Forschung
Evolutionärer Ansatz für die Proteinanalyse und -entwicklung. Die zufällige Mutagenese eines einzelnen Gens, möglicherweise konzentriert auf bestimmte Segmente dank verfügbarer 3D-Strukturinformationen, führt zu grossen Pools verschiedener Mutanten. Das Einbringen solcher Genbibliotheken in Bakterien und die Exposition der entsprechenden Transformanten gegenüber herausfordernden Umgebungsbedingungen ermöglicht die Selektion vorteilhafter Mutanten, die einen Überlebensvorteil bieten. Die Anreicherung (Amplifikation) und Analyse von Gewinnerklonen nach einem einzelnen Evolutionszyklus gibt Einblicke in Struktur-Funktions-Beziehungen des untersuchten makromolekularen Systems. Anwendung von iterativen Zyklen von Mutagenese, Selektion und Amplifikation kann schnell Varianten von funktionellen biologischen Molekülen evolvieren mit verbesserter katalytischer Funktion oder optimierter thermischer oder chemischer Stabilität. Eine Erhöhung des Selektionsdrucks ist normalerweise erforderlich, um die vorteilhaften Eigenschaften von Runde zu Runde zu verbessern, hier angedeutet durch den Farbgradienten im Segment „Selektion“.
(Prinzip der gerichteten Evolution, adaptiert aus Curr. Opin. Struct. Biol. 1997, 7, 470-479 / Illustration K. Würth & P. Kast, ETH Zürich).
Hier finden Sie Forschungsprojekte, in denen wir das Prinzip der gerichteten Evolution einsetzen: