SPP 1617:  Phänotypische Heterogenität und Soziobiologie bakterieller Populationen

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Biologie ; Chemie ; Mathematik ; Physik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198695301

Das Schwerpunktprogramm fokussiert auf die phänotypische Heterogenität in Bakterien. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Mikrobiologie, Experimentalphysik, Theoretischen Physik und Chemie untersuchen und charakterisieren im Kollaborationsverbund die Vielfalt an molekularen Mechanismen, die phänotypische Heterogenität verursachen. Um die biologische Bedeutung von phänotypischer Heterogenität und die frühen Formen eines Sozialverhaltens umfassend zu verstehen, konzentrieren sich die einzelnen Projekte auf verschiedene soziale Strategien der Bakterien, die beispielsweise die Kommunikation und Produktion von Gemeingütern, die Arbeitsteilung oder Risikoverteilung innerhalb einer Population beinhalten. Die Arbeiten haben zum Ziel, die Vielfalt der Designprinzipien, die phänotypische Individualität erzeugen, zu entschlüsseln. Des Weiteren soll die Genexpression zeitlich und räumlich auf der Ebene der einzelnen Zelle einer wachsenden Population quantitativ erfasst werden. Veränderungen im Transcriptom und Proteom von Subpopulationen sollen vergleichend analysiert werden. In enger Zusammenarbeit mit Theoretikern sollen die quantitativen Daten in mathematische Modelle einfließen, die die Dateninterpretation unterstützen und Simulationen ermöglichen. Simulationen sind auch essenziell, um die Selektion von Interaktionen zwischen einzelligen Organismen unter den variierenden natürlichen Bedingungen im Laufe der Evolution nachzuvollziehen. Ein besseres Verständnis der bakteriellen phänotypischen Heterogenität ist sowohl aus medizinischer als auch biotechnologischer Sicht von großer Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Aufrechterhaltung und Evolution von Kooperation in synthetischen mikrobiellen Populationen (Antragsteller Frey, Erwin ;  Jung, Heinrich )
• Bet-hedging and communication in E. coli? - Investigations of heterogeneous gene expression of carbohydrate uptake systems (Antragstellerin Bettenbrock, Katja )
• Bistability in inositol utilization by Salmonella (Antragsteller Fuchs, Thilo Martin )
• Charakterisierung und Analyse von bakteriellen Zuckerverwertungsstrategien mit regulierter phänotypischer Heterogenität (Antragsteller Gerland, Ulrich )
• Die Kontrolle der bistabilen Genexpression in Bacillus subtilis durch den transkriptionsfaktor SinR und die Phosphodiesterase YmdB (Antragsteller Stülke, Jörg )
• Die Rolle des Rcs-Signaltransduktionssystems in der Regulation von Zellwachstum und Zellgrößen-Heterogenität (Antragsteller Typas, Ph.D., Athanasios )
• Die zugrundeliegenden Prinzipien der Bistabilität in der Expression des bedeutenden Virulenzregulators RovA aus Yersinia pseudotuberculosis und die Rolle bei der Virulenz (Antragstellerin Dersch, Petra )
• Genetics and dynamics of staphylococcal persister cells (Antragsteller Götz, Friedrich )
• Heterogene Colicin E2 Expression in E. coli (Antragstellerinnen / Antragsteller Frey, Erwin ;  Opitz, Madeleine )
• Heterogene Genexpression, metabolische Variabilität und Differenzierung in Staphylococcus-epidermidis-Biofilmen (Antragstellerin Ziebuhr, Wilma )
• Heterogenität bei der flagellenvermittelten Motilität (Antragsteller Thormann, Kai )
• Heterogenität der Matrix-Produktion bei der bakteriellen Biofilmbildung (Antragstellerin Hengge, Regine )
• Heterogenität im Sekundärstoffwechsel von Photorhabdus und Xenorhabdus (Antragsteller Bode, Helge Björn )
• Inter-kingdom communication and phenotypic heterogeneity of Legionella in phagocytes (Antragsteller Hilbi, Hubert )
• Interaktion von Prophagen und Colizin Ib auf Einzelzell- und Populationsebene (Antragstellerin Stecher-Letsch, Barbara )
• Isolierung und physiologische Charakterisierung der Zelltypen von heterologen Staphylococcus aureus Aggregaten mittels Transkriptomanalyse (Antragsteller López, Daniel )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Jung, Kirsten )
• Molekulare Mechanismen und Vorteile phänotypischer Heterogenität in Sinorhizobium meliloti Populationen (Antragstellerin Becker, Anke )
• Molekulare Schalter und Netzwerke für die Regulation der phänotypischen Heterogenität in Sinorhizobium fredii NGR234 (Antragsteller Streit, Wolfgang )
• Novel high resolving microanalytical approaches to access phenotypical heterogeneity on a molecular level (Antragsteller Schmitt-Kopplin, Philippe )
• Phenotypic heterogeneity and bet hedging in chemotaxis of Escherichia coli (Antragsteller Sourjik, Victor )
• Phenotypic heterogeneity as a strategy for speeding up adaptive evolution at minimal cost (Antragstellerin Maier, Berenike )
• Phänotypische Heterogenität der Zellwand-Homöostase von Bacillus subtilis in der stationären Phase: ein Balanceakt zwischen Zellwachstum, Antibiotikaproduktion und Zellhüllstressantwort (Antragsteller Fritz, Georg ;  Mascher, Thorsten )
• Phänotypische Heterogenität und Evolution metabolischer Austauschwechselwirkungen (Antragsteller Kost, Christian )
• Phänotypische Heterogenität und Histidinkinase-basierte Signaltransduktionsnetzwerke (Antragstellerin Jung, Kirsten )
• Phänotypische Heterogenität und Populationsdynamik in Biofilmen (Antragstellerin Kothe, Erika )
• Phänotypische Heterogenität während der heterologen Proteinproduktion in Bacillus megaterium (Antragsteller Jahn, Dieter ;  Müller, Johannes )
• Quantitative single-cell analysis of colicin Ib expression in Salmonella enterica serovar Typhimurium and its role in competition against commensal E. coli in the gut (Antragstellerin Stecher-Letsch, Barbara )
• Regulation von phänotypischem Phasenwechsel und Heterogenität in Photorhabdus luminescens Zellpopulationen (Antragsteller Heermann, Ralf )
• Spontane Induktion kryptischer Prophagen in Populationen der Modellorganismen Corynebacterium glutamicum und Escherichia coli (Antragstellerinnen / Antragsteller Frunzke, Julia ;  Kohlheyer, Dietrich ;  Wiechert, Wolfgang )

• Sprecherin: Professorin Dr. Kirsten Jung