Epigenetische Effekte beim Rinderfetus

LEHRSTUHL FÜR PHYSIOLOGIE / CHAIR PHYSIOLOGY
Epigenetische Effekte beim Rinderfetus
Stefan Hiendleder, Institut für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie, Genzentrum der
Ludwig-Maximilians-Universität München ([email protected])
Neben dem Genom ist das Epigenom maßgeblich an der Merkmalsausprägung beteiligt. Im
Gegensatz zum genetischen Code ist der epigenetische Code (DNA-Methylierung,
Histonmodifikationen, DNA-bindende Proteine) nur transient heritabel, d. h. die meisten
epigenetischen Modifikationen werden bereits nach einer Generation während der Gametogenese
und frühen Embryonalentwicklung gelöscht und neu gesetzt. Das Epigenom ist zu diesen
Zeitpunkten besonders empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und kann z. B. durch nutritive
Faktoren Veränderungen erfahren, die während der Ontogenese stabil erhalten bleiben.
Epigenetische Störungen bei Embryonen werden u.a. für embryonalen Fruchttod verantwortlich
gemacht. Epimutationen und deren phänotypische Konsequenzen können heute im Rahmen der
experimentellen Genetik beim Rinderfetus mittels in vitro Reproduktionstechniken erzeugt und
analysiert werden. Dazu gehört auch das Large Offspring Syndrome (LOS), das u.a. zu fetalem
Überwuchs führt. Durch die Einbeziehung von diagnostischen Verfahren für epigenetische
Modifikationen sowie holistischen Untersuchungsansätzen auf der Transkriptomebene können
Medien und Prozessabläufe für die in vitro Produktion von Embryonen entwickelt und getestet
werden, die zu einer höheren Ausbeute transfertauglicher Embryonen, einer verbesserten
Trächtigkeitsrate und einem normalen Phänotyp führen. Durch vergleichende
Transkriptomanalysen an mittels Kerntransfer erzeugten Epigenom-Mutanten sowie funktionalen
Studien an LOS- und Kontrollfeten konnten zudem neue epigenetisch modifizierte Gene
identifiziert sowie dem genomischen imprinting (d.h. einer von der elterlichen Herkunft der Allele
abhängigen allelspezifischen Genexpression) unterliegende quantitative trait loci (QTL)Kandidatengene für fetales Wachstum analysiert werden. Dabei zeigte sich, daß genomisches
imprinting ein quantitatives Merkmal darstellt. Züchterisch interessante Merkmale, die maßgeblich
von Genen mit imprinting beeinflußt werden, können bei Kenntnis der grundlegenden - von der
Mendelschen Genetik abweichenden - Zusammenhänge effizienter bearbeitet werden. Die beim
Rinderfetus identifizierten QTL-Kandidatengene für Wachstum werden im Rahmen der
markergestützten Selektion zur Bekämpfung von Schwer- und Totgeburten beim Rind genutzt.
© Lehrstuhl für Physiologie,
Letzte Änderung:28.09.2005, Renate Schöpf