Epigenetik

Hintergrund

Die Erforschung epigenetischer Mechanismen der Genregulation sind von großer Bedeutung für die biomedizinsche Forschung und klinische Anwendung. Epigenetische Genregulation wird über sekundäre Modifikationen der DNA und des Chromatins vermittelt. DNA-Methylierung und Histon-Modifikationen spielen dabei eine zentrale Rolle. Beide Modifikationen zusammen bilden gemeinsam mit nicht kodierenden RNAs ein Netzwerk aus molekularen Markierungen zur Steuerung der Genome. Einige der epigenetischen Markierungen können über Zellteilungen hinweg vererbt werden. Umwelteinflüsse können diese epigenetischen Muster beeinflussen und zu einer nachhaltigen Veränderung der Zellfunktion führen.

Epigenomforschung

Im Verlauf der Entwicklung eines mehrzelligen Organismus werden epigenetische Programme zelltyp-spezifisch etabliert. Im Zusammenspiel mit Transkriptionsfaktoren werden Entwicklungs-Programme etabliert die eng mit epigenetischen Modifikationen verzahnt sind und über diese stabilisiert werden. Aus dem universellen Genom jeder Zelle eines multizellulären Organismus entstehen so mehrere hundert zell- und entwicklungsspezifische Epigenome, die stabil über Zellteilungen vererbt werden. Die modernen Methoden der DNA-Sequenzierung in Verbindung mit moderer Bioinformatik ermöglichen es, hochauflösende basengenaue Karten dieser Epigenome zu erstellen und diese funktionell zu interpretieren. Epigenomforschung ist interdisziplinär aufgestellt und verbindet Teams von Klinikern, Experimentalisten und Bioinformatikern.

Medizinische Epigenetik

Die Kenntnis und diagnostische Nutzung epigenetischer Veränderungen ist von zentraler Bedeutung für die Human-Medizin. Erkrankte Zellen weisen charakteristische epigenetische Veränderungen auf, die eine individuelle molekulare Diagnose hinunter bis auf die Ebene von Einzelzellen ermöglichen. Epigenetische Signaturen sind daher eine besondere Klasse moderner Biomarker für eine individualisierte Medizin. Neben dieser diagnostischen Komponente bieten epigenetische Mechanismen aber auch noch neue Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen auf der Ebene der Genregulation.

Weiter einführende Informationen zum Thema Epigenetik finden Sie unter Links sowie der Seite: http://epigenetics.uni-saarland.de.

Informationen zur epigenetischen Forschung und Lehre in allgemeinverständlicher Sprache finden Sie auch in unserem Beitrag zum Virtuellen Tag der Offenen Tür 2020.