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The role of genetic redundancy in adaptive evolution of efflux pumps

Projektbeschreibung

Genetische Redundanz und die Evolution von Effluxpumpen in E. coli

Bei genetischer Redundanz erfüllen mehrere Gene die gleiche oder eine ähnliche Funktion. Dies kann sich im Laufe der Evolution positiv auf die Gesundheit auswirken, indem die Gendosierung erhöht und kritische Gene vor schädlichen Mutationen geschützt werden. Diese Vorteile wurden zwar experimentell bestätigt, doch ihre langfristigen Folgen für die Evolution wurden noch nicht nachgewiesen. Das EU-finanzierte Projekt EGR wird diese Wissenslücke schließen, indem es den genomischen Inhalt von Effluxpumpengenen in E. coli manipuliert und die Auswirkungen ihrer Redundanz mithilfe der gezielten Evolution von Proteinen untersucht. Es wird die Evolutionspfade mittels einer umfassenden Sequenz- und Fitnessanalyse der entwickelten Effluxpumpenvarianten vergleichen und die Rolle der genetischen Redundanz in der Evolution direkt testen, um zu verstehen, warum sie in einem Genom erhalten bleibt.

Ziel

In genetic redundancy, multiple genes in a genome perform the same or similar function. Although redundancy is widespread across the tree of life, its evolutionary origins are not entirely understood. Genetic redundancy may provide a fitness benefit during evolution by increasing gene dosage and protecting critical genes from deleterious mutations. These fitness effects have been confirmed experimentally, but their long-term consequences for evolution have not been tested. In this study, I will manipulate the genomic content of efflux pump genes in E. coli and test the effect of their redundancy using directed evolution of proteins. By evolving the multidrug efflux pump AcrAB at different levels of redundancy, I will determine how the presence of other genes with overlapping drug-efflux activities affects adaptive evolution. I will compare evolutionary trajectories using comprehensive sequence and fitness analysis of the evolved efflux pump variants. This approach will provide a unique opportunity to directly test the role of genetic redundancy in evolution and help to understand why genetic redundancy is maintained in a genome.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

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Koordinator

UNIVERSITAT ZURICH
Netto-EU-Beitrag
€ 191 149,44
Adresse
RAMISTRASSE 71
8006 Zurich
Schweiz
Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 191 149,44