Funktionsanalyse von Corynebacterium glutamicum Transposon-Mutanten mittels genomischer und metabolischer Hochdurchsatzmethoden

In dieser Arbeit wurden zur funktionellen Untersuchung von Genen in einem Pilotprojekt mehrere hundert Transposonmutanten einer Corynebacterium glutamicum Transposon-Mutantenbank auf genomischer und metabolischer Ebene analysiert. Hierfür wurde eine Hochdurchsatz-Methode zur Bestimmung von Transposon-Insertionsorten im Genom etabliert und 725 Insertionsorte ermittelt. Zur metabolischen Charakterisierung der Mutanten wurde die bereits in der Arbeitsgruppe etablierte Hochdurchsatz-Methode angepasst und die metabolischen Profile von 258 zufällig ausgewählten Mutanten untersucht. Eine paarweise Korrelationsanalyse von Metaboliten über den gesamten Datensatz zeigte die Korrelation vieler eng verwandter Metabolite. Darüber hinaus zeigten die Korrelations­analysen die Verbindung von bisher nicht identifizierten Metaboliten zu Gruppen bekann­ter Metabolite, wodurch weitere Hinweise auf deren Identität gesammelt werden konnten. Basierend auf den Verknüpfungen der Metabolite in der Korrelationsanalyse, wurde ein Screening des Datensatzes nach Mutanten mit Akkumulationen von signifikanten Verände­rungen in eng assoziierten Metaboliten durchgeführt. Die Analyse der daraus resultierenden Mutanten ergab zwei Mutanten mit sehr ähnlichem metabolischen Phänotyp. Für die Mutante P7A10 war die Funktion des betroffenen Gens glnE bereits bekannt. Dagegen war die Funktion des in der Mutante P7E1 betroffenen Gens noch unbekannt. Auf Grund der hohen Ähnlichkeit der metabolischen Profile lässt sich als mögliche Funktion des unbekannten Proteins eine Rolle in der Regulation der Ammoniumfixierung vermuten. Anhand einer bereits veröffentlichte Studie zu den Auswirkungen einer Mutation des Gens glnE auf das Metabolom, konnten die mit der Hochdurchsatz-Methode ermittelten Daten bestätigt werden. Da es sich in der Veröffentlichung um eine Deletionsmutante dieses Gens handelt, konnte gleichzeitig gezeigt werden, dass die Transposonmutation die Funktion des Gens zuverlässig deaktiviert.