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Epigenetik und Chromatin (Subject) / Vl11 (Lesson)
- Frage: Können erworbene Eigenschaften vererbt werden? Darwin: Verschiedene genetische Varianten in Population, die die in Umwelt Vorteil hat wird sich ausbreiten Jean- Baptiste de Lamarcke: Eigenschaften die Organismen erwerben im Laufe des Lebens können sie auf Nachkommen übertragen Heute: - meiste Phänotypen unterliegen Darwins und Mendels Regeln - aber Lamarck- Ansätze nicht ganz falsch Beispiel: Giraffe: Darwin: Population Antilopen-ähnlicher Tiere: Varianten: einige Tiere haben längeren Haöd, können besser Blätter von Bäumen fressen, Fortpflanzungsvorteil Lamarck: Antilope muss zum fressen Hald strecken, bekommen längeren Hals, hat längeren Haös vererbt
- Lyssenko hat gesagt... - Eigenschaften werden durch Umwelt bestimmt - negiert Existenz von Genen - neue Arten entstehen durch Einflüsse der Umwelt
- Kammerer hat gesagt... - Salamander bekommen je nach Untergrund bestimmte Färbung, vererbt diese Eigenschaften auch (auch wenn die nicht auf dem selben Untergrund leben) - Erworbene Eigenschaften können vererbt werden - Geburtshelferkröten ("wassergezüchtet") entwickeln Brunftschwielen und vererben sie auch (auch wenn Nachkommen nicht mehr im Wasser) - aber als Fälschung entlarvt
- Belegte Beispiele für transgenerationelle Vererbung 1. RNA- Interferenz in C. elegans (dsRNA wird in Parentalgeneration eingebracht→ RNA-Interferenz, Effekt auch bei F1 und F2- Generation) 2. Peloria- Mutante von Linaria vulgaris (kleines Löwenmaul) entdeckt durch Linné, Peloria- Mutante verhält sich wie rezessives Allel, ist aber keine genetische Mutation, sondern Epimutante: Methylierungsmuster unterscheidet sich, Epiallel sehr stabil, gibt es schon sehr lange 3. Paramutation in Mais, B-Gen von Mais verantwortlich für Anthocyan-Synthese, B´- Allel: Pflanzenh hell-lila, partieller Verlust von B- Gen, B-I-Allel (intense): dunkel-lila, Wildtyp-Funktion des B-Gens - wenn man B´und B-I kreuzt, B-I- Phänotyp würde erwartet werden, es gibt aber B´- Phänotyp, verhält sich dominant, macht imprint auf B-I-Allel - B´= Paramutagen, B-I= Paramutierbar
- Molekulare Mechanismen der Paramutation in Mais - in der Nähe von B-Gen: Kontrollregion mit repetitiven Sequenzen - Repeats machen dsRNA, wird RNA- Interferenz- Pathway zugeführt → Interferenz B´- Allel: Repeats aktiv geworden, Repression des B-Gens B-I- Allel: Repeats nicht aktiv, B-Gen ist aktiv - wenn gekreuzt: RNA- Interferenz aus B´überträgt sich auf B-I- Allel, macht B-I zu B´ - in nachvolgenden Generationen alle B-Gen-Allele wie B´ - RNAi überträgt sich
- Gibt es in Mäusen auch Paramutation? Ja, in Mäusen an Kit Epiallel Kit kodiert für: Rezeptorthyrosin- Kinase - in Kit- Gen wurde Retrotranposon mit lacZ inseriert, homozygot ist das lethal, heterozygoter Phänotyp: weiße Pfoten und weiße Schwanzspitze - bei Rückkreuzung: haben genetisch 2 Wildtypallele, aber trotzdem weiße Schwanzspitze und Pfoten, Mutanten- Phänotyp WARUM? - epigenetische Vererbung
- Gibt es epigenetische Vererbung bei Menschen? Argumente: 1. Dutch Winter Famine (Hungerwinter): Kinder von Müttern die zu der Zeit schwanger waren wurden untersucht, Kinder waren kleiner, hatten höheres Risiko für Diabetes, Übergewicht, Herzkrankheiten, Enkel wurde beobachtete: hatten gleiche Risiko-Faktoren→ eigentlich direkter Effekt des Hungerns, ähnlich wie beim Rauchen 2. Överkalix- Studie: isoliertes Dorf in Nord- Schweden, Mortalitätsrisiko eingeschätzt in 1890, 1905 und 1920, basierend auf Ernährungszustand der Eltern und Großeltern, anhand von Slow growth period (w: 8-10, m: 9-12), Ergebnis: wenn Vater zu wenig und Mutter zu viel gegessen hat geringeres Risiko für herzkrankheiten, wenn paternale Großmutter gut ernährt war hatten Enkelinnen erhöhtes Mortalitätsrisiko→ Werte nicht besonders zuverlässig → keine guten Beweise
- Epigenetische Experimente zur transgenerationellen Vererbung in Mäusen - Männchen wurden dick- gefüttert - bei Kreuzung mit normaler weiblicher Maus - weibliche Nachkommen: hohes Risiko für metabolisches Syndrom (Diabetes, Übergewicht) - Männchen mit weniger Proteinen gefüttert - weibliche Nachkommen: hohes Risiko für metabolisches Syndrom - Männchen wurde in utero gehungert - weibliche Nachkommen: hohes Risiko für metabolisches Syndrom → keine einfache Korrelatio - keine genetischen Änderungen oder Methylierung in Spermien, aber erhöhtes Level an Hälften von tRNA- Glycin, Lysin und Histidin - wenn man RNA in Embryonen injiziert gleicher Effekt! - wenn man RNA in Embryonen injiziert nur mit 30-40nt RNA: kein erhöhtes Körpergewicht, aber Diabetes- ähnliche Symptomen Effekt aber nicht sehr eindeutig - es ist möglich dass erworbene Eigenschaften vererbt werden, aber nur modulierbare Phänotypen (die verändert werden können), basierend möglicherweise auf RNA
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