Molekulare Physiologie und Umwelttoxikologie

stress cassette

Abb. 1: Ausschnitt aus einer Intron-Kassette („Stress-Kassette“) mit repetitiven
Erkennungssequenzen für die Bindung von Stress-relevanten Transkriptionsfaktoren
im Cadmium-Metallothionein-Gen der Weinbergschnecke (Helix pomatia)
(aus Dallinger 2007; Egg et al. 2008).

Neben akuten und zumeist unabsichtlichen Schadstoff-Freisetzungen mit lokal begrenztem Charakter gewinnen in zunehmendem Maß Wirkungen von Schadstoff-Mischungen im niedrigen Konzentrationsbereich und in Kombination mit anderen Stressfaktoren (Hypoxie, osmotischem Stress, etc.) an Bedeutung.

So wird in unserer Arbeitsgruppe z.B. die Rolle der sogenannten Metallothioneine (das sind Cystein-reiche und niedermolekulare, Metall-bindende Proteine) bei der Metall-Entgiftung und der Stressbewältigung in Bodentieren und in Fischlarven untersucht. Bemerkenswerterweise enthalten die Metallothionien-Gene dieser Organismen in ihren Promotor- und Intron-Regionen Anhäufungen regulatorischer Elemente, an die unterschiedliche Transkriptionsfaktoren binden, die bei der Stressbewältigung eine wesentliche Rolle spielen. Wir möchten herausfinden, ob und wie unterschiedliche Stressoren (von Schwermetallen bis hin zu osmotischem Stress) einzeln und in Kombination die Expression dieser Stressproteine und ihre physiologische Rolle kontrollieren und modulieren (Abb. 1).


aflp

Abb. 2: Mittels AFLP-Analyse erstellter Populations-Stammbaum (Neighbour-
Joning) des Apfelwicklers (Cydia pomonella) in Mittel-Europa mit Nachweis der
Aufsplitterung in kleinräumig eingenischte, vielfach Pestizid-resistente Populationen
(aus Thaler et al. 2008).

Einen anderen Schwerpunkt unserer umwelttoxikologischen Forschung bilden Fragestellungen, die sich mit mikroevolutiven Phänomenen der Anpassung von Arten und Populationen an Schadstoffe (Pestizide) bei gleichzeitiger Einwirkung ökologischer und anthropogen bedingter Stressfaktoren (z.B. Global Warming) befassen. So konnten wir z.B. nachweisen, dass sich der weltweit verbreitete Apfelschädling Cydia pomonella (der Apfelwickler) unter dem selektiven Druck von Pestizid-Einsätzen im Alpenraum erfolgreich in zahlreiche, kleinräumig eingenischte Populationen aufgespalten hat. Diese Populationen sind nicht nur äußerst anpassungsfähig, sondern auch in der Lage, jeglichen chemischen und biologischen Bekämpfungsmaßnahmen erfolgreich zu trotzen. Dank diesem, durch den Menschen mit-verursachten Anpassungsvermögen ist der Apfelwickler inzwischen zu einem der weltweit gefährlichsten Kulturobst-Schädlinge geworden (Abb. 2).

Mitglieder dieser Arbeitsgruppe

Center for Molecular Biosciences Innsbruck