Zachary D. Smith et al.: A unique regulatory phase of DNA methylation in the early mammalian embryo. Nature 484, 28.03.2012, S. 336-344.
Ein zentrales epigenetisches Schaltersystem – die DNA-Methylierung – bleibt im Laufe des Lebens von Säugern und Menschen recht stabil. Nur an wenigen Stellen der DNA legen Enzyme Schalter um. Weil das aber oft für eine dauerhafte Aktivierung oder Inaktivierung wichtiger Gene sorgt, bestimmt es mit über Gedächtnis und Identität der Zellen. Nur während der allerersten Phasen im Leben eines Säugers, in der Zeit nach der Befruchtung bis zur Einnistung des Embryos, verändert sich das DNA-Methylierungsmuster dramatisch. Zunächst wird das Epigenom fast vollständig reprogrammiert, um dann neu ausgerichtet zu werden. Was dabei genau passiert, war bislang weitgehend unklar. Jetzt haben Epigenetiker um Alexander Meissner, USA, die Dynamik der DNA-Methylierung im frühen Säuger-Embryo mit Hilfe modernster Sequenziertechnik durchleuchtet (siehe auch das Intro dieses Newsletters).
Sie ermittelten für das gesamte Erbgut von Mäusen DNA-Methylierungskarten von Eizellen, Spermien und ersten Embryonalstadien. Es zeigte sich, dass die Eizell-DNA schon vor der Befruchtung kaum methyliert ist, während Methylgruppen vom Erbgut der Spermien erst später und an anderen Stellen verschwinden. Das Epigenom des frühen Embryos ähnelt letztlich deutlich mehr jenem der ursprünglichen Eizelle als dem der Spermien. Außerdem überstehen manche Informationen die Phase nach der Befruchtung. Das könnte Befunde erklären, nach denen epigenetische Eigenschaften Generationsgrenzen überspringen können.