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Epigenetik

Die Epigenetik ist ein Zweig der Biologie, der sich mit den Veränderungen der Genexpression als Reaktion auf Umweltreize befasst, ohne dass die DNA-Sequenz verändert wird. Epigenetische Mechanismen wie Histon-Modifikationen, DNA-Methylierung und nicht-kodierende miRNAs verleihen den Zellen ihre Identität und können durch Zellteilungen weitergegeben werden.

Histonmodifikationen wie Histonmethylierung und -acetylierung tragen zur aktiven oder unterdrückten Gentranskription bei, je nach Art der chemischen Markierung und der Aminosäure, an der sie abgelagert wird (Abbildung 1). Im Gegensatz dazu führt die DNA-Methylierung in den meisten Fällen zu einer unterdrückten Gentranskription, doch kann die DNA-Methylierung mit Hilfe von Ten-Eleven-Translokationsenzymen (TET) wiederhergestellt werden (Abbildung 2) (Alashkar Alhamwe und Alhamdan et al.).

Durch Chromatin-Immunpräzipitation (ChIP) konnten wir eine verringerte Acetylierung am Histon 4 (H4) in der Promotorregion des entzündungshemmenden Gens (DUSP1) nachweisen. Dies führte letztlich zu einer verminderten Transkription dieses Gens in PBMCs von asthmatischen Kindern im Vergleich zu gesunden Kindern (Theodorou et al.). In einer separaten Studie haben wir eine verringerte Acetylierung an H3 und H4 in der Promotorregion der Gene Tbx1 und Il10 in CD4+ T-Zellen der Milz von Mäusen mit Nahrungsmittelallergie im Vergleich zu nicht-allergischen Mäusen festgestellt (Alashkar Alhamwe und Meulenbroek et al.).

Publikationen

• The role of epigenetics in allergy and asthma development.
  Alashkar Alhamwe, B., Alhamdan, F., Ruhl, A., Potaczek, D. P., & Renz, H. (2020). 
  Current opinion in allergy and clinical immunology, 20(1), 48–55. https://doi.org/10.1097/ACI.0000000000000598
• Decreased Histone Acetylation Levels at Th1 and Regulatory Loci after Induction of Food Allergy.
  Alashkar Alhamwe, B., Meulenbroek, L., Veening-Griffioen, D. H., Wehkamp, T., Alhamdan, F., Miethe, S., Harb, H., Hogenkamp, A., Knippels, L., Pogge von Strandmann, E., Renz, H., Garssen, J., van Esch, B., Garn, H., Potaczek, D. P., & Tiemessen, M. M. (2020). 
  Nutrients, 12(10), 3193. https://doi.org/10.3390/nu12103193
• Epigenetic Regulation of Airway Epithelium Immune Functions in Asthma.
  Alashkar Alhamwe, B., Miethe, S., Pogge von Strandmann, E., Potaczek, D. P., & Garn, H. (2020). 
  Frontiers in immunology, 11, 1747. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01747
• Histone modifications and their role in epigenetics of atopy and allergic diseases.
  Alaskhar Alhamwe, B., Khalaila, R., Wolf, J., von Bülow, V., Harb, H., Alhamdan, F., Hii, C. S., Prescott, S. L., Ferrante, A., Renz, H., Garn, H., & Potaczek, D. P. (2018).
  Allergy, asthma, and clinical immunology : official journal of the Canadian Society of Allergy and Clinical Immunology, 14, 39. https://doi.org/10.1186/s13223-018-0259-4
• Mitogen-activated protein kinase signaling in childhood asthma development and environment-mediated protection.
  Theodorou, J., Nowak, E., Böck, A., Salvermoser, M., Beerweiler, C., Zeber, K., Kulig, P., Tsang, M. S., Wong, C. K., Wong, G., Roponen, M., Kumbrink, J., Alhamdan, F., Michel, F., Garn, H., Tosevski, V., & Schaub, B. (2021). 
  Pediatric allergy and immunology : official publication of the European Society of Pediatric Allergy and Immunology, 10.1111/pai.13657.  https://doi.org/10.1111/pai.13657