Bakterien haben diverse Adaptationsmechanismen entwickelt, welche ihr Überleben unter Stresssituationen sichern. Herkömmlich erfolgen die Analysen dieser Mechanismen auf Populationsebene. Jedoch befinden sich gewöhnlich nicht alle Zellen einer Population im gleichen metabolischen und physiologischen Zustand. Ähnlich wie tierische oder menschliche Zellpopulationen, sind Bakterienpopulationen heterogen und sollten daher individuell betrachtet werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten des schadstoff-abbauenden Bakteriums Cupriavidus necator JMP134 bei dessen Konfrontation mit dem toxischen Modellsubstrat Phenol untersucht. Dabei wurden Strategien und Mechanismen, die der Stressbewältigung und Adaptation an zunehmende Phenolkonzentrationen dienen, auf Populations- und individueller Ebene identifiziert. Hierfür wurde eine neue Methode etabliert, mit der Zellen anhand ihrer physiologischen Eigenschaften separiert und deren metabolische Fähigkeiten mit Hilfe der Proteomanalyse näher charakterisiert werden konnte. Die Untersuchungen der Gesamtpopulation haben gezeigte, dass der produktive Abbau eine wichtige Funktion bei der Adaptation an zunehmende Phenolkonzentrationen einnimmt. Dieser wird sichergestellt durch die Induktion zusätzlicher Abbauenzyme und mehrerer Monooxygenasen. Ferner wurde u. a. die verstärkte Expression von periplasmatischen Proteinen, mit Chaperon- und Proteasefunktion, sowie Vertreter der oxidativen Stressantwort detektiert. Mit Hilfe flowzytometrischer Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Zellen innerhalb einer Population unterschiedlich auf zunehmende Phenolkonzentrationen reagieren. Bei Substratrestkonzentration größer 1,7 mM wurde eine neue Subpopulation detektiert. Zellen dieser waren gekennzeichnet durch einen geringeren DNA- und PHB-Gehalt. Durch die Kombination von Flowzytometrie, Zellsortierung und Proteomanalyse erfolgte eine detaillierte Analyse der detektierten Subpopulationen. Diese gezeigte, dass Zellen innerhalb einer Population unterschiedliche Strategien verfolgen. Während ein Teil der Population Wachstum und Vermehrung aufrechterhält, nimmt ein anderer Teil der Population einen dormanten Zustand ein und sichert so Leben und Überleben der Gesamtpopulation für den Fall einer weiteren Zunahme der Stresssituation.
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