Leucht-Würmchen

8. September 2017 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Adam Klosin et al.: Impaired DNA replication derepresses chromatin and generates a transgenerationally inherited epigenetic memory. Science Advances 3, 16.08.2017, e1701143.

Gerade erst hatte das Team um Ben Lehner gezeigt, dass Fadenwürmer, Caenorhabditis elegans, eine durch Hitze ausgelöste Veränderung des epigenetisch wichtigen Histon-Codes mindestens vierzehn Generationen weiter vererben können (siehe Newsletter Epigenetik 02/2017: Und es vererbt sich doch!), da schlagen die Epigenetiker aus Barcelona erneut zu. Dieses Mal wollten die Forscher zunächst nur zeigen, dass eine genetische Mutation, die die Verdoppelung des Erbgutmoleküls DNA während der Zellteilung behindert, auch die Epigenetik der Zellen beeinträchtigen kann. Solche genetischen und epigenetischen Schäden spielen unter anderem eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Krebs.

Die Hypothese bestätigte sich rasch, denn in den Zellen der mutierten Tiere wandelten sich die Epigenome drastisch: Ein großer Teil des so genannten Heterochromatins hatte sich wegen epigenetischer Veränderungen an den Histon-Proteinen in Euchromatin verwandelt. Im ersten Fall ist das DNA-Protein-Gemisch besonders kompakt angeordnet. Dort liegende Gene sind deshalb kaum aktivierbar. Im lockeren Euchromatin ist der DNA-Code hingegen leicht zugänglich, Gene sind gut aktivierbar.

Schön zu sehen war der Effekt daran, dass auch ein zuvor eingeschleustes, im Heterochromatin verstecktes Leucht-Gen aktiv wurde. Die Würmer leuchteten. Nicht schlecht staunten die Forscher allerdings über die nächste Generation: Auch die Nachkommen der epigenetisch veränderten Tiere leuchteten nämlich. Davon war ursprünglich nicht auszugehen, denn die Mutation, die die Umwandlung von Hetero- in Euchromatin angestoßen hatte, betraf nicht die Keimzellen und war an die Nachkommen nicht weitergegeben worden. Doch damit nicht genug: Der transgenerationelle epigenetische Effekt hielt fünf Generationen an. Das epigenetisch fixierte Genaktivierbarkeitsmuster, das den Wurmnachwuchs in Leucht-Würmchen verwandelte, wurde also definitiv gemeinsam mit der DNA über die Keimbahn vererbt.

Foto: Erwachsene Fadenwürmer mit heranwachsenden Jungtieren im Inneren. Dass diese Jungtiere leuchten, ist ein epigenetischer Effekt, der über die Keimbahn weitervererbt worden sein muss (Bildrechte: Adam Klosin, CRG).

 

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