Erweiterung des genetischen Codes in vivo: Durch genomische Mutagenese soll die Redundanz des genetischen Codes in E.Coli verringert werden, um Triplets "freizumachen" für die Codierung von unnatürlichen (z.B. fluoreszenten) Aminosäuren,

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Der universelle genetische Code verwendet 64 Triplets für die Kodierung von 20 Standard-Aminosäuren, welche als Bausteine für Proteine aufzufassen sind. Von besonders großem wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen Wert wäre die Möglichkeit, gezielt bestimmt andere Bausteine in Proteine inkorporieren zu können. Auf dem Weg dahin konnte mit der Veränderung der Substratspezifität von Aminoacyl-tRNA-Synthetasen sowie der Erzeugung passender tRNAs bereits eine wichtige Hürde genommen werden. So kann heute z.B. das Amber-Stop-Codon (UAG) zur Kodierung einzelner unnatürlicher Aminosäuren benutzt werden. Ziel des hier beantragten Forschungsprojektes ist es, die Degeneration des genetischen Codes in E.coli teilweise aufzuheben, um mehrere Codons "freizuschalten" für die Inkorporation von unnatürlichen Aminosäuren. Die Veränderung des E.coli Genoms hinsichtlich der Codon-Verwendungshäufigkeit verlangt die Einführung einer großen Zahl von Punktmutationen. Diese Aufgabe ist in kurzer Zeit nur mit Laborautomation sowie mit geeigneten Strategien lösbar, die weiter unten ausführlich dargestellt werden. Die Verfügbarkeit eines derartigen neuen Mikroorganismus kann durchaus als Meilenstein in der Molekularbiologie angesehen werden. Damit würde eine Jahrmillionen alte evolutive Barriere aufgehoben und das Tor geöffnet zu völlig neuartigen biochemischen Studien und marktfähigen Produkten.