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Genomics and cell biology of highly polyploidic, giant sulfur bacteria

高多倍体巨型硫细菌的基因组学和细胞生物学

基本信息

批准号：
226167356
负责人：
Dr. Verena Carvalho, Ph.D.
金额：
--
依托单位：
Department of Microbiology
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Fellowships
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/226167356?language=en
关键词：
Genomics cell biology highly polyploidic

项目摘要

Nach aktuellem Wissensstand hat die Evolution nur zwei Gruppen von Prokaryoten hervorgebracht, die zu einer extremen Zellgröße von mehreren hundert Mikrometern heranwachsen können – Symbionten in Doktorfischen (Epulopiscium fishelsonii) und große Schwefelbakterien (z.B. Thiomargarita namibiensis). Wissenschaftler sind seither fasziniert von diesen riesigen Bakterien, jedoch wurden bisher wenige Untersuchungen zu spezifischen, intrazellulären Anpassungsmechanismen gemacht, die die Ausbildung von so großen Zellen erklären können. Der bisher bekannteste Unterschied zwischen großen und „regulären“ Bakterienzellen ist, dass sich das aktive Zytoplasma ausschließlich in einer dünnen Schicht am äußeren Rand der großen Zellen befindet. Außerdem wurde kürzlich festgestellt, dass beide Organismengruppen eine große Anzahl von Nukleoiden, d.h. stark verdichtete Partikel aus Nukleinsäuren, besitzen, was darauf hindeutet, dass große Zellen noch weitere intrazelluläre Abweichungen im Vergleich zu „normal-großen“ Bakterien ausgebildet haben. In Epulopiscium-Zellen wurde festgestellt, dass sich hinter der großen Anzahl an Nukleoiden auch eine Genomkopienzahl von mehreren hundert tausend verbirgt. Diese enorme Anzahl von Genomkopien in einer einzelnen Bakterienzelle ist bisher beispiellos. Es wurde vermutet, dass die extreme Polyploidie eine gleichmäßige Versorgung von genetischer Information und eine lokale funktionelle Unabhängigkeit innnerhalb der großen Zelle erlaubt. Nun postuliere ich, dass diese extreme Polyploidie auch in den großen Schwefelbakterien existiert, was ich in diesem Projekt untersuchen möchte. Mit einer so hohen Kopienzahl geht auch die Frage nach der Genomkonservierung einher, und wird deshalb das Hauptaugenmerk dieses Projekts darstellen. Es werden detaillierte Sequenzvergleiche von ausgewählten Genen sowie ganzen Genomen durchgeführt, wobei nicht nur Einzelzellen sondern auch von Einzelzellen abgeschnittene Zellfragmente für die Sequenzierungen verwendet werden. Diese Technik erlaubt eine tiefgreifende Analyse der intergenomischen Sequenz-Heterogenität. Ein Seitenprojekt wird sich außerdem mit den kürzlich entdeckten Introns in den 16S rRNA-Genen der großen Schwefelbakterien befassen – das Gen, das als fundamentales Merkmal für phylogenetische und Diversitäts-Studien verwendet wird.

在已知的两个原核生物类群的进化过程中，有一个极端的Zellgröße，即在Doktorfischen（Epulopiscium fishelsonii）和大Schwefelbakterien（z.B.）中的数百个微生物共生体。Thiomargarita namibiensis）。科学家们对这个问题感到困惑，但他们必须更好地理解这个问题，内部的交流机制，这样才能更好地培养出如此强大的泽伦。Ber bisher bekanntested Unterschied zwischen großen und“regulären”Bakterienzellen ist，dass sich das activative Zytoplasma ausschließlich in einer dünen Schicht am äußeren兰德der großen Zellen befindet.因此，在Nukleoiden d.h.的一个大的Anzahl组织之前，尽管如此，仍然有一个非常明显的核反应堆，大泽伦仍然在正常的大巴克特里安的核反应堆中进行了大量的核反应。在Epulopiscium-Zellen中，它位于大Anzahl和Nukleoiden之间，也有数百个基因组。这种基因组学的方法在一个单独的面包店里是很好的。这是一种极端的多倍体，它是遗传学信息的一种简单的转换，也是一种局部的功能，它是大Zelle的一部分。但我不认为，这种极端的多倍体也存在于大规模的施韦费尔巴克特人中，我在这个项目中是非常重要的。当Kopienzahl这样做时，他也会在Genomkonservierung einher旁边使用Frage，并将该项目的总部关闭。Es韦尔登detaillierte Sequenzvergleiche von ausgewählten Genen sowie ganzen Genomen durchgeführt，wobei nicht努尔Einzelzellen sondern auch von Einzelzellen abgeschnittene Zellfragmente für die Sequenzierungen verwendet韦尔登.该技术旨在建立一种异质性基因组间序列的可靠分析。一个基因工程将在16 S rRNA基因中引入内含子，这是遗传学和多样性的基础。