Forschungsschwerpunkt

James Lightfoot

Selbsterkennung und Kannibalismus
Wir untersuchen die grundlegenden Prinzipien und molekularen Mechanismen hinter Selbsterkenntnis und kannibalischem Verhalten anhand des räuberischen Fadenwurms Pristionchus pacificus.

Forschungsschwerpunkt

Selbsterkenntnis (Allorekognition) ist in der natürlichen Welt reichlich vorhanden, wo sie verschiedene Verhaltensweisen der unzähligen sozialen Interaktionen reguliert, einschließlich Paarungsverhalten und Raubtier-Beute-Dynamiken. Das vielleicht eklatanteste Beispiel für Selbsterkenntnis findet sich bei Organismen mit der Fähigkeit, ihre eigenen Verwandten zu verletzen oder sogar zu töten, wobei es von grundlegender Bedeutung ist, Kannibalismus durch andere zu verhindern. Trotz der Prävalenz von Selbsterkennungsverhalten sind viele Beispiele nur bei Nicht-Modellarten beschrieben worden, wobei derzeit die notwendigen molekularen, neurologischen und evolutionären Werkzeuge fehlen, um diese Systeme und die damit verbundenen Mechanismen vollständig zu untersuchen. Darüber hinaus geschieht Selbsterkennungsverhalten oft an der Schnittstelle zwischen Neurobiologie und Immunologie, was die Erforschung der Verhaltensprozesse zusätzlich komplex macht.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, erforschen wir das Selbsterkennungssystem, das beim allesfressenden Spulwurm Pristionchus pacificus zu beobachten ist. Dieser Nematode hat zahnähnliche Dentikel entwickelt und ist in der Lage, sich sowohl von Bakterien zu ernähren als auch andere Nematodenlarven abzutöten, darunter die seines berühmteren Vetters Caenorhabditis elegans. Doch während P. pacificus andere Nematodenarten und -stämme tötet, tötet er bemerkenswerterweise nicht seine eigenen Nachkommen; daher untersuchen wir dieses Selbsterkennungssystem, das den Nachwuchs vor dem räuberischen Elternteil schützt. Zunächst identifizieren wir die Signale, die von P. pacificus übermittelt werden, um auf sich selbst hinzuweisen und den Angriff der Verwandten zu verhindern. Zweitens klären wir die Rezeptoren und Schaltkreise auf, die hinter der Tötungsentscheidung stehen und die zwischen fremder und eigener Nachkommenschaft unterscheiden. Und schließlich verstehen wir die Entwicklung dieser Prozesse, indem wir eine weltweite Darstellung von P. pacificus aus einer riesigen Bibliothek von Stämmen verwenden, von denen viele starke Tötungswechselwirkungen untereinander aufweisen.