Forscher des Gregor-Mendel-Instituts für molekulare Pflanzenbiologie in Wien haben Teile eines Mechanismus aufgeklärt, der dazu beiträgt, dass in überwinternden Pflanzen epigenetische Information auf Tochterzellen weitergegeben werden kann.

Bild: GMI

Es gibt Pflanzen, die zu blühen beginnen, sobald die ersten warmen Sommerstrahlen des Frühlings sie erreichen. Auf molekularer Ebene wird dafür eine Histonmodifikation verantwortlich gemacht, also eine Veränderung eines jener Proteine, auf die die DNA einer Zelle aufgewickelt ist und die so gleichsam als deren Verpackungsmateriel fungieren. Diese Modifikation verhindert die Expression eines Gens, das für gewöhnlich die Blütenbildung hemmt. Die Pflanzenzellen sind dadurch über den Winter bereits auf das Blühen vorbreitet und können bei Temperaturerhöhung sofort damit loslegen.

Eine Histonmodifikation ist aber nicht in der DNA selbst gespeichert, wie es bei der Erbinformation de Fall ist. Sie stellt vielmehr einen sogenannten epigenetischen Marker dar. Wie kann ein solcher aber bei der Zellteilung auf die Tochtergeneration weitergegeben werden? Danhua Jiang und Frederic Berger vom Gregor-Mendel-Institut für molekulare Pflanzenbiologie, einer Forschungseinrichtung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, haben gezeigt, wie das für eine trimethylierte Variante des Histons 3.1 funktionieren könnte. Nach der Replikation von DNA liegt zunächst zwar weniger von der Histon-Variante vor – jene Proteine, die für das Kopieren des Erbmaterials zuständig sind, bewirken danach aber auch das Wiederherstellen des höheren Niveaus an methyliertem Histon, das zum Zeitpunkt der Zellteilung damit wieder dem der Mutterzelle entspricht.