Universität zu Köln

Hitze ist eine häufige Belastung, die viele Veränderungen in der Pflanzenphysiologie verursacht und zu großen wirtschaftlichen Einbußen bei Pflanzen führt. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass Hitzestress auch die Chromatinarchitektur beeinflusst. Genomweite Muster dieser Veränderung und ihre Beziehung zur Transkription von Genen sind jedoch kaum verstanden. Zuvor wurde gezeigt, dass unter Hitzestress Nukleosomen vor der Transkriptionsstartstelle (TSS) von Hitzeschockprotein-kodierenden Genen in Arabidopsis thaliana abgereichert und stark angereichert werden. Innerhalb dieser Arbeit sollten die Veränderungen der Nukleosomenbelegung im Genom von Arabidopsis thaliana unter Normalbedingungen, Hitzestress und Post-Stress Erholunguntersucht werden. Dabei wurden genomweite Karten von Nukleosomenpositionen mit Hilfe des Micrococcal Nuclease Sequencing (MNase-seq) Ansatzes generiert. Dies zeigte, dass Nukleosomen im Gegensatz zu Bereichen zwischen den Genen, in den genischen Regionen reichlich vorhanden sind und in Exons mehr hervortreten als in Introns. Einige dieser Signale waren sehr stark, was auf eine genaue Positionierung der Nukleosomen an spezifischen Genen gegenüber vielen Pflanzengeweben in Arabidopsis hinweist. Als Reaktion auf Hitzestress konnten wesentliche Veränderungen in der Nukleosomenbelegung, einschließlich der Verstärkung und des Verlusts von Nukleosomen beobachtet werden. Insbesondere wurde ein Verlust der Nukleosomenbelegung um die TSS-Region herum beobachtet, die den Genen entspricht die während Hitzestress stark transkriptionell hochreguliert waren. Eingegenteiliger, aber schwächere Trend wurde in stark herunterregulierten Genen beobachtet, was einen Anstieg der Nukleosombelegung zeigte. Zusammenfassend zeigt diese Studie eine Korrelation zwischen der Nukleosomenbelegung und der Expression entsprechender hochregulierter Gene.

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