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The evolution and implications of fitness-associated genetic mixing - a theoretical study

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Evolution durch Stress - ein Selektionsvorteil

Die Rekombination des Erbguts ist Voraussetzung für Evolution. Mit Simulationsmodellen der genetischen Vermischung lassen sich Anpassungseffekte vorhersagen, was vor allem angesichts der Zunahme resistenter mikrobieller Krankheitserreger von Vorteil sein dürfte.

Gesundheit

In den meisten Evolutionsmodellen ist die genetische Rekombinationsrate mehr oder weniger konstant. Mit einer alternativen Theorie entwickelte das EU-finanzierte Projekt "The evolution and implications of fitness-associated genetic mixing - a theoretical study" (FAGM) nun Simulationsmodelle, denen zufolge die genetische Vermischung Plastizität unterliegt, d.h. anpassungsbedingt veränderlich ist. Schwerpunkt waren drei Arten der genetischen Rekombination – geschlechtliche Fortpflanzung, Auskreuzung und Ausbreitung. Gleichzeitig wurden frühere Arbeiten zur Entstehung von Antibiotikaresistenzen und dem Antibiotikaeinsatz in Krankenhäusern fortgeführt. Untersucht wurde Candida albicans, der häufigste Erreger von Pilzinfektionen beim Menschen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Evolution anpassungsbedingt sowohl bei der Auskreuzung als auch Ausbreitung durch viele Parameter beeinflusst wird. Stressinduzierte Mutagenese ist unter gleichbleibenden wie auch wechselnden Umgebungen zu beobachten. Stressinduzierte Hypermutationen, die häufig bei mikrobiellen Populationen zu beobachten sind, sind, wenn sie die Anpassung fördern, ein wichtiger evolutionärer Faktor bei Bakterienpopulationen. Den Projektergebnissen zufolge entstehen genetische Variationen in einer Population nicht gleichmäßig verteilt, was künftige Evolutionsmodelle und ökologische Studien deutlich beeinflussen wird. Aus praktischer Sicht ist die Arbeit für die Antibiotikaforschung wie auch Stressanalysen an Pflanzen und Tieren relevant, vor allem angesichts der enormen Umweltveränderungen der heutigen Zeit.

Schlüsselbegriffe

Stress, Evolution, genetische Rekombination, plastisch, Antibiotikaresistenz, Mutagenese, Hypermutation

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