Populationsgenetik von Bakterien: Dr. Mario Santer erhält die Otto-Hahn-Medaille
Dr. Mario Santer hat in seiner Forschung wichtige Fortschritte im Verständnis der Populationsgenetik von Bakterien erzielt. Für seine Doktorarbeit wurde er nun mit der renommierten Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft ausgezeichnet. Dr. Santers Arbeit, die in der Forschungsgruppe von Dr. Hildegard Uecker angefertigt wurde, widmet sich der genetischen Anpassung von Bakterienpopulationen an neue Umwelten und trägt damit auch zum Verständnis der Evolution von Antibiotikaresistenzen bei.
Die klassische Populationsgenetik wurde für Organismen entwickelt, die Meiose durchlaufen, und konzentriert sich auf Organismen mit einem einfachen (haploiden) oder doppelten (diploiden) Chromosomensatz. Die Theorie der Populationsgenetik von Bakterien ist bisher wenig entwickelt. Modelle zur Evolution von Bakterien behandeln diese oft als haploide Organismen. Es gibt jedoch zahlreiche Arten von Bakterien, wie beispielsweise viele Arten von Cyanobakterien, die mehrere Kopien ihres Chromosoms tragen. Viele Bakterienzellen tragen außerdem neben dem Chromosom noch extra DNA-Stücke – sogenannte Plasmide --, die mehrfach in einer Zelle vorhanden sein können. Die Verbreitung neuer Genvarianten hängt dann nicht nur von Zellteilung und -tod ab, sondern auch von der DNA-Replikation innerhalb der Zelle und der Verteilung der verschiedenen Kopien eines Chromosoms oder Plasmids auf die beiden Tochterzellen (Abb. 1).
Trotz der Relevanz für evolutionäre Prozesse gab es bisher kaum Modelle, die die Kopienzahl von Chromosomen oder Plasmiden berücksichtigen. Um diese Lücke zu schließen, entwickelte Dr. Mario Santer in seiner Dissertation grundlegende theoretische Modelle für die Evolution solcher polyploiden Bakterienpopulationen. Im Zentrum seiner Arbeit steht die Untersuchung der Wahrscheinlichkeit und der Dynamik einer genetischen Anpassung an veränderte Umwelten.
Ein besonderer Aspekt seiner Dissertation ist der Vergleich theoretischer Vorhersagen mit experimentellen Ergebnissen, der in Zusammenarbeit mit Prof. Tal Dagan (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel) und ihrem Team durchgeführt wurde und die Relevanz der Modelle eindrücklich bestätigt. Da Resistenzgene in Krankheitserregern sich häufig auf Plasmiden befinden, hat Dr. Santers Arbeit insbesondere Bedeutung für zukünftige Forschung im Bereich der Antibiotikatherapie.
Werdegang Dr. Mario Santer:
Dr. Santer begann seine akademische Laufbahn mit einem Bachelor of Science in Physik (2012-2015) und einem Master of Science in Physik (2015-2018) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Deutschland. Von 2018 bis 2022 war er Doktorand unter der Betreuung von Dr. Hildegard Uecker am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön. Seit 2023 ist er Mitarbeiter in der Gruppe von Prof. Tal Dagan an der Universität Kiel.