RNA-dirigierteDNA-Methylierung(RdDM) Was? Pflanzenzüchtungsverfahren,beidemGenezeitbegrenztinihrerAktivitätunterdrücktwerden. Kurzbeschreibung EinPflanzenzüchtungsverfahren,beidemauchnatürlichvorkommende,epigenetischeVeränderungen(Epigenetik=EigenschaftenderZelle,dieaufTochterzellenvererbtwerden,die abernichtinderDNA-Sequenzkodiertsind)anderDNAausgelöstwerden.BestimmteGene werden über einige Generationen hinweg in ihrer Aktivität unterdrückt. Die DNA-Sequenz bleibtunverändert. Technik RNA-dirigierteDNA-Methylierung(RdDM)ahmtnatürlichvorkommende,epigenetischeVeränderungen der DNA nach, sogenannte Methylierungen. Zur Einleitung des RdDM ist die Präsenz von doppelsträngiger RNA (dsRNA) im Zellkern erforderlich. Die de novo DNA Methylierung (die eine "Aussage" zur Aktivität der betroffenen DNA-Sequenz enthält) erfolgt dannundumfasstgenaualljenegenomischenSequenzbereiche,diezuderdsRNASequenzhomolog (mit ihr übereinstimmend) sind. Sind Promotor-Elemente von der Methylierung betroffen, so führt dies in der Regel zur sogenannten transkriptionellen Inaktivierung des entsprechendenGensunddamitzurUnterdrückungdesGens. Mit Hilfe eines RNAi Konstrukts (imitiert den natürlichen Auslöser der RdDM) kann dieser Mechanismus ausgelöst werden, in Folge dessen Methylgruppen sequenzspezifisch in die DNAeingebautwerdenunddamitGenaktivitätunterdrücktwird.DieseMethylierungkann aneinemGen-PromotorerfolgenunddadurcheinGen„abschalten“.IndernächstenGenerationkönnendannNachkommenausgesuchtwerden,beidenendasTransgenausgekreuzt wurde.IndentransgenfreienPflanzenbleibtdieMethylierungdesPromotorserhalten,womit seine anhaltende Inaktivierung gewährleistet ist und damit auch die neue Eigenschaft erhaltenbleibt. Dieser naturanaloge Prozess ahmt natürlich vorkommende epigenetische Veränderungen (MethylierungvonDNA)nach.DieDNA-Sequenz(Basenabfolge)selbstwirddabeinichtverändert.DieMethylgruppenführendazu,dassdieentsprechendenGenefüreinigeGenerationenan-oderabgeschaltetwerden. DasRNAiKonstruktistnurvorübergehendindenPflanzenvorhanden.ImEndprodukt(der Pflanze,dieletztlichvermarktetwerdensoll)findetmanesnichtmehr.EntsprechendeMethylgruppen unterscheiden sich bei diesem naturanalogen Verfahren nicht von natürlich vorkommendenMethylgruppen Anwendung MitderRdDMlässtsichdieGenexpressionändern,ohnedassimProduktfremdeDNAenthaltenistundkeineVeränderungenoderMutationeninderGensequenzverursachtwerden. DiehäufigsteAnwendungistdasAbschaltenvonGenen,beispielsweiseumdieProduktion einesunerwünschtenProteinszuverhindern. DaesmitHilfegentechnischerMethodenmöglichist,denpflanzeneigenenMechanismus derDNA-Methylierungauszulösenundzulenken,kannderobenbeschriebeneRdDMProzesszurZüchtungneuer,epigenetischmodifizierterSortenausgenutztwerden. DieTechnikwirdinderForschungangewendet. WissenschaftlicheAnsprechpartnerin Prof.Dr.GabrieleKrczal,RLPAgroScienceGmbH,Neustadt [email protected] 2 Wissenschaftlerkreis Grüne Gentechnik e.V. PF 12 01 27 60114 Frankfurt/ Main; http://www.wgg-ev.de