Mikrosatelliten Evolution

Mikrosatelliten sind ein weit verbreiteter genetischer Marker. Dennoch ist das Mutationsverhalten von Mikrosatelliten noch immer nicht gut verstanden. Besonders unklar ist es, wieso sich die Mikrosatellitenverteilung zwischen Arten unterscheidet. In diesem Antrag soll die mechanistische Grundlage von Mikrosatellitenmutationen untersucht werden. Heterologe Kopien des msh-2 Gens werden in C. elegans eingeführt und die das Mutationsverhalten von den verschiedenen transgenen C. elegans untersucht. Zusätzlich wird nach neuen Genen gesucht, die das Mikrosatelliten Mutationsverhalten beeinflussen.

Mikrosatelliten sind weitverbreitete genetische Marker. Dennoch ist ihr Mutationsverhalten bisher noch immer nicht verstanden. In diesem Projekt sollte das Mutationsverhalten von Mikrosatelliten genauer untersucht werden. Besonderer Schwerpunkt wurde dabei auf die funktionelle Charakterisierung von Genen gelegt, die das Mikrosatellitenmutationsverhalten beeinflussen. Es wurden 2 verschiedene Systeme untersucht: C. elegans und E. coli. In C. elegans sollten Komponenten des Reparatursystems durch orthologe Gene ersetzt werden um zu testen, ob dies zu einem veränderten Mutationsverhalten führt. Interessanterweise konnten nur transgene Tiere erzeugt werden, die ein Gen einer nahe verwandten Art (C. briggsae) trugen. Mit weiter divergierten Genen konnten keine transgenen Tiere erzeugt werden. Transgene mit dem C. briggsae Konstrukt zeigten bereits Defekte. Daher folgerten wir, dass der Proteinkomplex des Mismatch Reparatursystems durch divergierte Komponenten gestört wird. Dieses Ergebnis ware überraschend, da das transformierte Gen msh2 evolutionär sehr konserviert ist. Basierend auf dieser Datenlage wurde das C. elegans Sub-Projekt abgeschlossen, da davon ausgegangen wurde, dass keine informativen Rückschlüsse auf das Mutationsverhalten von Mikrosatelliten gezogen werden können. Wir konnten zeigen, daß Mikrosatelliten in E. coli extrem stabil sind. Allerdings wird durch die Anwesenheit eines F-Plasmids die Mikrosatellitenmutationsrate stark angehoben. Dieser Effekt ist unabhängig vom Mismatch Reparatursystem. Mittels Mikroarrayanalysen konnten wir zeigen, dass das F-Plasmid einen extrem starken Effekt auf das E. coli Transkriptom hat und somit war es nicht möglich die Gene zu identifizieren, die für das veränderte Mutationsverhalten von Mikrosatelliten in der Anwesenheit des F-Plasmids verantwortlich sind.