaktive Steroide in ihren Wirtspflanzen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Dobler
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 54207139

Für die medizinisch relevanten, von verschiedenen Pflanzenfamilien produzierten Cardenolide (Herzglykoside) soll untersucht werden, durch welche Anpassungen auf molekularem Niveau Insekten die toxische Wirkung der Stoffe umgehen können. Cardenolide blockieren die im Tierreich ubiquitär vorhandene, für die Aufrechterhaltung von Membranpotentialen essentielle Natrium-Kalium-ATPase. Trotzdem sind Insekten aus unterschiedlichsten Ordnungen auf cardenolidhaltige Pflanzen spezialisiert. Toleranz gegenüber den Toxinen kann einerseits durch molekulare Veränderungen der Cardenolidbindungstasche der Natrium-Kalium-ATPase erreicht werden, deren Gensequenz hier untersucht und auf Substitutionen der beteiligten Aminosäuren hin analysiert wird. Andererseits konzentrieren sich unsere Analysen auf Strategien, toxische Konzentrationen im Körper der Tiere durch impermeable Därme bzw. hocheffiziente Exkretion zu vermeiden. Dazu werden die Expression und Spezifität der in diesem Zusammenhang wichtigen Carrier aus der Familie der Oatp (organic anion transporting polypeptides) verglichen zwischen an Cardenolide adaptierten Arten und nah verwandten, nicht adaptierten Arten. Die Flexibilität in der Evolution von Anpassungen an Pflanzensekundärstoffe wird beispielhaft analysiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen