Schnelle Adaption durch Membranvesikel-vermittelten DNA Transfer

DA 1202/2-1

In großen asexuellen Populationen meisten vorteilhaften Mutationen werden durch die Kombination von klonalen Interferenz und Konkurrenz mit mehreren Mutationen verloren. DNA-Transfer in der Bevölkerung ermöglicht Kombinationen von nützlichen Mutationen, die in unabhängigen Linien entstanden und kann dadurch den Prozess der Anpassung zu beschleunigen. Frühere Studien zeigten, dass DNA-Transfer durch Konjugation und Umwandlung hat eine wichtige Rolle in prokaryotischen rasche Anpassung. Der Beitrag der DNA-Transfer in die Adaptionsrate war jedoch unterschiedlich zwischen den beiden Übertragungsmechanismen. Diese Unterschiede legen nahe, dass der Beitrag der Rekombination prokaryotische schnelle Anpassung kann auf der DNA-Übertragungsmechanismus abhängt. In anderen Worten, können Unterschiede in der Interaktionsmodus Fahrzeugtyp und Spender-Empfänger-DNA, die die Rekombination Frequenz die Anpassungsdynamik beeinflussen und folglich auch. Hier schlagen wir vor, den Beitrag der äußeren Membran Vesikel Rekombination und schnelle Anpassung in Cyanobakterien zu studieren. OMVs werden von vielen mikrobiellen Arten für verschiedene extrazelluläre Funktionen sowie die interzelluläre Kommunikation sezerniert. Immer mehr deutet darauf hin, dass OMV spielen eine wichtige Rolle bei der DNA-Transfer in der Bevölkerung. Vorläufige Ergebnisse aus unserem Labor zeigen, dass OMV werden von Süßwasser Cyanobakterien produziert und sie in der Tat enthalten Nukleinsäuren. Unsere Ziele sind die Charakterisierung von OMV Produktion Dynamik und genetische Inhalt. Darüber hinaus werden wir OMV Übertragungsrate und Effizienz innerhalb und über Artgrenzen hinweg zu schätzen. Verwendung eines experimentellen Evolution Setup wollen wir den Beitrag der OMV-vermittelten Transfer zur Auswahl Sweeps und de novo-Allel Einführung charakterisieren. Gesamtgenom-Sequenzierung der entwickelten Stämme aus unserem Experiment wird es uns ermöglichen, den Beitrag der OMV-vermittelte Übertragung auf Cyanobakterien genetische Variabilität und Polymorphismus charakterisieren. Unsere Studie ist somit Ziel, unser Wissen über Mechanismen für die schnelle Anpassung in Prokaryoten und ihre Auswirkungen auf die Genomevolution zu verlängern.

Publikationen

• Tanita Wein, Nils F. Hülter, Itzhak Mizrahi and Tal Dagan (2019) Emergence of plasmid stability under non-selective conditions maintains antibiotic resistance. Nature Communications, 10: 2595. DOI: 10.1038/s41467-019-10600-7