Das Königinnen-Epigenom

4. Januar 2011 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Frank Lyko et al.: The Honey Bee epigenomes: Differential methylation of brain DNA in queens and workers. PLoS Biology 8, 02.11.2010, doi: 10.1371/journal.pbio.1000506.

Lyko_BieneWenn eine Honigbiene aus dem Ei schlüpft, kann sie beides werden: Arbeiterin oder Königin. Beide Erscheinungsformen sind innerhalb eines Stocks genetisch identisch. Was aus einer Biene wird, bestimmen die Ammenbienen, indem sie die spätere Königin ausschließlich mit Gelée Royale füttern. Die spätere Arbeiterin erhält auch Pollen und Nektar. So entwickeln sich die Epigenome der Tiere unterschiedlich.

Ein deutsch-australisches Forscherteam um Frank Lyko, Heidelberg, analysierte nun, wo am Erbgut der Gehirnzellen beider Bienentypen Methylgruppen angelagert sind. Eine solche DNA-Methylierung schaltet das betroffene Gen dauerhaft stumm. Als Resultat fanden die Forscher mehr als 550 Gene, die bei Arbeiterinnen anders methyliert sind als bei Königinnen. Nebenbei entdeckten sie einen bislang unbekannten Weg, wie die DNA-Methylierung wirkt: Bei Bienen sind besonders oft so genannte Spleißstellen methyliert, an denen über Art und Länge der Bauanleitung für ein späteres Protein entschieden wird. Damit bestimmt die epigenetische Markierung nicht nur, ob ein Gen abgelesen wird oder nicht, sondern auch, welche Protein-Form entsteht.

Nun hofft Lyko auf die epigenomische Analyse menschlicher Zellen: „Die Biene mit ihrem kleinen Genom diente uns als Modell zum Erproben der Technik.“ Der nächste Schritt sei der Vergleich menschlicher Krebszellen mit gesunden Zellen. Fände man typische chemische Markierungen von Krebszellen, könne man diese vielleicht mit neuen Medikamenten beeinflussen.

Bild: Diese Biene bekam ab dem dritten Tag neben Gelée Royale auch Pollen und Nektar zu fressen. Das machte sie zur Arbeiterin (Bildrechte: Tobias Schwerdt / DKFZ Heidelberg).

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