Molekulare und genomische Charakterisierung der Hybridisierung zwischen Ziegen und Schafen
Die Hybridisierung unter Säugetieren ist ein evolutionärer Mechanismus zur Artbildung (Speziation). Das Auftreten von Ziege-Schaf-Hybriden ist selten und es wird vermutet, dass chromosomale Inkompatibilitäten ein Überwinden der Speziesbarriere erschweren. Schafe verfügen über 54, Ziegen dagegen über 60 Chromosomen. Im März 2014 kam es zu der seltenen Geburt eines weiblichen Ziege-Schaf-Hybrids mit 57 Chromosomen. Ziege-Schaf-Hybride gelten allgemein als steril, wohingegen der beschriebene Fall im Jahr 2018 an Schwangerschaftskomplikationen verendet ist. Im Rahmen von Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass die Prägungsmuster (Imprinting) einer Vielzahl von Genen von beschriebenen Mustern abweichen, was zur Überwindung der Speziesinkompatibilität beigetragen haben könnte. Ferner konnten wir zeigen, dass der Hybrid offenbar unter einer Autoimmunerkrankung litt, die durch das unvollständige Abschalten von sogenannten Barriere-Loci und Immunglobulin-Inkompatibilitäten verursacht wurde. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die Genome der vier Individuen - Vater, Mutter, Ziege-Schaf-Hybrid und dessen Fötus - durch Kombination von long- und short-read Sequenzierungsmethoden assembliert. Dies wird Aufschluss darüber geben, welche genetischen Mechanismen ein Überwinden der Speziesbarriere ermöglicht haben. Ferner werden per In-vitro-Fertilisation hybride Ziege-Schaf-Embryonen erzeugt und mit Schaf- sowie Ziegenembryonen verglichen um zu ermitteln, ob bereits im frühen Embryonalstadium Abweichungen im Imprinting von Genen zur Entstehung hybrider Säugetiere beitragen. Um experimentell zu ermitteln, ob Autoimmunreaktionen das Überwinden der Speziesbarriere erschweren, werden embryonale Stammzelllinien erzeugt und zu Immunzellen ausdifferenziert. Die durch dieses Experiment identifizierten potenziellen Barriere-Loci werden mittels Protein-Interaktions-Messungen validiert. Die gewonnenen Erkenntnisse werden Aufschluss über die genetischen und molekularen Mechanismen der Artbildung zwischen Säugetieren liefern.
Laufzeit: 07/2025 – 06/2028
Förderkennzeichen: FA 1784/2-1
Förderung:DFG