Die stille Maschinerie der Genmodulation bei der sexuellen Fortpflanzung
Das EU-finanzierte Projekt SRSR (iphering small RNA mechanisms during sexual reproduction in Arabidopsis) untersuchte einen möglichen Regisseur im Prozess der sexuellen Fortpflanzung: die RNA-Silencing-Mechanismen. Dieses alte System des RNA-Silencing, das von Pflanzen, Tieren und Pilzen verwendet wird, stellt einen effektiven Weg zur Modulation der Genexpression dar. Neuste Forschungen haben in der Modellpflanze Arabidopsis eine klare Verbindung zwischen dem Silencing von kleinen RNA (sRNA) und Chromatin über RNA-gerichtete DNA-Methylierung (RdDM) aufgezeigt. Allerdings weiß man relativ wenig über die Beteiligung der sRNA am reproduktiven Prozess. Um Ereignisse in der Silencing-Maschinerie zu verfolgen, konstruierten die Forscher transgene Arabidopsis-Pflanzen mit transkriptionalen fluoreszierenden Reportern für alle zehn Argonauten (AGO)-Proteine und vier Dicers. Die Analyse zeigte, dass die meisten AGO hauptsächlich in der Eizelle und dem Embryo exprimiert werden, nicht aber in der Endosperm-Nahrungszufuhr. Die Bewegungen von sRNA wurden mittels Fluoreszenz-Reporting beobachtet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bewegung der sRNA so begrenzt ist, dass sie die Fortpflanzungsorgane nicht in ausreichender Menge erreichen, um die Gewebeproteine auszuschalten (Silencing). Im Verlauf der Arbeiten von SRSR entdeckte das Team ein neues AGO. Dieses speziell bei der Phloem-Termination von Blumen, Staubblättern, Ovula und Samen exprimierte AGO3 ist Gegenstand eines in Nature plants veröffentlichten Artikels. Die Ergebnisse zeigten, dass AGO3 wahrscheinlich eher am post-transkriptionalen Gen-Silencing beteiligt ist als auf der Transkriptionsstufe. Weitere Untersuchungen zeigten eine Verbindung mit der aktiven Translation in der Elongation. Insgesamt deutet die Forschung darauf hin, dass AGO3 die Genexpression durch einen neuartigen RNA-Silencing-Signalweg reguliert. Die Forschung von SRSR könnte einen großen Einfluss auf die Landwirtschaft haben, weil hybride Kraft und Artenkompatibilität Schlüsselbereiche in der Pflanzenzüchtung sind. Im Bereich der Arabidopsis-Forschung wurde eine maßgebliche Wissensplattform zu Zellbiologie und Reproduktion unter Verwendung von Tools wie Bildgebung und Proteinfluoreszenztechniken konstruiert.
