Regulation imprinteter Genexpression in der frühen Embryo- und Endospermentwicklung von Mais
Final Report Abstract
DNA-Methylierung spielt bei der Regulation imprinteter Genexpression in Pflanzen eine entscheidende Rolle. Durch direkte molekulargenetische Analysen isolierter Gameten, früher Embryonen und Endosperm von Mais wurden in diesem Projekt entscheidende neue Erkenntnisse über diesen epigenetischen Mechanismus gewonnen. Die intensive Analyse des mee1 Gens in Mais, dass sowohl im Endosperm als auch im Embryo ein rein maternales und transientes Expressionsmuster aufweist, ermöglichte Zusammenhänge von DNA-Methylierung und Transkriptionsaktivität eines Allels in der Kornentwicklung vergleichend in Embryo und Endosperm zu untersuchen. Die neuen Aspekte zur Regulation des genomischen Imprintings, die sich aus der Beschreibung des ersten imprinteten Gens in pflanzlichen Embryonen ergeben, wurden von mir in "Epigenetics" diskutiert. Der weitere Verlauf des Projektes war durch schlechte Bedingungen in unseren Gewächshäusern stark beeinträchtigt. Dennoch konnten wir durch transgene Maislinien zeigen, dass genomisches Imprinting in Mais partiell durch die DNA Glykosylase DNG105 reguliert ist. Diese Ergebnisse zeigen eine gewisse Konservierung der Mechanismen zur Regulation des Imprintings zwischen Angiospermen. Eine Konservierung der imprinteten Gene selbst haben wir durch Identifizierung neuer imprinteter Gene in Mais auf der Basis von Syntenie zu imprinteten Genen aus Reis gezeigt. Erste Funktionsanalysen des ersten, embryonal imprinteten Gens in höheren Pflanzen weisen darauf hin, dass mee1 ein Protein kodiert, welches für die Kornentwicklung essentiell ist. Weitere Studien zur Bestätigung dieser Ergebnisse und von Arbeitshypothesen, die aus den erfolgten Experimenten entwickelt wurden, stehen noch aus.
