Identifizierung epigenetischer Markierungen im Endosperm

Genomisches Imprinting ist ein epigenetisches System der transkriptionellen Regulation, das zu einer allelspezifischen Aktivität von bestimmten Genen führt. Genomisches Imprinting tritt nur in Säugetieren und in Samenpflanzen auf und es wird vermutet, daß geimprintete Gene für die Regulation der Nährstoffverteilung zwischen Mutter und Nachkommen verantwortlich sind. Die Bedeutung von genomischem Imprinting für die Samenentwicklung in blühenden Pflanzen ist seit längerer Zeit bekannt. Trotzdem sind die dem genomischen Imprinting zugrunde liegenden Mechanismen nur zum Teil verstanden, und man nimmt an, daß Veränderungen der DNA und Histonmethylierung und der Chromatinstruktur zwischen den unterschiedlich aktiven Allelen eine wichtige Rolle spielen. Wann diese epigenetischen Markierungen etabliert werden und wie sie während der Entwicklung des Nährgewebes erhalten werden, ist eine zentrale Fragestellung dieses Projektes. Mit Hilfe von modernsten molekularbiologischen Methoden soll die DNA- und Histonmethylierung direkt von den Gameten bis zu verschiedenen Stadien der Endospermentwicklung verfolgt werden, womit die genauen Zeitpunkte der epigenetischen Veränderungen bestimmt werden können. In Pflanzen wurden bis jetzt nur wenige durch genomisches Imprinting betroffene Gene beschrieben. Ein weiteres Ziel dieses Projektes ist daher die Identifizierung von neuen geimprinteten Genen. Zusammengefaßt liefert das vorgeschlagene Projekt Einsichten in den Mechanismus, der dem genomischen Imprinting zugrunde liegt, als auch wichtige Erkenntnisse über den Einfluß von genomischem Imprinting auf die Samenentwicklung. Ein Schwerpunkt der Pflanzenforschung in Wien (zB. am Gregor Mendel Institute) ist die epigenetische Plastizität des Genoms im Kontext der Genregulation, Chromosomenbiologie und Entwicklung. Aber auch im medizinischen Bereich, wie z.B. am Institut für Molekulare Pathologie,, wird an epigenetischen Mechanismen intensiv geforscht. Da zahlreiche epigenetische Mechanismen evolutionär konserviert sind, werden die mit Hilfe dieses Projektes gewonnenen Erkenntnisse auch für das Verständnis der epigenetischen Genregulation bei Säugern von Bedeutung sein. Durch Imprinting betroffene Gene spielen eine wichtige Rolle in der Nährgewebsentwicklung. Da es sich beim pflanzlichen Nährgewebe um die für die Menschheit wichtigste erneuerbare Quelle für Nahrung, Futtermittel und industrielles Rohmaterial handelt, ist das vorgeschlagene Projekt nicht nur von akademischem sondern auch von wirtschaftlichem Interesse. Zusammengefaßt, werden die im Rahmen dieses innovativen Projektes gewonnenen Erkenntnisse von speziellem Interesse für die österreichische Forschung im Bereich von Epigenetik und Samenentwicklung sein.