Epigenetik und Eizellqualität des Perca fluviatilis

Eine erfolgreiche Embryogenese ist eng mit der Keimzellqualität verbunden. Die Reifung von Keimzellen hängt maßgeblich von hormonellen, zellulären und molekularen Regulierung ab, welche durch natürliche (z.B. Nahrung, Stress) und unnatürliche (z.B. Umweltverschmutzung) Faktoren beeinflusst werden kann. Folglich werden Umwelteinflüsse als eine treibende Kraft für die Qualität von Eizellen angesehen. In Säugern wird derzeit intensiv an epigenetischen Vorgängen in der Eizellreifung und in frühen Embryonen geforscht. Hier wurden globale epigenetische Veränderungen beobachtet, welche einen überlebenswichtigen Beitrag zur normalen Entwicklung leisten. Veränderungen in der DNA Methylierung stechen hier besonders hervor. Im Kontrast hierzu wurden in Fischen erst wenige Studien zu DNA Methylierungsänderungen in diesen wichtigen Entwicklungsphasen durchgeführt. Hier wurden bspw. im Zebrafisch keine globalen Änderungen beobachtet, während in Medaka hingegen das Methylom ähnlich zu Säugern globale Änderungen durchläuft. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass diese Mechanismen von den jeweiligen Umweltbedingungen und Fortpflanzungsstrategien der jeweiligen Fischart abhängen. Mit mehr als 30.000 heutzutage bekannten Fischarten sind Fische durch eine Vielzahl an Fortpflanzungsstrategien mit den unterschiedlichsten Regulierungen gekennzeichnet und es ist nur sehr wenig über die molekularen Steuerungen während der Eizellreifung bekannt. Da zudem der Fortpflanzungszyklus von Fischen sehr stark von Umweltbedingungen abhängt, ist die Aufklärung von Umwelteinflüssen auf Eizellqualität äußerst wichtig für das Verständnis der Fortpflanzung von Fischen. In diesem Zusammenhang ist der Eurasische Flussbarsch (Perca fluviatilis) ein interessantes Modellsystem. Seine synchrone Eizellreifung wird zum Teil durch Temperaturänderungen reguliert. Er wurde erst kürzlich von der Süßwasserfisch-Industrie entdeckt und wird mittlerweile im Zuge intensivierter Domestizierung in Aquakultur-Farmen gezüchtet. Diese vermehrte Züchtung in Gefangenschaft führt zu einem Rückgang der Fortpflanzungsraten und das Verständnis des Einflusses von Umweltfaktoren auf Eizellqualität ist hier von größter Wichtigkeit. In dieser Studie beabsichtigen wir das Auftreten und die Dynamik von epigenomischen Veränderungen in der Flussbarsch-Eizellreifung unter Einbezug von Umweltveränderungen näher zu untersuchen. Dabei werden wir testen, ob die beobachteten Unterschiede der Eizellqualität mit einem abnormalem Epigenom korrelieren und ob Temperaturunterschiede zu Beginn der Eizellreifung epigenomische Veränderungen einhergehend mit Änderungen der Eizell-Qualität bewirken. Diese Studie wird neue Erkenntnisse in der dynamischen Adaption von Fischen an veränderte Umweltbedingungen erbringen, welche zu verbesserten Aquakultur-Strategien von Süßwasserfischen führen können und eine Basis für das Verständnis des Einflusses des Klimawandels auf die Fortpflanzung von Fischen liefern werden.