Von der Malaria bis zum Meeresleuchten - Evolution der Plastiden in Alveolata

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Dinoflagellaten, Apicomplexa und Ciliaten bilden das eukaryotische Superensemble der Alveolata. Zu ihren vielfältigen zellbiologischen Besonderheiten zählen die riesigen Genome von Dinophyta und der heterotrophe Plastid des Malaria-Erregers (Apicoplast). Die komplexen roten Plastiden von Alveolaten, Cryptomonaden, Haptophyten und Diatomeen gehen letztendlich auf eine einzige sekundäre Endosymbiose mit einer Rotalge zurück, allerdings ist die Evolution der Plastiden innerhalb der Alveolaten noch ungeklärt. Aufgrund seiner phylogenetischen Stellung an der Basis der Dinoflagellaten und einer moderaten Genomgröße von nur 65 MB ist Perkinsus marinus der Schlüsselorganismus für unser Vorhaben. Die Präsenz des kompletten plastiden-spezifischen Methyl-Erythritol 4-Phosphat (MEP) Pathways zur Isoprenoid-Biosynthese spricht für die Präsenz eines Plastiden, der in diesem Austernparasiten bisher übersehen wurde. Ein Schwerpunkt der geplanten Arbeiten ist der endgültige zellbiologische Nachweis des Organells mittels Immunogold-Elektronenmikroskopie. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Rekonstruktion der plastidären Endosymbiose-Ereignisse innerhalb der Alveolata. Zunächst werden die Sequenzen plastidärer Markergene inklusive des kompletten MEP-Stoffwechselwegs mittels der Illumina-Technologie etabliert. Neben P. marinus und weiteren Dinoflagellaten dient Chromera velia, eine eng mit dem Malaria-Erreger verwandte photosynthetische Alge, als Referenzorganismus. Anhand phylogenetischer Analysen soll der Ursprung der Plastiden von Dinoflagellaten und Apicomplexa entschlüsselt und ein Szenario zur Evolution entwickelt werden.