Graduiertenkolleg der JGU erforscht in Kooperation mit dem Institut für Molekulare Biologie die Rolle der Genregulation in der Evolution
08.11.2023
Mit einer Kombination von Evolutionsbiologie und Molekularbiologie in der Promovierendenausbildung hat die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) in den vergangenen viereinhalb Jahren überzeugende Ergebnisse erzielt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat vor diesem Hintergrund einer Verlängerung des Graduiertenkollegs 2526 "Gene Regulation in Evolution: From Molecular to Extended Phenotypes" (GenEvo) zugestimmt und wird hierfür in der zweiten und letzten Förderperiode rund 7 Millionen Euro einschließlich Programmpauschale bereitstellen. "Das ist ein phantastischer Erfolg, der auf den Ergebnissen der letzten Jahre fußt. Und diese Erfolgsgeschichte möchten wir mit unseren Promovierenden auch in der zweiten Förderperiode fortschreiben", sagt Prof. Dr. Susanne Foitzik, die Sprecherin des Graduiertenkollegs (GRK). Es ist am Fachbereich Biologie der JGU angesiedelt und erfolgt in Kooperation mit dem Institut für Molekulare Biologie (IMB).
Die zweite Förderperiode des GRK beginnt Anfang Januar 2024 und läuft bis Ende Juni 2028. 13 weitere Doktorandinnen und Doktoranden erhalten die Möglichkeit, ihre Dissertation auf dem Gebiet der Genregulation in der Evolution zu erstellen. Aus der ersten Förderperiode werden zunächst noch 14 Promovierende am Abschluss ihrer Dissertation arbeiten, sodass sich die beiden Gruppen überschneiden und der wissenschaftliche Austausch erleichtert wird. "Unsere erfahrenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterstützen und trainieren die jungen Menschen bei ihrer fachübergreifenden Forschung und fördern sie auch in ihrer persönlichen Entwicklung", erklärt Foitzik. Offenbar mit Erfolg: So konnten aus dem GRK bisher rund 25 Forschungsarbeiten teilweise in renommierten Fachmagazinen wie Nature publiziert werden. Einige der ehemaligen GenEvo-Mitglieder haben prestigeträchtige Jobangebote in Deutschland oder im Ausland erhalten und angenommen.
Zwei Kernfragen: Welche Rolle spielt die Genregulation bei evolutiven Anpassungen? Wie evolvieren die genregulatorischen Prozesse?
Das Netzwerk aus erfahrenen Expertinnen und Experten sowie Nachwuchskräften forscht gemeinsam an den Kernfragen, welche Rolle die Genregulation bei evolutiven Anpassungen spielt und wie sich die komplexen genregulatorischen Systeme entwickelt haben. Der Weg vom Genotyp, also der genetischen Ausstattung eines Organismus, zum Phänotyp, das heißt seinem Erscheinungsbild, ist komplex. Phänotypische Variation ergibt sich hauptsächlich aus Unterschieden in der Genaktivität. Auch wenn verschiedene Regulierungsmechanismen bekannt sind, so ist ihr Einfluss und das Ausmaß, in dem sie zusammenwirken, um phänotypische Variation zu erzeugen, weitgehend ungeklärt.
"Es ist besonders spannend, die Rolle der Genregulation vor dem Hintergrund der Evolution zu betrachten und zu erforschen, wie sich genregulatorische Mechanismen über die Zeit verändert haben und weiterentwickeln", so Co-Sprecher Prof. Dr. René Ketting vom IMB. Das Netzwerk wird bei seinen Forschungen in Zukunft von neuen Mitgliedern und damit neuen wissenschaftlichen Impulsen mitgetragen, darunter die Humboldt-Professorin und theoretische Evolutionsbiologin Prof. Dr. Hanna Kokko, die zum Verbund mathematische Modellierungen beiträgt. Außerdem werden einige neue Fragen aufgeworfen, etwa inwieweit epigenetische Merkmale vererbt werden können oder welche Funktion der Genexpression für die Geschlechtsbestimmung bei verschiedenen Organismen zukommt. Auch die Evolution von Alterungsprozessen und die Rolle der Genregulation dabei ist ein neuer Fokus. Im Hinblick auf die Modellorganismen – vom Menschen über Eidechsen bis zu Ameisen – wird die Palette nun auch auf Pflanzen ausgedehnt.
GenEvo auch in der zweiten Phase mit hohem Frauenanteil und internationaler Beteiligung
Obwohl die Forschungsarbeiten – gerade auch bei den Tätigkeiten im Labor – während der ersten Förderperiode durch die Corona-Pandemie unter besonderen Schwierigkeiten standen, hat ein Großteil der Promotionsstudierenden bereits den Abschluss erreicht oder steht kurz davor. "Die Doktorandinnen und Doktoranden haben großartige Arbeit geleistet und auch die Gutachter damit tief beeindruckt. Wir alle sind stolz auf diese Leistungen", bemerkt Susanne Foitzik. Auch in der zweiten Phase ist GenEvo ausgesprochen international aufgestellt: Der Anteil ausländischer Promovierender und ihrer Betreuerinnen und Betreuer beträgt über 50 Prozent. Ebenso hoch ist der Anteil der Frauen, der auf allen Ebenen von den Promovierenden bis zu den leitenden Forschenden bei über der Hälfte liegt.
DFG-Graduiertenkollegs zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
Graduiertenkollegs sind Einrichtungen der Hochschulen zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, die von der DFG für maximal neun Jahre gefördert werden. Doktorandinnen und Doktoranden arbeiten hier im Rahmen eines thematisch fokussierten Forschungsprogramms sowie eines strukturierten Qualifizierungskonzepts. Damit sollen sie auf einen Arbeitsplatz in der Wissenschaft vorbereitet und in ihrer wissenschaftlichen Selbstständigkeit unterstützt werden.
Über das Institut für Molekulare Biologie gGmbH
Das Institut für Molekulare Biologie gGmbH (IMB) ist ein Exzellenzzentrum der Lebenswissenschaften, das 2011 auf dem Campus der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) eröffnet wurde. Die Forschung am IMB konzentriert sich auf aktuelle Gebiete: Epigenetik, Genomstabilität, RNA-Biologie und Proteostase. Erforscht werden diese Gebiete vor allem im Kontext der Alternsforschung. Das Institut ist ein Paradebeispiel für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen einer privaten Stiftung und öffentlichen Einrichtungen: Die Boehringer Ingelheim Stiftung (BIS) hat sich verpflichtet, die Grundfinanzierung des IMB von 2009 bis 2027 mit insgesamt 154 Millionen Euro zu fördern. Das moderne Forschungsgebäude wurde mit 50 Millionen Euro durch das Land Rheinland-Pfalz finanziert. Von Herbst 2020 bis Mitte 2027 stellt das Land 52 Millionen Euro zur Grundfinanzierung des IMB bereit.