Etablierung methodischer Grundlagen und initiale Untersuchungen zur physiologischen Charakterisierung von Bakterien der Roseobacter-Gruppe

Piekarski, Tanja

Die Roseobacter-Gruppe gehört zu den dominanten Bakteriengruppen mariner Habitate. Über ihre Physiologie und zugehörige Genetik ist wenig bekannt. Im ersten Abschnitt der vorliegenden Arbeit wurden deshalb die methodischen Grundlagen für eine genetische Analyse von Mitgliedern der Roseobacter-Gruppe gelegt. Es wurden Transformationsprotokolle mittels Elektroporation und Transduktion etabliert. Stabil replizierbare Plasmide wurden identifiziert und ein Sauerstoff-unabhängiges Reportergensystem erfolgreich getestet. Im zweiten Teil wurde das Sekretom verschiedener Stämme der Roseobacter-Gruppe funktionell mittels Enzymnachweisverfahren und strukturell mittels 2D-Gelelektrophorese basierten Proteomics bestimmt. Eine Adaption des Sekretoms an sich ändernde Nährstoffbedingungen wurde beobachtet. Schließlich wurde die anaerobe Genexpression von Dinoroseobacter shibae umfassend für denitrifizierende und Arginin-fermentierende Bedingungen in Abhängigkeit von Licht mittels DNA-Array Analysen erfasst. Eine generelle anaerobe Induktion von über siebzig Genen ohne großen Einfluss von Nitrat, Arginin oder Licht wurde beobachtet. Zusammengefasst wurden im Rahmen dieser Arbeit wesentliche methodische und intellektuelle Grundlagen für eine zukünftige systembiologische Charakterisierung der Roseobacter-Gruppe gelegt.

The Roseobacter clade belongs to the dominant groups of bacteria in marine habitats. Little is know about their physiology and its corresponding genetics. Therefore, in the first section of the present work, a methodological background was established which enables the genetic analysis of members of the Roseobacter clade. Transformation protocols using electroporation and transduction were established. After identification of stable replicating plasmids, an oxygen-independent reporter gene system was developed. In the second part, the secretome of different strains of the Roseobacter group were determined. Functional analysis were performed via enzyme assays while structural analysis were carried out via 2D-gel electrophoresis based Proteomics. An adaptation of the secretome towards changing nutrient supplies was observed. Finally, the anaerobic gene expression of Dinoroseobacter shibae both under denitrifying as well as arginine-fermentative conditions according to light was comprised extensively via DNA-array analysis. A general anaerobic induction of more than sixty genes without any influence of nitrate, arginine or light was observed. Summarised, essential methodological and intellectual basics for future characterization of the Roseobacter-group via system biology were created.

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Piekarski, Tanja: Etablierung methodischer Grundlagen und initiale Untersuchungen zur physiologischen Charakterisierung von Bakterien der Roseobacter-Gruppe. 2011.

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