Langzeit-Evolutionsexperiment mit Escherichia coli

Empirischer Befund für neue Funktion durch Mutation?

Seit ca. 20 Jahren läuft in einem amerikanischen Labor für Mikrobiologie ein Langzeit-Evolutionsexperiment mit E. coli-Bakterien. Über viele tausend Generationen sind inzwischen unter verschiedensten Bedingungen die Mikroorganismen gezüchtet und untersucht worden. Im Rahmen dieser Versuchsreihe ist eine unüberschaubar große Zahl von Mutanten aufgetreten. Nun wurde erstmals eine „neue“ Funktion beschrieben. Obwohl die entsprechenden Bakterien bereits seit längerer Zeit gründlich untersucht werden, ist noch nicht klar, warum es so lange dauert, bis eine „neue“ Funktion auftritt und welche genetischen Prozesse zugrunde liegen. 1988 begann der amerikanische Mikrobiologe Richard E. Lenski mit Mitarbeitern ein Langzeit-Evolutionsexperiment (LZEE) mit Escherichia coli-Bakterien. Die kurze Generationszeit von E. coli erlaubt es unter den gewählten Kulturbedingungen im Durchschnitt ca. 6,6 Generationen/Tag zu erzeugen. Bisher folgten auf diese Weise mehr als 44 000 Generationen aufeinander. Immer nach 500 Generationen werden Proben tief gefroren, sodass ein umfangreiches Archiv von reaktivierbaren Bakterien entstanden ist, die für Studien zu unterschiedlichsten Fragestellungen verfügbar sind. In gewissem Sinn sind damit Spuren in die Geschichte der Generationen von aktuellen Bakterienkolonien zugänglich, vergleichbar den Fossilien zum Studium von Lebewesen im Verlauf der Erdgeschichte; die Autoren verwenden hier tatsächlich auch den Begriff „fossil record“.

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