Flagelle weg, Flagelle da

Evolutions-Experimente zur Regulation der bakteriellen Flagelle zeigen exemplarisch, wie flexibel genetische Netzwerke auf starken Selektionsdruck reagieren.

(c) University of Reading

(c) University of Reading

Wie reagieren Organismen und deren Genome auf Selektionsdruck? Welche evolutionären Mechanismen führen dazu, dass Gene neue Aufgaben übernehmen? Ein Forscherteam um Robert Jackson und Louise Johnson (Universität Reading)  stellt zu diesen Fragen ein schönes Experiment vor, in dem die Flagelle des Bakteriums Pseudomonas fluorescens im Zentrum steht (Science 347:1014-17). Die Flagelle, ein Fortbewegungsorgan vieler Bakterien, besteht aus einem beweglichen „Faden“ und einem „Motor“, die über einen Haken verknüpft sind. Aufgebaut wird der ganze Apparat aus einer Vielzahl verschiedener Proteine.

Die Gene für diese Flagellenproteine stehen unter Kontrolle eines Master-Kontrollgens, FleQ. FleQ kodiert für ein „Enhancer-Binde-Protein“. Das heißt, das FleQ-Protein bindet an Kontrollelemente der DNA bestimmter Zielgene (in diesem Fall der Flagellen-Gene) und ermöglicht so, dass die Zielgene zuerst in Boten-RNA (mRNA) umgeschrieben und daraus dann das eigentliche Genprodukt hergestellt wird, also zum Beispiel die Bestandteile des Motors der Flagelle.

Wenn man den „Master-Regulator“ FleQ zerstört, hat Pseudomonas folglich keine Flagelle mehr, denn die nötigen Einzelteile werden nicht mehr hergestellt. Die Forscher um Jackson wollten nun wissen, was passiert, wenn man Pseudomonas-Stämme mit defektem FleQ einem starken Selektionsdruck für Beweglichkeit aussetzt. Findet der Prozess aus spontaner Mutation und natürlicher Selektion eine neue Lösung für das Anwerfen der Flagellen-Gene? Dazu ließen sie Pseudomonas-Stämme mit gentechnisch ausgeschaltetem FleQ unter Bedingungen wachsen, unter denen in den punktförmigen Kolonien der Kulturschale schnell die Nährstoffe ausgehen, und die Bakterien folglich verhungern, wenn sie sich nicht vom Fleck bewegen.

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HMS Beagle als LEGO-Modell

HMS Beagle, aus LEGO gebastelt von Luis Pena

HMS Beagle, aus LEGO gebastelt von Luis Pena

Die britische Zeitung “The Guardian” berichtet heute über das Feierabend-Projekt eines chilenischen Professors: Aus 2024 Einzelzeilen hat Luis Pena über fünf Monate hinweg ein detailgetreues LEGO-Modell der HMS Beagle entworfen.

Die HMS Beagle war das Schiff, mit dem der junge Charles Darwin um die Welt reiste. Auf dieser Fahrt sammelte er viele der Indizien für den Prozess der Evolution durch natürliche Auslese, die später in sein Hauptwerk “The Origin of Species” einflossen.

Falls das Projekt 10.000 Unterstützer findet und die LEGO-Manager es für realisierbar halten, könnte es bald einen HMS-Beagle-Bausatz in den Geschäften geben – komplett mit Darwin, Captain Fitzroy und Szenen, die Darwin bei Land-Expeditionen zeigen. Hier könnt ihr eure Stimme abgeben:

https://ideas.lego.com/projects/93900