DNA-Methylierung neu analysiert

2. Dezember 2018 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Abdulrahman Salhab et al.: A comprehensive analysis of 195 DNA methylomes reveals shared and cell-specific features of partially methylated domains. Genome Biology 19, 28.09.2018, doi: 10.1186/s13059-018-1510-5.

Das Internationale Human-Epigenom-Konsortium IHEC hat im Rahmen der Programme seiner Mitglieder wie Blueprint (EU), NIH Roadmap (USA) und DEEP (Deutschland) bereits eine Vielzahl systematischer Daten über die epigenetischen Markierungen unterschiedlichster menschlicher aber auch tierischer Zelltypen gesammelt. Die Erstellung der Referenz-Epigenome war die Hauptaufgabe des Konsortiums. Jetzt ruhen die Resultate in öffentlich zugänglichen Datenbanken und bieten einen großen Schatz an Informationen, der nach und nach gehoben werden muss. Wie das gelingt, zeigen Mitglieder des Deutschen Epigenomik-Programms DEEP. Sie analysierten 195 epigenomische Datensätze mit einem neuen Ansatz und gewannen wichtige neue Erkenntnisse.

Abdulrahman Salhab und Kolleg*innen konzentrierten sich auf so genannte teilweise methylierte Domänen. Das sind größere Abschnitte innerhalb des Erbguts an denen die DNA-Methylierung unregelmäßig ist, was ein typisches Muster erzeugt. Nun zeigte sich, dass zwar drei Viertel der untersuchten Zelltypen solche Domänen besitzen, dass aber nur ein Viertel dieser Domänen in allen Zelltypen am gleichen Ort auftaucht. Das Muster der Domänen ist also eine für den Zelltyp charakteristische Signatur. Diese dürfte in Zukunft dabei helfen, epigenomische Daten möglichst unkompliziert einem bestimmten Zelltyp zuzuordnen.

Doch damit nicht genug: Es gibt Hinweise, dass dort, wo die DNA so typisch unregelmäßig methyliert ist, das Chromatin genannte DNA-Protein-Gemisch in einem bestimmten Funktionszustand ist. Die Analyse der Domänen ermöglicht also einen zusätzlichen Blick in die aktuellen Aufgaben des Epigenoms. Sie liefert zum Beispiel Hinweise, ob das Erbgut an diesen Stellen gerade abgelesen werden kann oder ob es sich gerade erst geteilt hat. Ähnliche Methoden zur vergleichsweise großflächigen funktionalen Chromatin-Analyse sind dringend erforderlich, weil sie helfen, die wirklich wichtigen Informationen aus dem großen, unübersichtlichen Satz aller epigenomischer Detaildaten herauszufiltern – etwa welche Veränderungen im Zuge einer Krankheit typischerweise in den Zellen geschehen, oder woher zum Beispiel die Tumorzellen bei einer Krebserkrankung stammen. In die gleiche Richtung geht auch der Ansatz, der in der Meldung Lesen im Chromatin der Krebszelle vorgestellt wird.

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