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GENEXPRESSION

EPIGENETIK FÜR

FORTGESCHRITTENE

Unsere DNA trägt kleine chemische Signaturen – und zwar mehr als

gedacht. Aber auch die davon abgelesenen RNA-Moleküle sitzen

voller unterschiedlichster Markierungen. Deren Sinn beginnen For-

scher erst allmählich aufzuschlüsseln.

Cassandra Willyard ist Wissenschaftsjournalistin

in Madison, USA.

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Der Chemiker Chuan He suchte 2008 gerade nach

einer guten Idee für ein neues Projekt, als er zufällig

mit dem Molekularbiologen Tao Pan ins Gespräch

kam, der im selben Gebäude an der University of Chicago

(Illinois) arbeitete. Die National Institutes of Health der

USA stellten Mittel für gewagte, bahnbrechende For-

schungen bereit, und He wollte sich dafür bewerben. Er

untersuchte damals eine Familie von Proteinen, die DNA-

Schäden reparieren, und vermutete, dass diese Enzyme

sich auch um RNA-Moleküle kümmern, also die Abschrif-

ten der DNA-Erbsequenzen auf den Chromosomen, die

unter anderem als Vorlagen für Proteine dienen. Pan

seinerseits befasste sich mit spezifischen chemischen

Markierungen an RNA-Mole külen, die als Methylgruppen

bezeichnet werden.

In jenen Jahren begann das so genannte Epigenom die

Genetiker zu begeistern: Damit meinen sie eine Vielfalt

chemischer Signaturen an der DNA und chromosomalen

Proteinen. Solche »Schildchen« – etwa Methylgruppen –

sagen Zellen, welche Gene gerade abgelesen werden

sollen und welche stumm bleiben müssen. Das hilft ihnen

bei der Differenzierung in verschiedene Zelltypen und

Gewebe sowie deren gesundem Fortbestand. In Krebszel-

len etwa sind die Marker oft falsch gesetzt.

Noch vor zehn Jahren konzentrierte sich die epigene-

tische Forschung hauptsächlich auf chemische Signaturen

im Bereich der DNA und der Histone, also jener Proteine,

um die sich die Erbsequenzen wickeln. Allerdings hatte

man schon damals bei RNA mehr als 100 verschiedene

Arten chemischer Markierungen nachgewiesen. Nur kann-

te niemand deren Zweck. Weil manche der Enzyme, die He

untersuchte, Methylgruppen von DNA abspalten, über-

legten He und Pan nun, ob darunter womöglich auch ein

Molekül war, das eine RNA-Signatur entfernt. Das böte

eine völlig neue Möglichkeit, um die Genexpression, also

letztlich die Proteinherstellung, zu kontrollieren.

Zur Erforschung des Epigenoms (also der vererbbaren

Markierungen der DNA; »Epigenomik«) trat somit als

AUF EINEN BLICK

RNA-SIGNATUREN IM VISIER

1

RNA-Transkripte, darunter Boten-RNA, werden mit

Methylgruppen vielfältig modifiziert. Die Markie -

rungen regulieren in hochkomplexer Weise die Gen-

expression.

2

Auch an DNA entdecken Forscher bislang unbekann-

te Methylierungen. Deren Bedeutung lässt sich oft

erst erahnen.