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Enrico König

Kurzdarstellung des Promotionsthemas

In meinem Promotionsprojekt, unterstützt durch die Förderinitiative Evolutionsbiologie der Volkswagen Stiftung, untersuche ich das peptidbasierte Abwehrsystem der Froschlurche (Anura). In der drüsenreichen Haut produzieren sowohl Frösche als auch Salamander (Caudata) verschiedene Abwehrstoffe, z.B. Alkaloide (bei Dendrobatidae, Bufonidae, Mantellidae, Myobatrachidae, und Salamandridae). Hinzu kommen biologisch aktive Peptide, die entweder neuroaktiv oder antibiotisch wirksam sind. Somit hat das Abwehrsystem der Froschlurche im Laufe der Evolution Lösungen sowohl gegen Makro- als auch gegen Mikropredatoren hervorgebracht.

Im Fokus meiner Arbeit steht die Evolution antimikrobieller Peptide innerhalb der Anura. Sie helfen nicht nur dem Frosch selbst, sondern stehen auch im Zentrum medizinischer Forschung. Es konnte z.B. gezeigt werden, dass Peptide des Korallenfinger-Laubfrosches (Litoria caerulea) die Infektion der T-Zellen durch HIV inhibieren kann.

Die Gene für antimikrobielle Peptide kodieren für ein Prepropeptid aus Signalpeptid, Zwischensequenz (spacer) und der physiologisch aktiven Peptiddomäne. Während die Signalpeptide - und auch der spacer zu einem gewissen Grad - hoch konserviert sind, variieren die Peptide extrem in ihrer Aminosäuresequenz. Durch diese Hypervariabilität hat sich bei den Anura eine bemerkenswerte Diversität antimikrobieller Peptide herausgebildet (ca. 600 Peptide bei 100 untersuchten Arten). Es konnte nachgewiesen werden, dass sie positiver Selektion unterliegen. Es gibt nur sehr wenige Beispiele für Peptide, welches bei mehr als einer Art zu finden sind. Für evolutionäre Fragestellungen eignen sich daher die konservierten Abschnitte besser. Ein Vergleich der Signalsequenzen ist informativ, um Genfamilien zu identifizieren. Innerhalb der Froschlurche scheinen mindestens drei verschiedene Genfamilien zu existieren, die für antimikrobielle Peptide kodieren und sich in ihrer Signalsequenz deutlich unterscheiden. Jedoch findet man bei einem Taxon nur eine Genfamilie. Ist also ein Gen für antimikrobielle Peptide bei den Anura mehrfach unabhängig voneinander entstanden? Bisherige Studien beschränkten sich hauptsächlich auf Arten der Hylidae und Ranidae. Mit Hilfe zusätzlicher Daten für nicht untersuchte Taxa soll diese Frage geklärt werden. Dazu wende ich molekularbiologische Methoden (mRNA Isolierung, PCR, Klonierung) an, um vom Sekret schließlich bis zur genetischen Information zu gelangen.

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Webmeuastedqor: Ommflagjkf Bininda-Emoaq32sndspx (olaf.wnpbinindnequa@lhiuol.j1de) (Stand: 21.08.2020)