AG Janke Cover Sci Adv

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Evolutionäre Genomik

Arbeitsgruppe
Leitung: Prof. Dr. Axel Janke

In dieser Arbeitsgruppe vergleichen und untersuchen wir die Genome von Wirbeltieren, mit dem Ziel ihre Evolution besser zu verstehen. Wir konzentrieren uns auf Säugetiere. Sie sind eine ideale Gruppe für solche Studien, da viele Genome verfügbar sind und ständig neue hinzukommen. In bisherigen Studien haben wir unter anderem die Genome verschiedener Giraffen-, Wal- und Bär-Arten sowie Krokodil- und Beuteltier-Arten analysiert.
Einer unserer Schwerpunkte ist die Analyse von Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Arten und der (Neu)beschreibung von Stammbäumen anhand von Genomen. Dabei rekonstruieren wir unter anderem den Genfluss zwischen Arten. Unsere bisherigen Forschungsergebnisse hier haben zur Identifikation neuer Giraffenarten geführt und sind damit nicht nur Grundlagenforschung, sondern auch für den Naturschutz relevant. Zudem zeigen unsere Ergebnisse, dass die Entwicklung von Säugetieren - möglicherweise durch Hybridisierungen - wesentlich komplexer verlief, als bisher angenommen wurde. Um diese Komplexität darzustellen, verwenden wir mehrdimensionale Netzwerke.
Ein weiteres Augenmerk unserer Arbeitsgruppe liegt darauf, besser zu verstehen, ob und wie evolutionäre Prozesse der Genome und damit Organismen von Umweltveränderungen gestaltet werden. Die meisten arktischen Wirbeltiere haben sich aus südlichen Artgenossen während des Pleistozäns oder des Holozäns herausbildet und sich daher über relativ kurze Zeiträume an ihre Lebensräume angepasst. Sie sind deshalb eine ideale taxonomische Gruppe zur Studie von genomischen Auswirkungen des Klimawandels.  Dazu suchen wir mit Hilfe moderner genomischer ("Next-Generation") Technologien nach Signaturen im Genom, die auf die Anpassung an das Leben in der Arktis hindeuten.
Um langskalige Veränderungen von Biodiversität und deren Korrelationen mit Umweltveränderungen zu erforschen, nutzen wir zudem Methoden der Bioinformatik. Diese entwickeln wir oder passen sie an, um Säugetiergenome zu studieren. Wenn nötig, produzieren wir eigene Daten um Hypothesen zu testen oder bestehende Genomdaten zu ergänzen. 

Links
LOEWE Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG)

Personen
Prof. Dr. Axel Janke – Leiter der Arbeitsgruppe
Dr. Vladimir Kapitonov  – PostDoc – Genome structure (ab Mai ´19)
Dr. Stefan Prost – PostDoc  Gene flow mammals
Raphael Coimbra – Doktorand – Giraffe genomics
Fritjof Lammers – Doktorand – Mobile Genetic Elements, Whale – Genomics
Jordi de Raad – Doktorand – Bird genomics
Sven Winter – Doktorand – Giraffe gene flow

Ausgewählte aktuelle Publikationen
Arnason,  U., Lammers, F., Kumar, V., Nilsson, M.A. Janke A (2018): Whole-genome sequencing of the blue whale and other rorquals finds signatures for introgressive gene flow. Science Advances

Kumar, V., Lammers, F., Bidon, T., Pfenninger, M., Kolter, L., Nilsson, M.A. and Janke, A. (2017): The evolutionary history of bears is characterized by gene flow across species. Scientific Reports 

Fennessy, J., Bidon, T., Reuss, F., Kumar, V., Elkan, P., Nilsson, M.A., Vamberger, M., Fritz, U. and Janke, A. (2016): Multi-locus analyses reveal four giraffe species instead of one. Current Biology