Hintergrund und Förderziele 

Eine der Forschungsdisziplinen, die sich in der letzten Dekade rasant entwickelt hat, ist die Epigenetik. Die Epigenetik untersucht vererbbare Änderungen der Genaktivität, die nicht auf Veränderungen der primären DNA-Sequenz be­ruhen. Einige grundlegende molekulare Mechanismen in der Epigenetik, die zu Modifikationen der Chromosomenorganisation und DNA-Struktur führen sowie die sich hieraus ergebenden Konsequenzen für die Ausprägung von Merkmalen, wurden bereits aufgeklärt. In der medizinischen Forschung entwickelten sich aus diesen Erkenntnissen bedeutende Fortschritte des mechanistischen Verständnisses von Erkrankungen des Menschen und deren Therapiemöglichkeiten.

Die Erforschung der Epigenetik in den Pflanzenwissenschaften besitzt ebenfalls enormes wissenschaftliches und technologisches Anwendungspotenzial. Sie erhält aktuell allerdings eine deutlich geringere Aufmerksamkeit – verglichen mit der medizinischen Forschung. Epigenetische Mechanismen, wie die DNA-Methylierung, Histon-Modifikationen und Umgestaltungen der Chromatinstruktur, sind wichtige Komponenten, die die phänotypische Merkmalsausprägung von Pflanzen beeinflussen. Neben genetischen Mechanismen sind epigenetische Modifikationen in Pflanzen von großer Bedeutung für die Anpassung an veränderte Umweltbedingungen, wie z. B. Trockenheit, Temperatur­veränderungen oder Pathogen- und Schädlingsbefall. Epigenetische Mechanismen können eine wichtige Stellschraube bei der Anpassung des pflanzlichen Organismus an ein sich änderndes Klima sein. Hierfür spricht u. a. die Beobachtung, dass ein Einfluss dieser Mechanismen auf wichtige Ertragskomponenten von Kulturpflanzen bereits experimentell gezeigt werden konnte. Da die Stabilität von epigenetischen Veränderungen – verglichen mit klassischen Genmodifikationen auf Basis der DNA-Sequenz – veränderlich ist, sind epigenetische Merkmale bisher nur bedingt in der Pflanzenzüchtung nutzbar.

Die Förderrichtlinie „Epigenetik – Chancen für die Pflanzenforschung“ ist eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Nationalen Bioökonomiestrategie
vom 15. Januar 2020. Ein Ziel der Maßnahme ist es, grundlegende Erkenntnisse bezüglich der molekularen Mechanismen der Epigenetik in Pflanzen zu gewinnen, Zusammenhänge zwischen phänotypischer Merkmalsausprägung und epigenetischer Veränderung herzustellen sowie Vorhersagen zur Stabilität von epigenetischen Modifikationen zu machen. Die Maßnahme soll es ermöglichen, diesen Erkenntnisgewinn in moderne Pflanzenzüchtungsverfahren einzubringen und deren Einfluss auf Pflanzenzüchtungsprogramme zu fördern.

Forschungsschwerpunkte

Die folgende Liste von Themen ist nicht bindend. Weitere Themen können im Rahmen der Skizzeneinreichung vorgeschlagen werden.

1. Grundlagen der Epigenetik:
   • Identifikation/Analyse von molekularen Komponenten, die die Stabilität und Vererbung von epigenetischen Modifikationen beeinflussen;
   • Aufklärung von kausalen Zusammenhängen in der Epigenetik (z. B. Zusammenhänge zwischen epigenetischer Veränderung, Genexpression und Merkmalsausprägung);
   • Forschungsansätze, die zur Aufklärung von Zusammenhängen zwischen Epigenetik und phänotypischer Plastizität beitragen;
   • Aufklärung der Integration von Signalwegen (natürlichen und künstlich-induzierten) auf epigenetischer Ebene;
   • Rolle von Epigenetik bei der Interaktion von Pflanze und Umwelt;
   • Bedeutung von epigenetischen Variationen innerhalb von Pflanzenpopulationen;
   • Verständnis und Kontrolle der räumlichen Variabilität von epigenetischen Modifikationen zwischen unterschiedlichen Zelltypen, Geweben, Organen und Organismen.
2. Epigenomik:
   • Entwicklung von Werkzeugen, Algorithmen und Verfahrensabläufen (Pipelines) für die Analyse epigenomischer Daten;
   • Beiträge zur Pan-/Meta-Epigenom-Forschung.
3. Molekulare Methoden für die Epigenetik:
   • Entwicklung von kostengünstigen Hochdurchsatz-Methoden für die Bestimmung von epigenetischen Modifikationen;
   • Entwicklung von neuen Methoden zur epigenetischen Veränderung von Pflanzen.

Antragsverfahren und -frist

In der ersten Verfahrensstufe sind dem Projektträger Jülich zunächst Projektskizzen mithilfe des elektronischen Formular-Systems für Anträge und Angebote „easy-Online“ vorzulegen. Zusätzlich zu den Angaben, die über die Eingabemasken von „easy-Online" abgefragt werden, ist bei Einreichung der Skizze eine Vorhabenbeschreibung in englischer Sprache als Anlage elektronisch hinzuzufügen (PDF). Einreichungsfrist ist der 15. September 2020. Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Skizzen, die nach dem oben angegebenen Zeitpunkt eingehen, können möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden. Es ist die Aufgabe des Verbundkoordinators, eine mit allen Projektpartnern abgestimmte Projektskizze einzureichen.

Vollständige Richtlinie und weitere Informationen: Förderaufruf des Bundesministeriums für Bildung und Forschung