Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Mikrobiologie

Betreuer: Prof. Dr. Hubert Bahl



Dipl.-Biol. Franziska Schulz
(e-mail: FranziSchulz@gmx.net )

Fluoreszenzproteine in Clostridium acetobutylicum - Ein neues in vivo Reportersystem

Solventogene Clostridien besitzen eine hohe biotechnologische Bedeutung, da sie natürlicherweise in der Lage sind, Biobutanol zu bilden. Dennoch gibt es nur wenige molekulare Werkzeuge, um die Genexpression dieser obligaten Anaerobier gezielt zu modifizieren. Daher wurde innerhalb dieser Arbeit für den Modellorganismus Clostridium acetobutylicum ein neues Fluoreszenz-basiertes in vivo Reportersystem etabliert, das auf der Grundlage von sauerstoffunabhängigen Fluoreszenzproteinen (FbFPs) basiert. Die Fluoreszenz wurde hinsichtlich wachstumsphysiologischer und molekularer Kriterien optimiert. Dies ermöglichte die Erstellung eines Protokolls zur Charakterisierung clostridieller Promotoraktivitäten. Makro- und mikroskopische Fluoreszenz-Aufnahmen rekombinanter C. acetobutylicum-Stämme bestätigten die Funktionalität des Systems. Zudem wurde die Anwendbarkeit des neuen in vivo Reportersystems anhand von Promotorstudien von vier nativen C. acetobutylicum Genen (thlA, ptb, adc, hydA) belegt. Des Weiteren konnten wachstumsphysiologische Charakterisierungen des adhE2-Promotors in verschiedenen C. acetobutylicum-Integrationsstämmen mit „ethanologenem“ Phänotyp eine im Vergleich zum Wildtyp dereprimierte Aktivität des Promotors belegen. Außerdem wurden ein induzierbares System zur gezielten Genexpression und ein Fluoreszenz-basiertes Screening im Hochdurchsatz für C. acetobutylicum entwickelt. Die dargestellten Differenzierungen zwischen den Promotorstärken und wachstumsabhängigen Profilen demonstrierten die Effektivität des Fluoreszenz-basierten in vivo Reportersystems.