Wie entscheiden Pflanzen, wann sie blühen?
Zur richtigen Zeit zu blühen, entscheidet wesentlich über den Reproduktionserfolg einer Pflanze. In Anpassung an lokales Klima beschleunigen viele Pflanzenarten ihre Blüte, nachdem sie kalten Temperaturen ausgesetzt waren (Vernalisierung). Vermittelt wird der Prozess durch epigenetische Genregulierung, mit dem Pflanzen sich über mehrere Zellzyklen hinweg an zeitliche Signale erinnern. In detaillierten Analysen wurde eine Gruppe hochkonservierter Proteine identifiziert. Die so genannten Polycomb-Proteine schalten das wichtigste Gen aus, das das Blühen während der Vernalisierung unterdrückt: das FLC-Gen. Identifiziert wurde zudem das Gen VRN1 (Vernalisation 1), das die FLC-Expression durch einen bislang unbekannten Mechanismus beeinflusst. Mittels Chromatin-Immunpräzipitation (ChIP) erforschte das EU-finanzierte Projekt VRNEPIGEN (Maintenance of cellular memory by the Arabidopsis VRN1 protein) die Funktion von VRN1, um die Bindungsstellen des Proteins VRN1 an das FLC-Gen zu identifizieren. Offenbar beeinflusst das VRN1-Protein durch diese Bindung das Expressionsmuster des FLC-Gens. Zudem wurde die VRN1-Bindung mit einer aberranten Chromatinkonzentration assoziiert. Die Erkenntnis legt nahe, dass die Vernalisierung durch die Organisation und den Turnover von Histonen beeinflusst wird, d.h. Proteinen, die die DNA-Struktur und –faltung im Zellkern steuern. Insgesamt trug VRNEPIGEN neue Erkenntnisse zur Rolle der Chromatindynamik bei der Genregulierung bei und leistet damit einen wertvollen Beitrag, um die Mechanismen der Vernalisierung besser zu verstehen. Somit bieten sich Möglichkeiten, den Blühzeitpunkt von Kulturpflanzen zu optimieren und damit die Agrarleistung um ein Vielfaches zu steigern.