Physiologische und molekulare Adaptationen phytophager Insekten an herzaktive Steroide in ihren Wirtspflanzen
Es ist weitgehend unbekannt, in welchem Maß entscheidende Adaptationen durch konvergente Evolution auf molekularem Niveau hervorgebracht werden. In diesem Projekt untersuchen wir, in wie weit bei Insekten konvergent die selben Abwehrstrategien evolvierten, um toxische Cardenolide (Herzglykoside) tolerieren zu können, mit denen die Tiere entweder in ihren Wirtspflanzen konfrontiert sind oder die sie autogen als Verteidigungsstoffe produzieren. Der Hauptzielort der Toxine, die Natrium-Kalium-ATPase, kann durch verschiedene Aminosäuresubstitutionen einer Blockierung durch Cardenolide entzogen werden. Unsere bisherigen Ergebnisse belegen, dass es hier ein hohes Maß an Konvergenz auf molekularem Niveau gibt. Daneben evolvierten aber in verschiedenen Gruppen auch prinzipiell unterschiedliche Strategien, um die giftige Wirkung der Cardenolide zu umgehen. Im Weiteren soll überprüft werden, ob mehrfach unabhängig (in Wanzen und Blattkäfern) durch ungewöhnliche Genduplikationen und Substitutionen der Natrium-Kalium-ATPase verschiedene Gewebe ein unterschiedliches Ausmaß an Resistenz gegenüber den Toxine erlangt haben. Parallel dazu charakterisieren wir auf physiologischer und molekularer Ebene, welche hocheffizienten Carrier das sensitive Nervengewebe gegen die Toxine abschirmen. Carrier aus zwei Genfamilien, Organic Anion Transporting Polypeptides (Oatps) und P-Glykoproteine (PGPs), kommen auf Grund von Studien an Säugetieren und eigenen Vorarbeiten als plausibelste Kandidaten hierfür in Frage. Geeignete Vergleiche zwischen Blattkäfern, die an Cardenolide adpatiert sind oder aber ihnen nicht ausgesetzt sind, erlauben es auch hier, konvergente, spezifische Anpassungen von generellen Mechanismen der Xenobiotika-Abwehr zu unterscheiden.
- Dauer: 2013 - 2016
- Projektleitung: Prof. Dr. Susanne Dobler
- Drittmittelgeber: DFG