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Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL)

Abteilung Mikrobiologie
Technische Universität München
Weihenstephaner Berg 3
D-85350 Freising


Überlappende Gene: Bioinformatik und Evolution
Gruppenleiter: Dr. Zachary Ardern

Alina Glaub, MSc. PhD Student
Dr. Christopher Huptas, Postdoc
Stefan Wichmann, MSc. PhD Student

Die Redundanz des genetischen Codes ermöglicht die Kodierung einer Amino-säure durch mehr als ein Nukleotid-Triplett (Kodon). Diese Tatsache ist eine Voraussetzung dafür, dass die Kodierung von überlappenden Proteinsequenzen in alternativen Leserastern einer DNA Sequenz erfolgen kann.

Die Arbeitsgruppe erforscht die Präsenz von nicht-annotierten überlappenden Genen (overlapping genes, OLGs) in Bakterien aufgrund einer Vielzahl von einschlägigen bioinformatischen Daten und Analysen. Vor allem werden Informationen über Transkription und Translation verwendet, die aus Hoch-durchsatz RNA Sequenzierungen (NGS) und Proteomanalysen stammen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf ribosomal profiling Experimenten, welche auch in der Schwesterarbeitsgruppe (link) durchgeführt werden.






Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf der Erforschung des Ursprungs und der evolutionären Geschichte von OLGs. Insbesondere soll analysiert werden, unter welchen Voraussetzungen ein überlappendes Gen in einem "Mutter-ORF" entstehen kann. Unter anderem wird untersucht, inwiefern die Struktur des genetischen Codes zur Entstehung von überlappenden Genen beiträgt.

TUM Master students interested in conduction Research practical or Thesis work with us please contact Dr. Zachary Ardern.

Publications

Scherer S, Neuhaus K, Bossert M, Mir K, Keim D, Simon S (2018) Finding new overlapping genes and their theory (FOG Theory). In: Information - and Communication Theory in Molecular Biology, edited by Bossert M (Springer International), pp 137-159.

Hücker SM, Ardern Z, Goldberg T, Schafferhans A, Bernhofer M, Vestergaard G, Nelson CW, Schloter M, Rost B, Scherer S, Neuhaus K (2017) Discovery of numerous novel small genes in the intergenic regions of the Escherichia coli O157:H7 Sakai genome. PLoS One. 2017 Sep 13;12(9): e0184119

Böhm M-E, Huptas C, Krey V, Scherer S (2015) Massive horizontal gene transfer, strictly vertical inheritance and ancient duplications differentially shape the evolution of Bacillus cereus enterotoxin operons hbl, cytK and nhe. BMC Evolutionary Biology 15:246

Mir K, Neuhaus K, Scherer S, Bossert M, Schober S (2012) Predicting statistical properties of open reading frames in bacterial genomes. PLOS one 7, 9,e45103:1-12

Neuhaus K, Oelke D, Fürst D, Scherer S, Keim DA (2010) Towards automatic detecting of overlapping genes - Clusters BLAST analysis of viral genomes. Pizzuti C, Ritchie MD, Giacobini M (Eds.). EvoBio 2010, LNCS 6023, 228-239.

 







Aktuelles

Paper
Dynamic Proteome Alteration and Functional Modulation of Human Saliva Induced by Dietary Chemosensory Stimuli (2018)

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Genome sequence of the novel virulent bacteriophage PMBT14 with lytic avtivity against Pseudomonas fluorescens DSM 50090 (2018)

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The Novel Anaerobiosis-Responsive Overlapping Antisense to the Annotated Gene ECs2385 of Escherichia coli O157:H7 Sakai (Mai 2018)

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Thermal treatment of skim milk concentrates in a novel shear-heating device: Reduction of thermophilic spores and physical properties (Febr. 2018)

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A novel short L-arginine responsive protein-coding gene (laoB) antiparallel overlapping to a CadC-like transcriptional regulator in Escherichia coli O157:H7 Sakai originated by overprinting (2018)

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Comparison between Listeria sensu stricto and Listeria sensu lato strains identifies novel determinants involved in infection (2017)

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Denkvoraussetzungen und weltanschauliche Überzeugungen in der Biologie (2017)

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Differentiation of ncRNAs from small mRNAs in Escherichia coli O157:H7 EDL933 (EHEC) by combined RNAseq and RIBOseq-ryhB encodes the regulatory RNA Ryhb and a Peptide, RyhP. (2017)

Paper
Complete circular genome sequence and temperature independent adaptation to Anaerobiosis of Listeria weihenstephanensis DSM 24698 (2017)

Paper
Discovery of numerous novel small genes in the intergenic regions of the Escherichia coli O157:H7 Sakai Genome (2017)

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Spoilage of Microfiltered and Pasteurized Extended Shelf Life Milk Is Mainly Induced by Psychrotolerant Spore-Forming Bacteria that often Originate from Recontamination (2017)

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Transcriptional and translational regulation by RNA thermometers, riboswitches and the sRNA DsrA in Escherichia coli O157:H7 Sakai under combined cold and osmotic stress adaptation. (2016)

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Comparative Bioinformatics and Experimental Analysis of the Intergenic Regulatory Regions of Bacillus cereus hbl and nhe Enterotoxin Operons and the Impact of CodY on Virulence Heterogeneity (Mai 2016)

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Acidified nitrite inhibits proliferation of Listeria monocytogenes - Transcriptional analysis of a preservation method (März 2016)

Paper
Translatomics combined with transcriptomics and proteomics reveals novel functional, recently evolved orphan genes in Escherichia coli O157:H7 (EHEC)

Paper
Evidence for the recent origin of a bacterial protein-coding, overlapping orphan gene by evolutionary overprinting (Dez. 2015).

Paper
Massive horizontal gene transfer, strictly vertical inheritance and ancient duplications differentially shape the evolution of Bacillus cereus enterotoxin operons hbl, cytK and nhe (Nov. 2015)