Evolution des durch die AMP-aktivierte Kinase regulierten genetischen Netzwerkes

Änderungen in der Genregulation sind wesentliche Triebkräfte der Evolution. Offensichtlich hat sich die Verdrahtung regulatorischer Netzwerke im Laufe der Evolution verändert. Ziel dieses Projektes ist es, anhand von Untersuchungen zur Transkriptionsregulation durch die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK bzw. Snf1 in Hefe) schrittweise Veränderungen dieses evolutionären Prozesses aufzudecken. In Hefen wie im Menschen kontrolliert das AMPK-regulierte Netzwerk die zelluläre Energiehomöostase, aber wie dies im Detail geschieht differiert sogar zwischen einzelnen Hefearten. Vergleichende Studien in Saccharomyces und Kluyveromyces sollen helfen, Sprünge in der Evolution aufzuspüren, die die Verknüpfungen im regulatorische Netzwerk der Proteinkinase Snf1 verändert haben. Genomweite Expressionsanalysen und Transkriptionsfaktor-Bindestudien sollen als Ausgangspunkt dienen, um Zielgene und regulatorische Module zu identifizieren. Mithilfe dieser Daten sollen Vorhersage-Algorithmen verbessert werden, indem genetische udn phylogenetische Zusatzinformationen inkorporiert werden. Es wird ein iterativer Prozess aus Vorhersage und darauf fußenden Experimenten etabliert, der in jedem Zyklus zur Verbesserung der Algorithmen führt und eine zunehmende Menge von experimentell validierten bzw. falsifizierten Vorhersagen generiert. Es ist zu erwarten, dass die Ergebnisse unser Verständnis der Evolution der Anpassung an Hungerbedingungen auf zellulärer Ebene vertiefen und allgemein anwendbare Werkzeuge zur Analyse genregulatorischer Netzwerke liefern.