Identifizierung von geschlechtsabhängigen epigenetischen Signaturen des bovinen Embryos, die mit Entwicklungskompetenz und maternaler Umgebung in frühen Elongationsstadium assoziiert sind

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Hölker, seit 11/2019
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416743682

Die reduzierte Fruchtbarkeit hochleistender Milchkühe ist unter anderem durch das Implantationsversagen früher Embryonen begründet. Obwohl das Geschlechterverhältnis der Kälber bei ungefähr 50% liegt, haben einige Studien in den letzten Jahren von einem verzerrten Geschlechterverhältnis berichtet (Roche et al. 2006). Obwohl man weiß, dass die Expression bestimmter Gene sowohl auf maternaler als auch auf embryonaler Seite für die Implantation unabdingbar ist gibt es bisher noch keine Studien, die belegen, dass geschlechtsspezifische Interaktionen zwischen Konzeptus und maternaler Entwicklungsumgebung existieren. Des Weiteren sind sowohl die geschlechtsspezifische DNA Methylierung als auch die Expression bestimmter miRNAs, die ihrerseits die Kommunikation zwischen Embryo und maternaler Umgebung, sowie die Implantation und Elongation des Embryos maßgeblich regulieren, weitestgehend unbekannt. Ferner bedarf es zum einen Untersuchungen auf epigenitischer Ebene, in wie der Embryo des einen Geschlechts ein stärkeres Signal an die maternale Umgebung sendet als der Embryo des anderen Geschlechts. Zum anderen ist es von Interesse, die geschlechtsspezifische epigenetische Reaktion der Embryonen auf unterschiedliche maternale Umgebungen sowie das epigenetische Muster unterschiedlicher Geschlechter auf eine identische Entwicklungsumgebung zu untersuchen. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen, nehmen wir an, dass entwicklungskompetente, männliche und weibliche Embryonen, zum Zeitpunkt der Elongation, spezifische epigenetische Signaturen aufweisen. Ebenso vermuten wir, dass dieses epigenetischen Muster durch den physiologischen und metabolischen Status der Mutter beeinflusst werden. Das Ziel dieses Projektes ist es deshalb, geschlechtsspezifische, epigenetische Marker für die Elongation und Implantation zu detektieren. Hierbei soll insbesondere das Methylome sowie das miRNome im Hinblick auf das Geschlechts des Embryos und den metabolischen Status der maternalen Umgebung analysiert werden. Zunächst werden das DNA Methylome und das miRNome bioptierter männlicher und weiblicher elongierter Tag 13 - Embryonen unterschiedlicher Entwicklungskompetenz retrospektiv untersucht. Danach wird zusätzlich der Einfluss des metabolischen Status des Empfängertiers auf das embryonale DNA Methylome und miRNAome analysiert. Hierzu werden elongierte Tag 13 - Embryonen, die sich entweder in Kühen oder in Färsen entwickelt haben, miteinander verglichen. Die Erkenntnisse dieser Studie werden grundlegende epigenetische Mechanismen aufzeigen und zum detaillierteren Verständnis der embryonalen Elongation und Implantation beim Rind beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Karl Schellander
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Dawit Tesfaye, bis 11/2019