Charakterisierung neuer Uhrengene im circadianen Modellsystem Neurospora

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Die Beschreibung der molekularen Mechanismen, die der endogenen Tagesrhythmik zugrunde liegen, erzielte im vergangenen Jahrzehnt große Fortschritte. Von Cyanobakterien bis zum Menschen wurden "Uhrengene" charakterisiert, die eine negative Rückkopplung zwischen Transkription und Proteinprodukten bilden. Neuere Experimente zeigen jedoch, dass zahlreiche Aspekte des circadianen Systems auch ohne diesen molekularen Feedback intakt bleiben. Weitere Komponenten müssen also identifiziert werden, um die zellulären Mechanismen der biologischen Tagesuhr umfassend verstehen zu können. Der vorliegende Antrag stellt eine Initiative dar, beim klassischen circadianen Modellsystem Neurospora crassa mit neuen molekulargenetischen Strategien und Methoden sowie mit neuen Screenig-Ansätzen die genetischen Komponenten der inneren Uhr außerhalb des beschriebenen molekularen Feedbacks zu identifizieren. Eine Library von Knockout- und Überexpressions-Mutanten (insertional mutagenesis), wird in spezifischen Temperatur- und Lichtzyklen auf circadiane Abweichungen hin überprüft, und die relevanten Gene durch plasmid rescue identifiziert. Die so gewonnenen Uhren-Mutanten werden auf alle circadianen Qualitäten hin überprüft (Periode, Synchronisation, Temperaturkompensation, etc.). Unsere Vorgehensweise beinhaltet drei Ansätze. (1) Reverse Genetics durch random mutagenesis. Dieser "low risk & high gain" Ansatz hat bereits in ersten Vorversuchen sein großes Potential gezeigt. (2) Forward Genetics bei geeigneten Kandidaten bekannter, am Metabolismus beteiligter Gene, sowie (3) bei Genen, von denen circadiane Wirkungen bereits bekannt sind, die bisher jedoch nicht weiter verfolgt wurden.