Einfluss von Kanzerogenen auf den Methylierungsgrad und auf den oxidativen Stress
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die genomweite Hypomethylierung wird neben der genspezifischen Hypermethylierung in beinahe allen Tumorzellen gefunden, wodurch diese epigenetischen Änderungen bei der Krebsentstehung momentan Gegenstand intensiver Forschungen sind. Unsere Untersuchungen zeigen, dass im Tierversuch bereits 24 h nach einer einmaligen Verabreichung eines Kanzerogens signifikante Änderungen im genomweiten Methylierungsgrad auftreten. Diese Änderungen konnten leider bei entsprechenden Versuchen mit verschiedenen Zelllinien nicht beobachtet werden. Darüber hinaus konnten wir erste Anhaltspunkte gewinnen, dass der Konsum von hyperbaric oxygen (z. B. Tauchen) einen erhöhten oxidativen Stress verursacht, der auch mit einer Hypomethylierung der Leukozyten-DNA einhergeht. Ferner spielt die DNA-Methylierung eine enorm wichtige Rolle in der Reproduktionsbiologie. Normalerweise wird in den Mutterzellen der Keimzellen, also in den Oogonien und Spermatogonien, die DNA-Methylierung vollständig aufgehoben. Im Verlauf der Keimzellenbildung wird dann die Prägung erneut vorgenommen, d. h. die Chromosomen der Ei- und Samenzellen werden im Laufe ihrer Entstehung neu geprägt, wodurch die neu zusammengeführten Chromosomensätze in der Zygote nach der Befruchtung entsprechend geprägt sind. Diese Erscheinung wird als genomische Prägung bezeichnet. Man hat festgestellt, dass geklonte Tiere zu groß sind und an Fehlbildungen des Gefäßsystems und des Kreislaufs leiden. Das hat die Vermutung hervorgerufen, dass vielleicht durch das Klonen die richtige genomische Prägung verloren geht. Unsere Untersuchungen ergaben, dass der globale Methylierungsgrad in weißen Blutzellen von gesunden erwachsenen Rinderklonen hoch variabel und höher als der des Donortieres ist. Dem gegenüber sind die Methylierungsgrade von einzelligen Zwillingsrindern - wie erwartet - sehr ähnlich. Diese Untersuchungen führen zu dem Ergebnis, dass gesunde erwachsene Klontiere sich in ihrem Epigenom wahrscheinlich deutlich von dem der Donortiere unterscheiden und es deshalb einen Forschungsbedarf gibt, um eventuelle Risiken der Nutzung von Klontieren in der Lebensmittelbranche abschätzen zu können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Determination of the DNA methylation level of the marbled crayfish: An increase in sample throughput by an optimised sample preparation. Journal of Chromatography B 850 (2007) 548-552
R. Schiewek, M. Wirtz, M. Thiemann, K. Plitt, G. Vogt and O. J. Schmitz
- Metabolic activation of benzo|a|pyrene in vitro by hepatic cytochrome P450 contrasts with detoxification in vivo: experiments with Hepatic Cytochrome P450 Reductase Null mice. Carcinogenesis 29 (2008) 656-665
V. M. Arlt, M. Stiborova, C. J. Henderson, M. Thiemann, E. Frei, D. Aimova, R. Singh, G. Gamboa da Costa, O. J. Schmitz, P. B. Farmer, C R . Wolf and D.H. Phillips
- Production of different phenotypes from the same genotype in the same environment by developmental variation. Journal of Experimental Biology 211 (2008) 510-523
G. Vogt, M. Huber, M. Thiemann, G. van den Boogaart, O. J. Schmitz and C. D. Schubart
