Unter Imprinting (elterliche Prägung) versteht man die Expression von nur einem der beiden elterlichen Allele eines Gens. Die Stillegung des anderen Allels wird durch epigenetische Modifikationen, wie DNA-Methylierung und Histonmodifikationen erreicht. Ziele des Projektes sind die Identifizierung genetischer und epigenetischer Imprinting-Kontrollelemente und eine Klärung ihrer Funktionsweise. In zwei Imprinting-Modellregionen, der Beckwith-Wiedemann-Syndrom-Region (BWS) auf Chromosom 7 und der Dlk1-Gtl2-Region auf Chromosom 12 der Maus, haben wir neue elterlich geprägte Gene identifiziert und ihre allel- und gewebespezifische Expression untersucht. Innerhalb der Imprinting-Regionen zeigen die geprägten Gene eine starke evolutionäre Konservierung ihrer physikalischen Anordnung in Maus und Mensch.
Beide Regionen unterscheiden sich jedoch in Bezug auf Struktur und Funktion: Die Gtl2 / Dlk1-Region enthält eine Fülle von snoRNAs und microRNAs, die nach der Geburt ein charakteristisches gehirnspezifisches Expressionsmuster aufweisen. Dagegen liegen in der Beckwith-Wiedemann-Region verschiedene embryonale und plazentale Wachstumsfaktor- bzw. Wachstumrepressorgene und ein langes nichttranslatiertes Transkript, das am epigenetischen, allelspezifischen Silencing beteiligt ist.
Obwohl die Gene beider Modell-Regionen so unterschiedlich erscheinen, enthalten beide dennoch zentrale, allelspezifische Regulationselemente, die sogenannten Imprinting-Center, die sich in beiden Regionen in beiden Spezies durch komplexe Wiederholungen von bestimmten DNA-Motiven, sogenannte Tandem-Repeats, auszeichnen. Durch bioinformatische Analysen wurde bestätigt, dass Tandem-Repeats ein charakteristisches Merkmal von CpG-Inseln elterlich geprägter Gene sind. Neben den Imprinting-Centern wurden insbesondere in der BWS-Region unter Einbeziehung weiterer Säugetierespezies stark konservierte Elemente identifiziert. Reportergen-Assays zeigen, dass eine Reihe dieser Tandem-Repeats und konservierte Elemente als Regulationselemente fungieren könnten.

Dr. Martina Paulsen
Universität des Saarlandes
FR 8.2 Genetik
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