Haupturinproteine: Untersuchungen zur Funktion in chemosensorischer Kommunikation

Projektleitung an der Vetmeduni

Penn, Dustin

Geldgeber

FWF Österreichischer Wissenschaftsfonds

Laufzeit

01.09.2012 - 30.11.2017

Abstract

Hausmäuse (Mus musculus) kommunizieren durch chemische Signale und ihre Geruchsmarkierungen enthalten einerseits erstaunlich viele Informationen über ein Individuum (z.B.: sozialer Status, Gesundheitszustand, genetische Krankheitsresistenz und Inzuchtgrad), andererseits spielen sie eine Rolle bei Verwandtenerkennung und Inzuchtvermeidung. Zu verstehen, wie chemische Signale diese Informationen kodieren ist eine große Herausforderung. Männliche Hausmäuse scheiden große Mengen Proteine mit dem Urin aus (sog. Major Urinary Proteins oder MUPs), welche Pheromone im Urin binden und transportieren sowie deren Verdunstung von den Geruchsmarkierungen verzögern. MUP-Produktion ist testosteronabhängig und Männchen produzieren drei bis fünf Mal mehr als Weibchen, welches mit substanziellen metabolischen Kosten verbunden ist. MUPs werden von 21 Genen kodiert und Individuen produzieren eine variable Anzahl von MUP-Isoformen im Urin. Studien haben gezeigt, dass MUPs stark polymorph sind und einen einzigartigen, individuellen "Strichcode" darstellen, welcher individuelle Erkennung, Inzuchtvermeidung und Präferenzen für Fortpflanzungsparter vermittelt. Unser allgemeines Ziel ist zu untersuchen, ob MUPs ein individuelles Kompatibilitäts-signal oder ein Qualitätssignal für Fortpflanzungspartner darstellen. Unser erstes Ziel ist dabei die Untersuchung folgender Hypothesen: (1) MUPs zeigen hohe Variation zwischen Individuen und hohe Konsistenz innerhald des Individuums sowie die Vermittlung von individueller Erkennung durch MUPs ("Strichcodehypothese"); (2) MUPs spielen eine entscheidende Rolle bei Verwandtenerkennung und Inzuchtvermeidung; (3) Weibchen verpaaren sich bevorzugt mit Männchen, die eine hohe genetische MUP-Heterozygotie aufweisen. Falls MUPs doch keine hohe Variabilität zwischen Individuen aufweisen, worauf unsere Vorversuche hindeuten, können wir die "Strichcodehypothese" ablehnen und uns einer anderen Hypothese zuwenden. Es wurde argumentiert, dass die MUP-Produktion ein untrügliches Zeichen des Gesundheitszustandes eines Männchen für Fortpflanzungspartner und Rivalen darstellt ("Qualitätsindikatorhypothese"). Wir werden folgende Hypothesen testen: (1) MUP-Produktion erhöht den sozialen Status und den Verpaarungserfolg eines Männchens; (2) MUP-Produktion ist ein untrüglicher Beleg für den Gesundheitszustand und die allgemeine Verfassung eines Männchen; (3) MUP-Produktion ist ein Signal für hohe genetische Qualität und genetische Vorteile bei der Partnerwahl. Wir werden wilde Mäuse und deren Nachkommen im Labor und in halbnatürlichen Gehegen untersuchen und eine Reihe von genetischen und biochemischen Werkzeugen verwenden. Diese Experimente, welche die Zusammenarbeit von Verhaltensbiologen, Genetikern und Chemikern ermöglichen, werden dabei helfen zu verstehen, welche Funktionen MUPs erfüllen und wie chemische Signale Informationen über genetische Qualität und Kompatibilität kodieren.