Die treibende Kraft hinter nicht genetischen Populationsunterschieden

Forscher haben ein gängiges Bakterium verwendet, um zu verstehen, wie und warum physische Unterschiede in einer genetisch identischen Population auftreten.

Gesundheit

Die phänotypische Heterogenität bzw. physische Unterschiede innerhalb einer genetisch identischen Population, die in der gleichen Umgebung vertreten ist, ist bei asexuellen Bakterien ein gängiges Merkmal, das Biologen seit Jahren vor ein Rätsel stellt. Wissenschaftler halten die phänotypische Heterogenität für eine evolutionäre Strategie, die entweder der Erhaltung einer Population in einer unsicheren Umgebung dient oder die dem Überleben einer Population über die Aufteilung von Ressourcen behilflich ist. Das EU-finanzierte Projekt BIOSIGHET (Exploring the biological significance of phenotypic heterogeneity in Pseudomonas) zielte darauf ab, diese Hypothesen unter Verwendung von Pseudomonas fluorescens, einem häufig untersuchten asexuellen Bakterium, zu prüfen. Die Populationen dieser Art zeigen eine phänotypische Heterogenität über die Expression oder Nichtexpression einer Colansäurekapsel (Cap+ bzw. Cap-). Die Forscher begannen mit einer Untersuchung damit, ob sich verschiedene Umweltbedingungen auf die Kapselexpression auswirken. Es wurde festgestellt, dass Kapseln häufiger bei niedrigeren Temperaturen exprimiert wurden und seltener bei höheren Temperaturen. Daraufhin wurde im Zuge von BIOSIGHET über die Züchtung von „Cap+/Cap-“-Populationen und ausschließlich „Cap-“-Populationen untersucht, ob die Kapsel Bakterien mit einer Expression einen Wettbewerbsvorteil bietet. Bei geringeren Temperaturen war die „Cap+/Cap-“-Population erfolgreicher, was zeigt, dass die Kapsel einen Wettbewerbsvorteil bieten könnte. Schließlich untersuchten Forscher die Genetik der Kapselproduktion und es wurde festgestellt, dass Bakterien mit einem geringen Gehalt des Pyrimidin-Nukleotids UTP die Zellteilung über die Produktion von Kapseln verzögern. Dies zeigt, dass im Falle von P. fluorescens die phänotypische Heterogenität der Population dabei behilflich ist, unter schwierigen Umgebungsbedingungen zu überleben. Die Erkenntnisse durch BIOSIGHET haben Biologen ein besseres Verständnis dieses Phänomens ermöglicht. Dies wird sich auf die Behandlung von Infektionskrankheiten sowie auf Industrien auswirken, die zum Abbau oder zur Herstellung von Produkten auf Mikroorganismen angewiesen sind.

Schlüsselbegriffe

Phänotypische Heterogenität, evolutionäre Strategie, BIOSIGHET, Pseudomonas, Colansäurekapsel

Exploring the biological significance of phenotypic heterogeneity in Pseudomonas

Die treibende Kraft hinter nicht genetischen Populationsunterschieden

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