Der Beginn der epigenetischen Reprogrammierung

1. April 2011 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Mark Wossidlo et al.: 5-Hydroxymethylcytosine in mammalian zygote is linked with epigenetic reprogramming. Nature Communications 2:241, 15.03.2011, doi: 10.1038/ncomms1240.

walter_chromosomenWenn ein neues Leben entsteht, programmiert sich die Eizelle von Säugetieren kurz nach ihrer Befruchtung epigenetisch um. So erreicht sie ein totipotentes Stadium und korrigiert Fehler in den Epigenomen der Eltern. Jetzt gelang einem internationalen Forscherteam unter Leitung von Jörn Walter (Universität des Saarlandes, Saarbrücken) die Erkundung der ersten Schritte dieser epigenetischen Reprogrammierung, die für eine gesunde Entwicklung des Organismus unerlässlich ist. Erstautor Mark Wossidlo und Kollegen entdeckten, dass die Eizellen zunächst die Methylgruppen an ihrer DNA chemisch verändern. Genau genommen hydroxilieren sie die methylierten Cytosin- Basen, bauen also eine OH-Gruppe an. Das zentrale Enzym, das diesen Umbauprozess steuert, heißt Tet3. Es leitet mit dieser Reaktion offenbar die aktive Demethylierung der entsprechenden DNA-Stelle ein (siehe Newsletter Epigenetik 3/2010).

Auch der Lösung eines anderen Rätsels sind die Forscher ein großes Stück näher gekommen: Seit zehn Jahren wissen sie, dass die Zelle zunächst nur ihr väterliches Erbgut reprogrammiert. Warum sie das tut, ist zwar noch immer unklar, aber man weiß jetzt, wie es geschieht: Die Epigenetiker fanden heraus, dass die Eizelle ihr mütterliches Erbgut mit Hilfe des Enzyms Stella vor der Hydroxylierung der Methylgruppen schützt und so die aktive Demethylierung verhindert.

Bild: Die väterlichen Chromosomen (rot) dieser befruchteten Maus-Eizelle wurden breits epigenetisch reprogrammiert, das mütterliche Erbmaterial (blau) ist vor diesem Prozess geschützt (Bildrechte: Jörn Walter & Mark Wossidlo / Universität des Saarlandes, Saarbrücken).

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