Prof. Dr. rer. nat. Emanuel Heitlinger

Prof. Heitlinger erforscht die molekularen Mechanismen der Malaria-Parasiten und ihrer Wechselwirkungen mit dem menschlichen Organismus sowie dem Vektor-Insekt. Sein Fokus liegt auf dem Verständnis grundlegender biologischer Prozesse, die für die Krankheitsentstehung und -übertragung entscheidend sind. Die Erkenntnisse können langfristig zu besseren Diagnose-, Präventions- und Behandlungsansätzen für Malaria beitragen — ein globales Gesundheitsproblem, das insbesondere in Entwicklungsländern erhebliche wirtschaftliche und soziale Lasten verursacht. Die Forschung wird in internationaler Kooperation (deutsch-australisches Graduiertenkolleg) durchgeführt und verbindet molekularbiologische Laborarbeit mit computergestützten Modellierungsansätzen.

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• GRK 2046/1: Parasite Infections: From Experimental Models to Natural Systems (TP A04)

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  Das Graduiertenkolleg behandelt molekulare, ökologische und evolutionäre Aspekte von Parasiteninfektionen bei Säugetieren. Dabei wird kritisch hinterfragt, inwiefern Labormodelle die in der Natur ablaufenden Vorgänge tatsächlich widerspiegeln. Das GRK arbeitet eng mit einer entsprechenden Gruppierung in Edinburgh (UK) zusammen.

• Koevolution der Hausmaus und intrazellulärer Parasiten in einer Hybridzone

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  Genetische Elemente, die von einer Art auf eine andere übergehen, können dieser helfen, sich anzupassen. Auf diese Weise können neue Arten oder Stämme von Pathogenen entstehen. Daher sind Hybridisierung, Rekombination und Introgression nicht nur in der Lage, die Grenzen zwischen Arten zu überbrücken und genetisch differenzierte Populationen zu homogenisieren, sondern können auch gegenteilige Effekte haben. Parasitismus, der eine enge Anpassung eines Pathogens an die „belebte Umwelt“ eines Wirtes voraussetzt, bietet in diesem Kontext attraktive Forschungsmöglichkeiten. Wir können fragen, welchen Effekt die Hybridisierung von Wirten auf wirtsspezifische Parasiten hat, oder welchen Effekt umgekehrt die Hybridisierung von Parasiten auf ihre Wirte hat. Im hier vorgeschlagenen Projekt nutzen wir die gut untersuchte Europäische Hybridzone der Hausmaus und einzellige, wirtsspezifische Parasiten der Gattung Eimeria, um diese Fragestellung zu bearbeiten. Die Hausmaus Hybridzone ist eine durch Selektion gegen Hybride stabilisierte Spannungszone zwischen den Unterarten Mus musculus musculus und Mus m. domesticus. In den wilden Verwandten der Labormaus sind genetische Ressourcen und immunologische Tests bereits sehr gut etabliert. Auch auf Seiten der Parasiten besitzen wir komplette Kenntnis des Genoms eines Eimeria Isolates und streben nun einen umfassenden Ansatz zur Bestimmung der genetischen Variabilität in der Hausmaus Hybridzone an, mit dem Ziel, evolutionäre Prozesse der Spezialisierung von Parasiten zu verstehen. Wir werden genomische Regionen identifizieren, die mit Virulenz der Parasiten und der Anfälligkeit der Wirte korrelieren. Daraufhin werden wir die Hypothesen testen, dass Gene in diesen Regionen die Wirtsspezifität der Parasiten für eine Hausmaus (Unter-)Art bestimmen. Wir werden ferner testen, ob andere dieser Virulenzgene zwischen den an Unterarten angepassten Parasiten ausgetauscht werden (Introgression). Schließlich werden wir bestimmen, ob diese ausgetauschten Gene oder im Gegenteil für spezifische Anpassung verantwortlichen genetischen Regionen zwischen vollständig reproduktiv isolierten Arten besonders verändert sind. Auf diese Weise werden wir testen, ob die mikroevolutionären Vorgänge innerhalb der Populationen der Hybridzone in ökologischer Zeit zum Entstehen der makroevolutionären Muster, die wir zwischen reproduktiv isolierten Arten in evolutionärer Zeit beobachten, führen können.

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