Die vielzellige Kugelalge Volvox carteri ist mit einer vollständigen Arbeitsteilung zwischen nur zwei Zelltypen - somatischen und reproduktiven - ein idealer Modellorganismus für die Analyse grundlegender Mechanismen von Entwicklung und Zelldifferenzierung. Jedoch wird die Untersuchung von V. carteri oft durch die nicht kontrollierbare Stillegung von eingeschleusten Transgenen durch DNA-Methylierung erschwert. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Art, den Vorgang und die Funktion der DNA-Methylierung bei Volvox aufzuklären, um einerseits Methodisches zu verbessern, andererseits und vor allem aber den Stellenwert dieses �epigenetischen Phänomens� bei Grünalgen besser zu verstehen.
Mit dünnschichtchromatographischen Methoden wurde der Gehalt an modifizierten Basen in verschiedenen DNA-Präparationen von V. carteri bestimmt. Nukleäre DNA enthält demnach 1,1 % 5-Methylcytosin (5mC) und 0,3 % N6-Methyladenin (6mA). Das Gen einer DNA-Cytosin-Methyltransferase, met1, wurde kloniert und fast vollständig sequenziert. Vergleiche der abgeleiteten Proteinsequenz mit Sequenzen bekannter Methyltransferasen identifizierten Met1 als CpG-spezifische Erhaltungs-Methyltransferase.
Das silencing eines funktionell intakten C-ars-Transgens bei Volvox korreliert mit CpG-Methylierung, die sich über das gesamte Transgen erstreckt. In vitro CpG-methylierte Gene werden nach Transformation von V. carteri nicht exprimiert und bleiben auch nach vielen Generationszyklen methyliert. Die Cytosin-Methylierung ist bei V. carteri - wie bei Tieren - auf CpG-Dinukleotide beschränkt, eine Methylierung von CpNpG- oder asymmetrischen Sequenzmotiven wie bei vielen Pflanzen wurde nicht beobachtet.
Als eines der natürlichen Ziele der Cytosin-Methylierung bei V. carteri wurden Transposons identifiziert: Das nicht-mobile Retrotransposon Osser ist zu 20-30 % CpG-methyliert. Auffallend waren häufige C nach T � Austausche im CpG-Kontext, die auf Desaminierung von 5mC zurückgeführt wurden. Das führt zur Annahme, dass die Inaktivität von Retrotransposons wie Osser primär aus CpG-Methylierungen resultiert; die Integrität dieser Elemente geht dann sekundär durch Mutationen verloren
