RNA-dirigierte DNA-Methylierung (RdDM)

RNA-dirigierteDNA-Methylierung(RdDM)
Was?
Pflanzenzüchtungsverfahren,beidemGenezeitbegrenztinihrerAktivitätunterdrücktwerden.
Kurzbeschreibung
EinPflanzenzüchtungsverfahren,beidemauchnatürlichvorkommende,epigenetischeVeränderungen(Epigenetik=EigenschaftenderZelle,dieaufTochterzellenvererbtwerden,die
abernichtinderDNA-Sequenzkodiertsind)anderDNAausgelöstwerden.BestimmteGene
werden über einige Generationen hinweg in ihrer Aktivität unterdrückt. Die DNA-Sequenz
bleibtunverändert.
Technik
RNA-dirigierteDNA-Methylierung(RdDM)ahmtnatürlichvorkommende,epigenetischeVeränderungen der DNA nach, sogenannte Methylierungen. Zur Einleitung des RdDM ist die
Präsenz von doppelsträngiger RNA (dsRNA) im Zellkern erforderlich. Die de novo DNA Methylierung (die eine "Aussage" zur Aktivität der betroffenen DNA-Sequenz enthält) erfolgt
dannundumfasstgenaualljenegenomischenSequenzbereiche,diezuderdsRNASequenzhomolog (mit ihr übereinstimmend) sind. Sind Promotor-Elemente von der Methylierung
betroffen, so führt dies in der Regel zur sogenannten transkriptionellen Inaktivierung des
entsprechendenGensunddamitzurUnterdrückungdesGens.
Mit Hilfe eines RNAi Konstrukts (imitiert den natürlichen Auslöser der RdDM) kann dieser
Mechanismus ausgelöst werden, in Folge dessen Methylgruppen sequenzspezifisch in die
DNAeingebautwerdenunddamitGenaktivitätunterdrücktwird.DieseMethylierungkann
aneinemGen-PromotorerfolgenunddadurcheinGen„abschalten“.IndernächstenGenerationkönnendannNachkommenausgesuchtwerden,beidenendasTransgenausgekreuzt
wurde.IndentransgenfreienPflanzenbleibtdieMethylierungdesPromotorserhalten,womit seine anhaltende Inaktivierung gewährleistet ist und damit auch die neue Eigenschaft
erhaltenbleibt.
Dieser naturanaloge Prozess ahmt natürlich vorkommende epigenetische Veränderungen
(MethylierungvonDNA)nach.DieDNA-Sequenz(Basenabfolge)selbstwirddabeinichtverändert.DieMethylgruppenführendazu,dassdieentsprechendenGenefüreinigeGenerationenan-oderabgeschaltetwerden.
DasRNAiKonstruktistnurvorübergehendindenPflanzenvorhanden.ImEndprodukt(der
Pflanze,dieletztlichvermarktetwerdensoll)findetmanesnichtmehr.EntsprechendeMethylgruppen unterscheiden sich bei diesem naturanalogen Verfahren nicht von natürlich
vorkommendenMethylgruppen
Anwendung
MitderRdDMlässtsichdieGenexpressionändern,ohnedassimProduktfremdeDNAenthaltenistundkeineVeränderungenoderMutationeninderGensequenzverursachtwerden.
DiehäufigsteAnwendungistdasAbschaltenvonGenen,beispielsweiseumdieProduktion
einesunerwünschtenProteinszuverhindern.
DaesmitHilfegentechnischerMethodenmöglichist,denpflanzeneigenenMechanismus
derDNA-Methylierungauszulösenundzulenken,kannderobenbeschriebeneRdDMProzesszurZüchtungneuer,epigenetischmodifizierterSortenausgenutztwerden.
DieTechnikwirdinderForschungangewendet.
WissenschaftlicheAnsprechpartnerin
Prof.Dr.GabrieleKrczal,RLPAgroScienceGmbH,Neustadt
[email protected]
2
Wissenschaftlerkreis Grüne Gentechnik e.V. PF 12 01 27 60114 Frankfurt/ Main; http://www.wgg-ev.de

Download Report