Johanna Söntgerath (Universität Freiburg)
Johanna Söntgerath erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Freiburg im Jahr 2025 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Analyse und epigenetische Editierung des H3K27me3 Trimethylmusters von Überflutungsgedächtnisgenen in Arabidopis thaliana
Pflanzen können ein epigenetisches Stressgedächtnis ausbilden; das Modifizieren des epigenetischen Musters der Gedächtnisgene ermöglicht die Erzeugung stressresistenterer Pflanzen.
Sich stark verändernde Umweltbedingungen, wie beispielsweise Überflutungen, können für Pflanzen letal sein. Als ein Anpassungsmechanismus an den abiotischen Stress kann bei sich wiederholenden Überschwemmungsereignissen ein sogenanntes epigenetisches Gedächtnis ausgebildet werden. Dieses Stressgedächtnis führt zu einer veränderten Genaktivität und somit zu einer verbesserten Stressanpassung und Überlebensrate. Johanna Söntgerath untersuchte das epigenetische Muster an einigen Überflutungsgedächtnisgenen in Arabidopsis thaliana und identifizierte ein Stressgedächtnisgen mit der Funktion, den Zelltod einzuleiten. Infolge des Stressgedächtnisses weist dieses Gen bei der zweiten Überflutung eine geringere Genexpression als bei der ersten auf. Epigenetisch wird dieses Gen unter anderem durch eine Histonmethylierung (H3K27me3) reguliert. Das gezielte Hinzufügen oder Entfernen dieser Modifikation mittels der CRISPR-basierten Methode Epigenome Editing könnte die Anpassungsfähigkeit der Pflanze an Überflutungsstress artifiziell beeinflussen. Deshalb stellte Söntgerath im Weiteren Genkonstrukte her, um das H3K27me3-Muster an dem Zelltod-Gen zu verändern. Zukünftige Experimente werden untersuchen, inwieweit diese Konstrukte die Stressresistenz der Pflanze modulieren können. Das Verständnis der Anpassungsfähigkeit an den Überflutungsstress von Arabidopsis kann die Erzeugung stressresistenterer Kulturpflanzen, sowohl innerhalb der Kreuzblütler, als auch in weiter entfernten Familien, wie den Solanaceae fördern. Bedingt durch den Klimawandel und die damit verbundenen häufigeren und stärkeren Überflutungen könnte dies langfristig zur Ernährungssicherheit beitragen.
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Johanna Söntgerath fertigte die Arbeit am Institut für Biologie an der Universität Freiburg in der Arbeitsgruppe von Dr. Sjon Hartman an.
