Epigenetik der Pflanzen im Visier

Mit der im Januar 2020 veröffentlichten Nationalen Bioökonomiestrategie hat die Bundesregierung die Leitlinien und Ziele ihrer Bioökonomie-Politik festgelegt und damit die Weichen für einen biobasierten Wandel von Industrie und Gesellschaft gestellt. Die Forschungsförderung gerade auf den Gebiet der Pflanzenwissenschaften spielt hier eine wichtige Rolle. Molekulare Züchtungsmethoden haben insbesondere in den vergangenen Jahren die Pflanzenzüchtungsforschung verändert. Mit der neuen Fördermaßnahme „Epigenetik – Chancen für die Pflanzenforschung“ will das Bundesforschungsministerium neue Impulse setzen.

Vererbbare Genaktivitätsmuster

Die Epigenetik ist eine der aufstrebenden Forschungsdisziplinen, die sich in der letzten Dekade rasant entwickelt hat. Epigenetik untersucht vererbbare Änderungen der Genaktivität, die nicht auf Veränderungen der primären DNA-Sequenz be­ruhen. Einige grundlegende molekulare Mechanismen in der Epigenetik wurden bereits aufgeklärt - dazu zählen die DNA-Methylierung, RNA-Interferenz oder Modifikationen von Histonenproteinen. In der Medizin hat das Wissen um epigenetische Prozesse bereits zu einem besseren Verständnis von Krankheiten und Therapiemöglichkeiten geführt. In der Pflanzenforschung spielte dieses Forschungsfeld bisher nur eine untergeordnete Rolle. Da epigenetische Mechanismen auch phänotypische Merkmale beeinflussen können, birgt die Epigenetik auch für Pflanzenzüchtung und Agrarwirtschaft ein erhebliches Potenzial.

Epigenetische Mechanismen entschlüsseln

Mithilfe moderner DNA-Sequenzierungstechniken wie sie in der Pflanzengenetik etabliert sind, sollen im nun Rahmen der Fördermaßnahme auch epigenetische Prozesse ins Visier genommen werden und die Pflanzenforschung weiter voranbringen. Ziel der Fördermaßnahme ist es, das Verständnis von Prozessen der Epigenetik auf breiter Ebene zu verbessern.

Im Fokus der Aufklärung stehen dabei molekulare epigenetischen Mechanismen und Komponenten, wie die Regulierung der Aktivität von Transposons, die Bedeutung von small RNAs in der Epigenetik, der Prozess der Histon-Modifikation sowie die Zusammenhänge zwischen epigenetischen Modifikationen und spezi­fischen Merkmalsausprägungen in Pflanzen. Darunter fällt auch die Entwicklung neuer und damit kostengünstigerer Methoden zur Epigenom-Sequenzierung sowie die Etablierung von Algorithmen zur Datenanalyse.