Opis projektu
Badanie czynników napędzających sukces horyzontalnego transferu genów u bakterii
Istnieje wiele czynników, które mogą wpływać na sukces lub porażkę horyzontalnego transferu genów (ang. horizontal gene transfer, HGT), procesu, w którym materiał genetyczny jest przenoszony między różnymi organizmami. HGT jest ważną siłą napędzającą ewolucję bakterii, ale jego badanie stanowi wyzwanie. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt HorizonGT rzuci światło na selektywne czynniki, które napędzają sukces HGT w populacjach bakterii. Zespół projektu zajmie się w szczególności opracowaniem technologii genetycznej do pomiaru sprawności tysięcy zdarzeń HGT. W ten sposób zidentyfikuje ograniczenia, które wpływają na powodzenie HGT i zbada rolę kontekstu genomowego w kondycji gospodarza. Ustalenia badaczy poszerzą naszą wiedzę na temat ważnych mechanizmów leżących u podstaw ekologii bakterii i ich ewolucji.
Cel
Horizontal gene transfer (HGT) –the movement of genetic material between individuals– is a significant force fueling bacterial evolution. Through HGT, bacteria acquire new traits, develop new metabolic capabilities and learn to withstand harsh environmental conditions. However, in some cases, HGT brings genetic information that is not advantageous to its host. Despite its crucial relevance for bacterial ecology and evolution, understanding the selective forces that drive the success (or failure) of HGT remains a major challenge. Previous studies addressing this challenge ignored the fact that not all HGT events are alike: incoming DNA can be integrated into the host genome (e.g. transposons, integrons), or it can stand as a physically separated, autonomous DNA molecule (e.g. plasmids). This difference in genomic context poses several mechanistic constraints that are likely to alter the evolutionary outcome of HGT.
Here, I will present a conceptually novel approach that explicitly considers genomic context to uncover the selective drivers of HGT in bacterial populations. First, I will develop a new genetic technology to obtain high-throughput fitness measurements of thousands of HGT events. Then, I will use these data to identify and quantify the constraints that determine the success of HGT, both considering the intrinsic effects of the transferred DNA and the role of genomic context on host fitness. Specifically, I will measure the fitness effects of genetic transfers mediated by plasmids (Obj. 1) or integrated into the chromosome and, in the latter case, in different regions of the chromosome (Obj. 2). Finally, I will leverage the rules derived from these analyses to reconstruct the role of HGT in the evolution of a relevant human pathogen (Obj. 3). This project will provide a quantitative and mechanistic understanding of the selective forces driving HGT, expanding horizons in evolutionary microbiology.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
28046 MADRID
Hiszpania