Adaptation von Ralstonia sp. CH34 an Streß in Serpentin-Böden

Viele Bakterien, unter ihnen Ralstonia spec. CH34 sind an eine Umgebung angepasst, die mit Schwermetallen verseucht ist. Speziell mit Nickel-, Chromat- und Cobaltionen belastete Böden werden als Serpentin-Böden bezeichnet (BAKER, 1987). Die Konzentration dieser Schwermetalle liegt in einem Bereich, der toxisch auf die lebende Zelle wirkt. Bakterien, wie Ralstonia spec. CH34, besitzen eine Toleranz gegenüber mehreren Metallen in einer toxischen Konzentration. Diese multiple Toleranz zeichnet auch R. aus. Durch zwei Megaplasmide ist der Stamm CH34 in der Lage, Resistenzen gegenüber sieben verschiedenen Schwermetallen auszuprägen. Neben Determinanten für die Cobalt-, Zink- und Cadmium- (czc), die Kupfer- sowie die Quecksilberresistenz, befinden sich die Resistenzdeterminanten für Chromat (chr) und für Nickel und Cobalt (cnr). Das Vorhandensein beider Determinanten auf dem Megaplasmid pMOL28 kann ein Resultat der Anpassung des Organismus an den Serpentin-Boden sein. Die cnr-Determinante kodiert Resistenz gegenüber Cobalt und Nickel, die auf dem Efflux der Metallkationen beruht. Der Mechanismus der Chromatresistenz beruht auf der reduzierten Akkumulation der Metallanionen und außerdem auf der Reduktion der toxischen Cr (VI) Ionen (Peitzsch et al. 1998).
Im Unterschied zu czc werden im chr System Anionen entgiftet und die chr Resistenz betrifft ein anderes Ökosystem. Durch den zweiten zusätzlichen Entgiftungsmechanismus, der Reduktion der toxischen Chromatanionen unterscheidet sich das Resistenz-System von der czc-Determinante. Nicht nur in der Art der Entgiftung, sondern auch in der Regulation liegt der Unterschied zum czc-System. Die regulatorischen Faktoren der chr-Determinante sind ganz anders als die des czc-Systems. Bei chr spielen die Sigma-70-Faktoren und Promotoren keine Rolle, sondern dieses System wird von Sigma-32-Faktoren und anderen Streßproteinen kontrolliert. Bis jetzt sind sieben Gene der chr-Determinante identifiziert und erste Transkriptionsunters uchungen wurden durchgeführt. Es sollen jetzt Daten erarbeitet werden, um die Regulation der chr-Resistenz zu verstehen und in einem Modell zusammenfassen zu können. Die Arbeiten zum beantragten Projekt sollen sich mit der Regulation der Serpentin-Region von Ralstonia spec. CH34 beschäftigen. Dabei soll die Chromat-Region mit den verschiedenen Komponenten charakterisiert werden. Es soll auf molekularer Ebene geklärt werden, wie die einzelnen Komponenten zusammen zur Adaption bei Serpentin-Streß beitragen.