Julian Kiefer

 

Forschungsinteressen

Symbiosen, d.h. Lebensgemeinschaften zwischen Verschiedenen Lebewesen sind allgegenwärtig. Bereits in den 1930er Jahren wurden die Symbionten innerhalb der Familie der Bohr- und Raubplattkäfer (Bostrichidae & Silvanidae) durch Paul Buchner, Anton Koch und später auch durch Alois Huger beschrieben. Beide stellten zudem fest, dass der jeweilige Symbiont für den Wirt nicht lebensnotwendig ist. Allerdings unterstützen sie die Kutikula-Synthese unter trockenen Bedingungen und erweisen sich so als äußerst nützlich, da sie es den Tieren ermöglichen, sich in den Mensch-gemachten (anthropogenen) Lebensräumen besser anzupassen. So kommt es, dass mehrere Schädlinge von Getreide sowie anderen stärkehaltigen, trockenen Lebensmitteln und auch Holzwaren, wie z.B. der Getreideplattkäfer (Oryzaephilus surinamensis), der Große Kornbohrer (Prostephanus truncatus) und der Getreidekapuziner (Rhyzopertha dominica), Wurzelkäfer der Gattung Dinoderus und Holzkäfer der Gattung Lyctus weltweit verbreitet wurden. Natürlicherweise kommen diese Arten in feuchteren Gegenden vor, aber ihre Symbionten ermöglichen es ihnen auch z.B. in der Trockenheit eines Getreidesacks lange Zeit zu überleben.

Doch wie genau diese Symbiose zwischen Käfer und Bakterium (bzw. Bakterien) aussieht, ist noch weitestgehend unbekannt. Im Rahmen meines Projekts werde ich daher die Genome der Symbionten der Bostrychiden und Silvaniden sequenzieren und deren metabolisches Potential analysieren. Zudem möchte ich wissen, wie der Wirt seine Symbionten kontrolliert. Zum einen ist es natürlich interessant weshalb diese nicht, wie beispielweise pathogene Mikroorganismen, vom Immunsystem des Käfers angegriffen und entfernt werden, sich aber auch nicht im ganzen Körper ausbreiten sondern auf das Bakteriom beschränkt bleiben, dann wiederum aber auch wiederholt vom Bakteriom durch den Körper in die sich entwickelnden Eier der Weibchen übertragen werden. Dazu werde ich einen genauen Blick auf die Transkriptome der Wirte mit und ohne Symbionten werfen und zusätzlich in verschiedenen Versuchen die Symbionten durch nahe Verwandte Bakterien ersetzen, um deren physiologische Reaktion, grade hinsichtlich einer potentiellen Kontrolle durch den Wirt, zu beschreiben. Mögliche Einflussfaktoren möchte ich durch experimentelle Manipulation von Kandidaten-Genen z.B. über RNA-Interferenz validieren.

Publikationen

Kiefer, J. S. T. et al. (2021) Inhibition of a nutritional endosymbiont by glyphosate abolishes mutualistic benefit on cuticle synthesis in Oryzaephilus surinamensis, Communications Biology 4: 554, DOI: 10.1038/s42003-021-02057-6

Jehn, J., Gebert, D., Pipilescu, F. , Stern, S., Kiefer, J. S. T., Hewel, C. & Rosenkranz, D. (2018) PIWI genes and piRNAs are ubiquitously expressed in mollusks and show patterns of lineage-specific adaptation. - Communications Biology, 1, Article number: 137.

Drittmittel / Stipendien

2019 GRC-Kongressteilnahme; DAAD-Förderungen für Kongressreisen

 

Oryzaephilus surinamensis auf Haferflocken