Nutzpflanzen epigenetisch auf den Klimawandel vorbereiten

9. Dezember 2019 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Matthias Benoit et al.: Environmental and epigenetic regulation of Rider retrotransposons in tomato. PloS Genetics 15, e1008370.

In Zeiten des Klimawandels wird es immer wichtiger, Nutzpflanzen zu züchten, die lange Dürren gut überstehen. Da ist es eine gute Nachricht, dass Matthias Benoit und Kolleg*innen von der University of Cambridge, Großbritannien, jetzt herausgefunden haben, wie es vielen Pflanzen gelingt, auf Trockenheit mit einer Änderung ihres epigenetischen Programms zu reagieren.

Die Forscher*innen untersuchten so genannte springende Gene in Tomaten. Diese werden auch Transposons genannt. Früher galten sie als nutzlose Überbleibsel im Erbgut und wurden zur Junk-DNA (Müll-DNA) gerechnet. Sie können sich vermehren und ihren Ort im Erbgut verändern, daher der Name springende Gene. Weil sie meist Schaden anrichten, versucht die Zelle sie gleich mit mehreren epigenetischen Mechanismen auf inaktivierbar zu stellen. Dennoch werden sie vor allem bei Pflanzen immer mal wieder aktiv und tragen so zu deren Vielgestaltigkeit bei. Nun fanden die Forscher*innen heraus, dass ein Rider genanntes Transposon bei der Tomate immer dann aktivierbar geschaltet wird, wenn diese einer Dürre ausgesetzt ist. Offenbar versucht die Pflanze, auf den Stress durch das Anschalten von möglicherweise hilfreichen Genen zur reagieren, die normalerweise stumm geschaltet sind. Ein Vergleich mit anderen Nutzpflanzen zeigte, dass das Rider-Transposon dort eine ähnliche Funktion hat.

Nun hofft das Team, die Eigenschaft von Rider, auf Trockenheit mit dem Anschalten neuer Genregulationsnetzwerke zu reagieren, für die Zucht moderner Pflanzen zu nutzen. Eine epigenetische Manipulation der Transposons könnte helfen, dass Nutzpflanzen der Zukunft besser auf den Klimawandel vorbereitet sind. Weil Rider in den Pflanzen bereits existiert, handelt es sich dabei auch nicht um einen gesetzlich regulierten gentechnischen Eingriff, da keine besonderen Risiken zu erwarten sind.

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