Beschreibung

• 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.