Systematische Untersuchungen zur Xenobiotika- und Huminstoff induzierten Genexpression im Nematoden Caenorhabditis elegans

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Die Erfassung der sowohl durch Xenobiotika als auch Naturstoffe induzierten Expression spezifischer Gene eines Organismus trägt ein beachtliches Potenzial für die Entwicklung qualitativ neuer ökotoxikologischer Testsysteme. Mit dem Nematoden Caenorhabditis elegans wird dabei ein für ökologische und ökotoxikologische Untersuchungen bewährter Testorganismus eingesetzt, dessen Genom vollständig entschlüsselt ist. In der ersten Projektstufe werden mit DNA Microarrays solche Gene identifiziert, die nach Xenobiotika- bzw. Huminstoffbehandlung differentiell exprimiert werden. Zur Validierung der funktionellen Relevanz werden in der zeiten Stufe ~100 selektierte Gene systematisch mittels RNA Interferenz abgeschaltet und geprüft, ob dies zu einem Funktionsverlust (Reproduktionsfähigkeit) in Schadstoffanwesenheit führt. In der dritten Stufe erfolgt eine detaillierte Charakterisierung einzelner Gene. Dazu zählen Cytochrom P450 Formen der Familie CYP35A. Diese Gene sind stark durch exogen zugegebene Xenobiotika induzierbar, nehmen jedoch auch eine essentielle endogene Funktion in der Embryogenese ein. Das Projekt bietet so einerseits die Möglichkeit, ein auf molekular-biologischen Methoden beruhendes empfindliches ökologisches Testsystem zu etablieren, andererseits trägt es zum besseren Verständnis der Regulation schadstoffrelevanter Gene bei.