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Toxin-antidote selfish elements in animals: from gene drive to speciation

Projektbeschreibung

Toxin-Antidot – eine neue Klasse egoistischer Genelemente bei Tieren

Toxin-Antidot-Elemente sind eine Form von egoistischen Genen, die sich in der Zelle vervielfachen, ohne sich ansonsten auf die Fitness (Reproduktionserfolg) des Organismus auszuwirken. Das einzige bekannte tierische Toxin-Antidot-Element in Tieren wurde ein Jahrzehnt lang nur in C. elegans entdeckt. Vor Kurzem identifizierten Forschende ein weiteres solches Element in C. elegans sowie fünf neue Elemente der gleichen Art in C. tropicalis, einem engen Verwandten des C. elegans. Dieses Forschungsteam untersucht mit EU-Fördermitteln die zugrundeliegenden molekularen Mechanismus tierischer Toxin-Antidot-Elemente und möchte durch einen hochmodernen Genkartierungsansatz neue Elemente in anderen Arten entdecken. Ein besseres Wissen der Ausbreitung egoistischer Elemente wird der Forschung dabei helfen, innovative Wege zur Beseitigung von Erkrankungen auf Mückenvektorbasis wie Malaria und dem Zikavirus zu finden.

Ziel

Toxin-antidote (TA) elements are a class of selfish elements that spread in natural populations by subverting the laws of Mendelian segregation (gene drive activity). For a decade, the only known TA element in animals was a paternal-acting element discovered in the nematode C. elegans. The lack of other examples perpetuated the idea that TA elements were extremely rare in animals. However, I recently challenged this view with two key findings 1) I genetically dissected a second TA element in C. elegans, the element sup-35/pha-1, and 2) I identified five novel TA elements in C. tropicalis, a close relative of C. elegans. Surprisingly, some of these novel TA elements can affect the fitness of adults and can antagonize each other mimicking the effect of balancing selection. Overall, my research strongly suggests that TA elements are much more common in animals than previously anticipated and raises critical questions about their origin, prevalence, mechanism of action, and contribution to speciation, all of which are largely unknown.

This proposal has three main objectives:
1. To dissect the molecular mechanisms underlying an animal TA element for the first time.
2. To identify and characterize novel TA elements in diverse nematode species.
3. To screen for TA elements in medaka fish.

My team and I will achieve these objectives by leveraging my multidisciplinary expertise in genomics, evo-devo, and biochemistry, as well as a state-of-the-art bulk QTL mapping method that I recently developed. Dissecting the molecular mechanisms used by natural selfish elements will help us design more efficient and specific synthetic drive elements that could target mosquito vectors spreading diseases such as malaria and Zika virus - global health burdens. I predict that we will discover and characterize many novel TA selfish elements in diverse species from nematodes to vertebrates. Our findings will stimulate new research areas in genetics, evolutionary biology, and medicine.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

INSTITUT FUER MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE GMBH
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 498 428,00
Adresse
DR BOHRGASSE 3
1030 WIEN
Österreich

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Region
Ostösterreich Wien Wien
Aktivitätstyp
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 498 428,00

Begünstigte (1)

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