Experimentelle Evolution in e. coli

Obwohl vorteilhafte Mutationen sehr wichtig für Anpassungsprozese sind, wurden sie experimentell bisher kaum untersucht. Der Grund dafür liegt vermutlich in ihrem seltenen Auftreten. In dem vorgelegten Antrag wird ein jüngst entwickeltes Markersystem verwendet, dass es gestattet E. coli Zellen zu identifizeren, die eine vorteilhafte Mutation tragen. Mit diesem System soll die Mutationsrate und die Selektionskoeffizienten der vorteilhaften Mutationen bestimmt werden. Weiterhin wird die adaptive landscape` mit parallel evolvierten Kulturen analysiert werden. Mit Expressionsanalyse und Indel Kartierung soll die genetische Grundlage der identifierten vorteilhaften Mutationen bestimmt werden.

In dem Projekt wurde die evolutionäre Dynamik eines extrachromosomalen DNA Elements (Plasmid) studiert. Wir konnten zeigen, dass das Plasmid eine Last für die Bakterienzelle darstellt. Allerdings konnte das Plasmid diese Kosten während der Evolution im Labor deutlich senken. Weiterhin haben wir gezeigt, dass der Effekt des Plasmids stark von der Wirtszelle abhängt: unterschiedliche Bakteriengenotypen waren unterschiedlich stark von der Anwesenheit des Plasmids betroffen. Auch auf das Genexpressionsmuster der Wirtszelle hatte das Plasmid einen unterschiedlichen Effekt. Weiterhin gelang uns der Nachweis, dass das untersuchte Plasmid die Mikrosatellitenstabilität in E. coli deutlich veränderte.