Der Zwilling opfert sich
Springende Gene, auch Transposons genannt, können durch chemische Veränderungen ruhiggestellt werden. Dazu hängt man eine Methyl-Gruppe an bestimmte Stellen der DNA, eine Methode, mit der auch normale Gene abgeschaltet werden. Weil dieser Rundum-Schutz nicht bei jeder Zellteilung hundertprozentig funktioniert, muss er regelmäßig erneuert werden. Sonst würden sich die undichten Stellen häufen.
Riskantes Manöver
Die Studie
"Active DNA Demethylation in Plant Companion Cells Reinforces Transposon Methylation in Gametes", Science (doi: 10.1126/science.1224839).
Allerdings ist es für die Zellen etwas riskant, den Schutz aufzufrischen. Denn dazu müssen sie die springenden Gene ablesen und in RNA abschreiben - wobei diese aktiv werden und damit das Erbgut gefährden könnten, erklärt Hisashi Tamaru vom Gregor Mendel Institut (GMI) für molekulare Pflanzenbiologie der Akademie der Wissenschaften.
Dieses Risiko nimmt eine Art Zwilling für den Keimling in Kauf. Bei Blütenpflanzen wird nämlich nicht nur die Eizelle von einer Spermazelle befruchtet. Auch eine weitere weibliche Zelle, die sogenannte Zentralzelle, verschmilzt mit einer zweiten Spermazelle. Daraus entsteht Nährgewebe für den Keimling, das sogenannte Endosperm.
Die Forscher fanden heraus, dass in den Zellen, die zum Nährgewebe werden, die springenden Gene weniger Methyl-Gruppen tragen. Dafür sorgt ein Eiweißstoff namens "Demeter", benannt nach der griechischen Fruchtbarkeitsgöttin.
Die Nährzellen lesen offenbar die springenden Gene ab und spenden die abgeschriebene RNA dem Keimling. Der Keimling könne sie benutzen, um die Transposons an der richtigen Stelle mit Methyl-Gruppen zu versehen und sie somit gefahrlos ruhigstellen, sagt Tamaru: "Die Nährzellen riskieren ihr Leben, um Eizelle und Spermazelle davor zu bewahren, springenden Genen ausgeliefert zu sein."
"Pflanzen haben die schlauere Lösung"
Mit diesem Mechanismus können die springenden Gene über viele Generationen ruhiggestellt werden, meint er. Leidet dabei das Erbgut der Nährzellen, sei das nicht weiter schlimm, denn die Schäden werden nicht an die nächste Generation weitergegeben. Das Nährgewebe versorgt bloß den Keimling, bis er selbst dazu in der Lage ist, dann stirbt es ab.
Pflanzen haben damit wohl eine schlauere Lösung gefunden als Menschen und Tiere, so Tamaru. Er sei neugierig, wie sich hier Samen-und Eizelle mit den springenden Genen arrangiert haben. Fest steht: Einen aufopfernden Zwilling besitzen sie nicht.
science.ORF.at/APA
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