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EpiC-Epigenetik: Glykierung von Core-Histonen als epigenetischer Mechanismus der Trockentoleranz bei Pflanzen (EpiGlyc)
Projekt
Förderkennzeichen: 031B1233
Laufzeit: 01.07.2022
- 30.06.2025
Fördersumme: 399.559 Euro
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Kürzlich wurde bei Säugetieren die Glykierung von Core-Histonen (Modifizierung mit Carbonylen) als neuer Mechanismus für vererbbare Phänotypveränderungen beschrieben, die keine Änderungen der DNA-Sequenz beinhalten. Überraschenderweise ist die Glykierung von Histonen bei Pflanzen noch nicht beschrieben worden. Es wurde jedoch gezeigt, dass pflanzliche Regulationsproteine stellenspezifisch glykiert werden können. Das Vorhandensein solcher Glykierungs-Hotspots lässt auf eine regulierende Rolle dieser Modifikation schließen. Nun müssen Glykierungs-Hotspots in pflanzlichen Histonen identifiziert werden, die auf eine epigenetische Rolle dieser Modifikation in Pflanzen hinweisen würden. Da Glykierungs-Hotspots mit Alterung und Stressreaktion in Verbindung gebracht werden, könnte sich der angenommene Mechanismus auf die Trockentoleranz auswirken. Daher schlagen wir hier die Charakterisierung trockenstressspezifischer pflanzlicher Histon-Glykierungsmuster in Arabidopsis und Gerste vor. AGEs, die in beiden Arten stressabhängig hochreguliert sind, werden als potenzielle epigenetische Signale behandelt. Weiter, werden die AGE- Peptide, die die Sequenzen um die Glykierungsstellen repräsentieren, synthetisiert, an ein Protein konjugiert und spezifische Antikörper gegen glykierte Histone gewonnen. Nach der Affinitätsreinigung werden diese Antikörper für die Lokalisierung des glykierten Chromatins im Zellkern verwendet. Die Hotspots der Chromatinglykierung werden durch Immunpräzipitation und DNA-Sequenzierung der neuen Generation (ChIP-Seq) zugänglich gemacht, wobei mit glykierten Histonen interagiert und die betroffenen Gene identifiziert werden. Die Veränderungen in ihrer Expression werden mittels RT-qPCR untersucht, und die Gene, die durch die Histonglykierung reguliert werden, werden identifiziert. Diese Daten werden weitere funktionelle Studien und die Identifizierung epigenetisch regulierter Merkmale ermöglichen, um neue trockenheitstolerante, produktive Sorten zu züchten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenbau
- Pflanzenzüchtung
