Max-Planck-Fellow Hinrich Schulenburg erhält ERC-Grant zur Erforschung von versteckten Tricks in der Evolution von Organismen
Europäischer Forschungsrat fördert Forschungsprojekt „CrypticBenefits“ an der Uni Kiel, das am Beispiel der Antibiotika-Resistenzevolution die verborgene genetische Vielfalt als Grundlage der schnellen Anpassung von Mikroorganismen an eine geänderte Umwelt untersucht.
Die Kieler Evolutionsforschung kann einen weiteren großen Erfolg im Jahr 2026 verbuchen: Hinrich Schulenburg, Professor für Evolutionsökologie und Genetik am Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), erhält einen sogenannten Advanced Grant des Europäischen Forschungsrates (Englisch: European Research Council, ERC) in der Kategorie Lebenswissenschaften. Dies gab der ERC am heutigen Dienstag, 23. Juni, bekannt. Mit der umfangreichen Forschungsförderung in Höhe von 2,5 Millionen Euro können Schulenburg und sein Team in den kommenden fünf Jahren das Projekt mit dem offiziellen Titel „Kryptische phänotypische Heterogenität als zentrale Anpassung an veränderliche Umweltbedingungen“ (Kurzname: „CrypticBenefits“) in Angriff nehmen.
Konkret soll ein bislang wenig beachtetes Prinzip der evolutionären Anpassung an unvorhersehbare Umweltbedingungen erforscht werden. Im Zentrum steht das Phänomen der versteckten Variation, bei dem ein Organismus immer auch eine sehr geringe Anzahl an Nachkommen produziert, die andere Eigenschaften als die restliche Mehrheit der Nachkommen aufweist. Diese versteckte Variation ist nicht groß nachteilig, wenn die Umwelt konstant bleibt. Wenn sie sich aber doch ändert, dann sind zumindest ein paar wenige Nachkommen angepasst und können das Überleben des Organismus sicherstellen. Die Bedeutung dieser versteckten Variation wird nun am Beispiel der Evolution von Antibiotikaresistenzen in bakteriellen Krankheitskeimen untersucht. Der eingeworbene ERC-Grant bietet für diese Forschung fantastische Möglichkeiten und stellt gleichzeitig eine besondere Auszeichnung für Schulenburg in einer hochkompetitiven, mehrstufigen Förderlinie der EU mit einer Erfolgsquote von weniger als zehn Prozent der eingereichten Anträge dar.
„Auch im Namen der gesamten Universitätsleitung gratuliere ich Hinrich Schulenburg sehr herzlich zu diesem herausragenden Erfolg. Die Bewilligung eines ERC Advanced Grants ist eine ganz besondere, in einem hochkompetitiven Verfahren vergebene Auszeichnung für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die mit ihren Leistungen und Forschungsideen international Maßstäbe setzen. Die Förderung des geplanten Forschungsvorhabens erkennt in besonderem Maße die wissenschaftliche Exzellenz von Hinrich Schulenburg und seine internationale Sichtbarkeit als Evolutionsforscher an. Wir freuen uns sehr, dass eine derart renommierte Förderung an ein Mitglied der CAU geht und damit zugleich die Sichtbarkeit der Evolutionsforschung und des Forschungsstandorts Kiel weiter stärkt. Die CAU kann so gemeinsam mit ihren Partnerinstitutionen ihren deutschlandweit einzigartigen Rang auf diesem gesellschaftlich besonders relevanten Forschungsgebiet weiter ausbauen", betont Professor Eckhard Quandt, CAU-Vizepräsident für Forschung.
Auch das Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie gratuliert zu der Auszeichnung. „Der ERC Advanced Grant ist eine herausragende Anerkennung für Hinrich Schulenburg und seine Forschung. Als Max-Planck-Fellow verbindet er die evolutionsbiologische Forschung an der Universität Kiel eng mit der Arbeit unseres Instituts. Das neue Projekt zeigt beispielhaft, wie aus grundlegenden Erkenntnissen der Evolutionsbiologie neue Ansätze für die Bewältigung drängender gesellschaftlicher Herausforderungen entstehen können“, sagt Professor Arne Traulsen, Geschäftsführender Direktor des MPI-EvolBio.
Kryptische Vorteile: Wie genetische „Ausreißer“ den evolutionären Erfolg einer Art sichern können
Unvorhersehbare Schwankungen in der Umwelt sind für die meisten Lebewesen allgegenwärtig und bilden einen wichtigen Treiber der Evolution. Die Zusammenhänge, auf denen Anpassungen an solche Unvorhersehbarkeiten beruhen, werden jedoch nach wie vor nur kaum verstanden. „Mit dem neuen Forschungsprojekt wollen wir untersuchen, wie durch das Prinzip der versteckten Variation evolutionäre Anpassungen an unvorhersehbare Veränderungen in der Umwelt zustande kommen können“, so Schulenburg. Das Auftreten dieser kryptischen phänotypischen Heterogenität ist genetisch gesteuert und zwar sehr selten, aber doch deutlich häufiger als zufällige Mutationen.
Wir nehmen an, dass dieser Mechanismus eine Art Vorsorge der Evolution darstellt, mit der Organismen bei sehr geringem Aufwand die Möglichkeit zur schnellen Anpassung in Reserve halten. Eine gewissermaßen im Verborgenen gehaltene, normalerweise nicht auffallende genetische Variante kann dann den entscheidenden Vorteil bieten, sollten bestimmte Umweltveränderungen dies erforderlich machen“, erklärt Schulenburg. Diese kryptische phänotypische Heterogenität bietet so möglicherweise einen doppelten selektiven Vorteil: Sie minimiert die evolutionären Kosten für eine Art, solange die Umweltbedingungen stabil bleiben, und gewährleistet gleichzeitig das Vorhandensein vorteilhafter Varianten, wenn sich diese unerwartet ändern.
Evolutionäre Perspektive aus der Forschung in die Anwendung übertragen
Das Projekt zielt also zentral darauf ab, die adaptiven Vorteile der kryptischen phänotypischen Heterogenität zu untersuchen und deren Auswirkungen nachzuvollziehen. „Dazu nutzen wir die Wechselwirkung zwischen einem bakteriellen Krankheitserreger und antimikrobiellen Wirkstoffen als aussagekräftiges, experimentell gut untersuchbares Modell, das einen idealen Ansatzpunkt für eine eingehende evolutionäre Analyse bietet“, so Schulenburg weiter. Über die Aufklärung der grundlegenden Bedeutung des Phänomens hinaus entsteht so möglicherweise auch ein wertvoller angewandter Nutzen: Versteckte Variation in Antibiotikaresistenzen ist in der Medizin bereits als Heteroresistenz bekannt und stellt ein großes Problem in der Diagnostik und den daraus resultierenden Entscheidungen für eine Antibiotikatherapie dar. Die Erforschung der zugrundeliegenden Prozesse kann daher helfen, neue Strategien für Diagnostik und Antibiotikabehandlung zu entwickeln.
„Das neue Forschungsprojekt steht exemplarisch für die von uns prinzipiell angestrebte Übertragung evolutionsbiologischer Erkenntnisse in die Anwendung. Damit fügen wir einen weiteren Baustein zu den in der Kieler Region zahlreichen Forschungsvorhaben zur Translationalen Evolutionsforschung hinzu“, fasst Schulenburg zusammen, der Sprecher des Graduiertenkollegs (GRK) „Translationale Evolutionsforschung“ (TransEvo) ist und zusätzlich als Fellow des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie (MPI-EvolBio) in Plön forscht. Gemeinsames Ziel dieser Forschungsvorhaben ist es, nachhaltige Lösungsvorschläge für verschiedene gesellschaftliche Herausforderungen der Gegenwart zu finden – in diesem Fall die durch den Menschen verursachte, sich aktuell dramatisch zuspitzende Antibiotikakrise, zu deren Bewältigung die Übertragung einer evolutionsbiologischen Perspektive in Forschung und klinische Anwendung unerlässlich ist.