Chromatin modifications associated with priming and activation of defense-related genes in Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt untersuchten wir die Rolle von Histonmodifikationen bei der Sensitivierung von Abwehrgenen in Arabidopsis thaliana. Nach einer ersten Pathogenattacke werden in Pflanzen systemische Signale verbreitet, die Abwehrgene zwar nicht anschalten, diese aber für eine zweite Pathogenattacke aber in erhöhte Bereitschaft versetzen. Dieser Effekt wird auch als „Priming" bezeichnet. Es ist bisher unklar, wie die Promotoren der betroffenen Gene die Information über die erste Attacke über lange Zeiträume speichern. In einem Modellsystem konnten wir belegen, dass auf dem Gen für den bei der Pathogenabwehr induzierten Transkriptionsfaktor WRKY29 nach dem Priming Histonmodifikationen beobachtet werden, die typischerweise ansonsten erst nach einer direkten Aktivierung des Gens auftreten. Auf anderen Abwehrgenen Genen trat dieser Effekt nicht auf. Dieser Befund ist vermutlich durch ein hohes Grundniveau der Expression der betroffenen Gene zu erklären. Wir analysierten die Assoziation von Priming und Histonmodifikationen auch in Mutanten, die entweder Defekte in histonmodifizierenden Enzymen tragen, oder welche die Reaktionsbereitschaft von Genen nicht mehr verstärken können. In einer Mutante, die einen solchen Defekt im Priming zeigt, konnte belegt werden, dass auch die im Wildtyp zu beobachtenden Histonmodifikationen nicht mehr etabliert werden. Im Rahmen dieser Studien wurde auch die Funktion des Hitzeschockfaktors 81 (HSFB1) näher untersucht. Mutantenanalysen zeigten, dass HSFB1 sowohl für das Priming, also auch für die systemisch erworbene Resistenz der Pflanze notwendig ist. Weitere Untersuchungen werden diesen interessanten Befund mit der Etablierung von Histonmodifikationen in Verbindung bringen und somit zu einem besseren Verständnis der molekularen Grundlagen des Primings beitragen.
