Plasmid-Replikon Screening – ein Weg zu unbekannten Plasmiden

Diplomarbeitsthema Wintersemester 2007/2008

Plasmid-Replikon Screening – ein Weg zu unbekannten Plasmiden


Betreuer: Dr. Bärbel Kiesel
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Department Umweltmikrobiologie/ Department Proteomics
baerbel.kiesel@ufz.de/

Themenbeschreibung und Arbeitstechniken

Plasmide spielen in Mischkulturen und Ökosystemen eine große Rolle, da sie funktionelle Gene aufnehmen und durch horizontalen Gentransfer verbreiten können. Träger solcher mobiler genetischer Information können daraus für sich einen Wachstums-/ Überlebensvorteil ziehen und sich in neuen Ökosystemen etablieren. Voraussetzung für die Ausbreitung von Leistungsgenen ist allerdings, dass diese auf Plasmiden mit breitem Wirtsbereich, so genannten BHR-Plasmiden, liegen. Durch Replikonvergleiche hat man bisher 4 BHR Gruppen unterschieden, die alle aus moderaten Habitaten bzw. klinischem Umfeld stammen. Neuere Untersuchungen an Plasmiden aus Extremstandorten haben gezeigt, dass neben gut bekannten Plasmiden (nachweisbar über Replikon-PCR) auch solche vorkommen, die wenig Ähnlichkeit mit schon bekannten Replikons haben. Funktionelle Gene auf ihnen sind oftmals ebenfalls unbekannt. Somit steht die Frage nach Methoden zum Nachweis von solchen Plasmiden in Extremhabitaten. Ein neuer Ansatz besteht in der Klonierung von Replikonstrukturen und deren Analyse.
Die Verbreitung von bekannten sowie unbekannten Plasmiden in einem schwefelsauren Bergbausee soll im Rahmen einer Bachelorarbeit an Isolaten erprobt und für die Analyse der bakteriellen Gemeinschaft eingesetzt werden. Die dazu erforderlichen Methoden und Arbeitstechniken sind in der Arbeitsgruppe gut etabliert.

Folgende Arbeitstechniken sollen erlernt und praktiziert werden:
Kultivierung acidophiler Mikroorganismen
Isolation, Reinigung und Verdau von DNA aus sauren Wasserproben
PCR und qPCR zum Nachweis bekannter Replikonstrukturen
Klonierung und Transformation zum Nachweis unbekannter Replikonstrukturen
Sequenzierung und Sequenzvergleiche

zurück