Die Experten um Rob Martienssen vom Cold Spring Harbor Laboratory im US-Bundesstaat New York erforschen schon seit längerem die Epigenetik von Pflanzen. Für ihre aktuelle Studie hatten sie sich die sogenannten Transposone vorgenommen, also DNA-Abschnitte, die ihre Positionen im Genom verändern können. Wenn diese aktiviert werden, können sie sich frei bewegen und andere Gene verändern. Um sie wieder in den Ruhe-Modus zu bringen, nutzen Zelle chemische Stoffe, ein Prozess, der Methylierung genannt wird.

Martienssen und sein Team konnten nun zeigen, wie sich das Protein DDM1 dafür sorgt, dass sich die Marker an neue DNA-Stränge heften können. DDM1 brauchen die Pflanzenzellen dabei, weil ihre DNA sehr eng gepackt ist. Um ihr Genom kompakt und geordnet zu halten, benötigen die Zellen verpackende Proteine, die sogenannten Histone. "Aber das blockiert wiederum den Zugang zur DNA für wichtige Enzyme", erklärt Martienssen. Bevor die Methylierung beginnen könne, müssten daher die Histone entfernt werden. Diese Prozedur vergleicht der Forscher mit einem Jo-Jo, das immer wieder am DNA-Strang entlang gleitet.

Mit biologischen und genetischen Experimenten konnten die Wissenschaftler die genauen Histone bestimmen, die von DDM1 entfernt werden. Sie konnten auch beobachten, wie DDM1 bestimmte Histone greift und damit die verpackte DNA wiederherstellt. "Eine unerwartete Verbindung, die DDM1 zusammenhält, stellte sich als erste Mutation heraus, die wir in all den Jahren finden konnten", erläutert Leemor Joshua-Tor, ein weiterer Studienautor. Die Erkenntnisse der Studie beschränken sich nicht nur auf Pflanzen, da auch beim Menschen DDM1-ähnliche Proteine bei der Methylierung wirksam sind. Die Ergebnisse können dabei helfen zu verstehen, wie diese Proteine unser Genome intakt halten.

cdi