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Drittmittelprojekt

Titel:
Charakterisierung der symbiontischen Beziehung von intrazellulären Bakterien und Ameisen

Projektleitung an der Universität Würzburg:

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Kurzbeschreibung:
Bereits vor mehr als hundert Jahren wurden von F. Blochmann im Mitteldarm und in Ovarien von Ameisen der Gattung Camponotus intrazelluläre bakterielle Symbionten beobachtet. Wir haben kürzlich begonnen, diese symbiontische Beziehung molekular zu charakterisieren. Durch Klonierung der 16S RNA Gene der Symbionten von vierzehn Camponotus Arten aus Europa, Nord- und Südamerika konnten wir zeigen, daß die Bakterien eine eng verwandte Gruppe innerhalb der gamma-Untergruppe der Proteobakterien sind, für die wir kürzlich die neue Gattung Candidatus Blochmannia (gen. nov.) vorgeschlagen haben. Die nächsten Verwandten dieser Bakterien stellen intrazelluläre Symbionten (Wigglesworthia) von Tsetse-Fliegen und Endosymbionten (Buchnera) von Blattläusen dar, die gemeinsam mit Blochmannia einen großen Kluster symbiontischer Organismen bilden, die wiederum gemeinsame Vorfahren mit den Enterobakterien besitzen. Parallel zu der Charakterisierung der Symbionten haben wir einen phylogenetischen Stammbaum ihrer Wirtstiere auf der Basis von Gensequenzen einer Untereinheit der mitochondrialen Cytochrom Oxidase erstellt. Interessanterweise decken sich die phylogenetischen Stammbäume der Symbionten und ihrer Wirtstiere weitgehend, was auf eine lange andauernde Cospeziation der beiden Partner hindeutet. In der Tat werden die Symbionten maternal übertragen, denn durch in situ Hybridisierungen mit artspezifischen von der bakteriellen 16S rDNA abgeleiteten Oligonukleotiden konnten wir belegen, daß die Bakterien in den Ovarien und in den Mitteldarmzellen identisch sind. Die Charakterisierung der Symbiontenmigration während der Embryonalentwicklung der Ameisen durch in situ Hybridisierung ergab, daß sich die Bakterien bereits sehr frühzeitig im Bereich des Endoderms anordnen, aus dem sich der Mitteldarm entwickelt. Im letzten Larvenstadium befinden sich die Bakterien intrazellulär in den charakteristischen Bacteriocyten des Mitteldarms. Die Genomsequenz von Blochmannia wird derzeit ermittelt. Die erste Analyse der Sequenz bestätigt die enge Verwandtschaft von Blochmannia mit den Enterobacteriaceae. Ganz ähnlich wie einige andere Bacteriocyten-Symbionten hat Blochmannia ein stark reduziertes Genom von etwa 700 Kb Länge. Das Ziel dieser Untersuchungen ist das Verstaendnis der molekularen Grundlagen dieser Symbiose und der Adaptationsmechanismen der beiden Partner aneinander. Das Projekt wird in enger Kooperation mit der Gruppe von Prof. Andres Moya (Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, Universitat de Valencia) bearbeitet, wo das Sequenzierungsprojekt durchgeführt wurde.

Schlagworte:
    Endosymbiose
    Blochmannia
    Camponotus

Laufzeit: von 01.2001 bis 12.2003

Förderinstitution:
DFG

Vorläuferprojekt:
DFG1243/4-1

Publikationen: