Die Bedeutung des richtigen Packens
Viele Gene bei Säugetieren haben C-Phosphat-G (CPG)-Inseln am Anfang des Gens und sind Promotoren, die die Transkription auslösen. Diese Gene zeigen Unterschiede in der Transkription und die Forscher des Projekts EVO-CHROMO (Sperm chromatin and the evolution of chromatin architecture at regulatory regions in animal genomes) untersuchten, ob dies mit Chromatin im Zusammenhang steht, dem Verpackungsmaterial in den Chromosomen in Samenzellen. Es gibt zwei Arten von Packungen: die eine vorwiegend in Spermien zu findende verwendet Protamine und die andere basiert auf Histonen, wo das genetische Material in sogenannten Nukleosomen verpackt bleibt. Die Forschungsergebnisse von EVO-CHROMO legen nahe, dass die Chromatin-Organisation nicht nur Transkriptionsaktiviät reflektiert, sondern auch den Promotortyp, mit dem die Transkription beginnt. Tests an menschlichen Spermien zeigen, dass CpG-Insel-Promotoren eine Mischung von Nukleosomen und subnukleosomalen Strukturen behalten. Das Projektteam untersuchte auch distale Enhancer, die Genpromotoren mittels Chromatin-Looping-Mechanismen stimulieren. Mithilfe der Seescheide Ciona der Urochordaten, die die nächsten Verwandten von Wirbeltieren darstellen, fanden die Forscher heraus, dass konservierte nicht-kodierende Elemente (ciCNE) mit weitgehend den gleichen wichtigen regulatorischen Genen assoziiert sind wie Wirbeltier-CNE. Weiterhin können einige der getesteten ciCNE Reportergen-Expression sowohl bei Zebrafisch als auch bei Ciona-Embryonen aktivieren. Interessanterweise zeigten Tests an der Fruchtfliege Drosophila, dass Chromatin-Organisation an der generationsübergreifenden epigenetischen Vererbung, beschrieben durch eon Adipositas-Modell, beteiligt ist. Eine paternalte Diät mit hohem Zucker verursachte die Derepression von Transkriptionskontrollgenen in Heterochromatin im frühen Embryo und in Spermien. Technologische Fortschritte ermöglichen die Untersuchung der Rolle von Chromatin auf genomischer Ebene. Die Forschung von EVO-CHROMO hat eine erheblichen Wissensbasis geliefert, um diesen schwierigen Bereich, ein integraler Bestandteil von Arbeiten zu Fortpflanzung, Entwicklung und Evolution, voranzubringen.
Schlüsselbegriffe
Packen, genetisches Material, Sperma, Transkription, CpG, Chromatin, Nukleosomen
