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Die Epigenetik fungiert als Brücke zwischen genetischer Veranlagung und tatsächlicher Genexpression. Während die genetische Information, die in der DNA-Sequenz eines Gens verankert ist, in sich sehr stabil ist, kann ihre Expression stark variieren.

 

Es existieren verschiedene molekulare und chemische Schalter für die Feinregulation der Genexpression, die bestimmte Gene sowohl an- als auch ausschalten können. Diese Schalter können sterischer Natur sein wie die DNA-Windung auf Histone, oder aber mit chemischen Modifikationen wie der Methylierung von Cytosinen zusammenhängen (Abb. 1).

 

Veränderungen im DNA-Methylierungsmuster gehören zu den frühesten und am weitesten verbreiteten Ereignissen in der Tumorentstehung. Im Säugergenom tritt die Methylierung hauptsächlich an Cytosinbasen auf, die sich in 5’-Position zu einem Guanosin befinden und so ein CpG-Dinukleotid bilden. Während dieses Dinukleotid jedoch generell im Gesamtgenom unterrepräsentiert ist, gibt es einige kurze DNA-Sequenzen, die reich an solchen CpG-Mustern sind und deshalb als CpG-Inseln bezeichnet werden. Zumeist bestehen sie aus einigen Hundert oder mehreren Nukleotiden. Unter ihnen befinden sich viele Promotoren.

 

Sowohl allgemeine als auch regionale Hypermethylierung wurden in Tumor-Zelllinien und einem breiten Spektrum unterschiedlicher Krebsarten gefunden und beschrieben. Hypomethylierung oder das Fehlen methylierter CpG-Inseln steht üblicherweise in direktem Zusammenhang mit der Genaktivität, während eine Hypermethylierung von CpG-Inseln in Promotor-Regionen eine verringerte Genaktivität zur Folge hat.

 

Epigenetische Analysen liefern Informationen über solche regulatorischen Einflüsse auf Gene und sind daher wichtig, um Krankheiten besser zu verstehen. Zusätzlich eröffnen sie neue diagnostische und therapeutische Wege, um den Anforderungen an das heutige Gesundheitswesen gerecht zu werden.

 

Vor diesem Hintergrund stellen unsere analytischen Dienstleistungen eine Basis für die Detektion, die Quantifizierung und das Verständnis der Methylierung von regulierten DNA-Bereichen dar.

Abb. 1: Regulation der Genexpression durch Methylierung. Gene, deren Beginn methyliert ist, können nicht abgelesen und translatiert werden und sind somit inaktiviert.