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Dynamische Strategien bakterieller Genregulation in variablen Umgebungen

可变环境下细菌基因调控的动态策略

基本信息

批准号：
164028715
负责人：
Professor Dr. Ulrich Gerland
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Experimentalphysik, Festkörperphysik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/164028715?language=en
关键词：
Dynamische Strategien bakterieller Genregulation variablen

项目摘要

In einer Population genetisch identischer Bakterien kann es durch stochastische Schwankungen und nichtlineare Gen-Regulation zu einer heterogenen Verteilung von Zellzuständen (Phänotypen) kommen. Die adaptiven Regelmechanismen sind häufig derart, dass auf Einzel-Zell Ebene eine Alles-oder-Nichts Entscheidung erzwungen wird und sich eine stochastische Phänotyp-Heterogenität abhängig von den Umgebungsbedingungen ergibt. Am Beispiel des Verwertungssystems für den Zucker Arabinose in E.coli haben wir kürzlich gezeigt, dass z.B. der Zeitpunkt des Anschaltens des Systems nach Zugabe von Arabinose über eine Population zeitlich gestreut ist. In dem vorliegenden Antrag wollen wir anhand von verschiedenen Zucker-Verwertungssystemen die Dynamik phänotypischer Heterogenität systematisch charakterisieren. Insbesondere wollen wir die verschärfte Situation zweier konkurrierender Verwertungssysteme und zeitlich variabler Umgebungsbedingungen untersuchen. Mit Hilfe von Kosten-Nutzen und spieltheoretischen Stabilitäts-Analysen werden wir verschiedene Regulations-Strategien vergleichen. Die Ergebnisse sollen aufklären, inwieweit das beobachtete Verhalten einer „Regulations-Strategie entspricht, die das Wachstum von Bakterienkolonien in zeitlich veränderlichen Umgebungenoptimiert.

在一个群体遗传学中，Bakterien可以通过随机的Schwankungen und nichtlineare Gen-Regulation zu einer heterogenen Verteilung von Zellzuständen（Phänotypen）kommen。Die adaptiven Regelmechanismen sind häufig derart，dass auf Einzel-Zell Ebene eine Alles-oder-Nichts Entscheidung erzwungen wird and sich eine stochastische Phänotyp-Heterogenität abhängig von den Umgebungsbedingungen ergibt.在大肠埃希菌中使用阿拉伯糖的检测系统的Beispiel，我们对此进行了分析，如下所示。阿拉伯糖与祖加比之间的系统联系的时间点是一个人口时代。在这之前，Antrag将帮助我们验证Zucker-Verwertungssystemen的动力学特征。因此，我们需要改变目前的状况，使管理体系和时代的变化更加复杂。我们韦尔登将根据法规对Kosten-Nutzen和spieltheoretischen稳定性分析进行支持。该工程解决方案，inwieweit das beobachtete Verhalten einer“Regulations-proficht，die das Wachstum von Bakterienkolonien in zeitlich veränderlichen Umgebungenoptimiert.