Prof. Dr. Claudia Köhler

Forschungsschwerpunkte: Epigenetik, Biologie von Pflanzensamen, Artbildung
Claudia Köhler ist eine deutsche Molekularbiologin. Sie interessiert sich vor allem dafür, wie Pflanzen ihre Samen bilden und welche Prozesse diese Entwicklung beeinflussen. Dabei konzentriert sie sich auf die Epigenetik – die Zusammenhänge zwischen Erbgut und Umweltfaktoren: Claudia Köhler hat eine Reihe von Methoden entwickelt, die die Artbildung im bei Pflanzen genauer beschreiben und nachfolgend neue Wege in der Pflanzenzüchtung eröffnen können.
Im Zentrum der Arbeit von Claudia Köhler steht die Frage, wie das Nährgewebe im Samen gebildet wird. Dieses Endosperm übernimmt bei Pflanzen eine ähnliche Funktion wie die Plazenta bei Säugetieren: Es versorgt den Samen mit Nährstoffen. Wenn sich dieses Gewebe nicht richtig entwickelt, keimt das Samenkorn nicht. Das Endosperm spielt somit eine wichtige Rolle in der Evolutionsgeschichte. Denn die Vielfalt der Blütenpflanzen konnte nur durch Barrieren entstehen, die Kreuzungen zwischen nahen Verwandten verhindern. Claudia Köhler und ihr Team haben herausgefunden, dass epigenetische Mechanismen im Nährgewebe des Samens für den Aufbau solcher Hybridisierungsschranken verantwortlich sind. Versucht man zum Beispiel, eine Art mit doppeltem und eine mit vierfachem Chromosomensatz zu kreuzen, haben die Nachkommen einen dreifachen Chromosomensatz. Das stört die Ausbildung des Nährgewebes, so dass das Samenkorn abstirbt. 
Es gibt allerdings Mutanten, bei denen Nachkommen mit dreifachem Chromosomensatz überlebensfähig sind. Auch dafür haben Claudia Köhler und ihr Team eine Erklärung gefunden: In solchen Pflanzen sind bestimmte Suppressoren am Werk, die das Absterben der Hybridsamen verhindern. Diese für die Artbildung entscheidenden Gene werden epigenetisch reguliert: Nur die von der Vaterpflanze geerbten Versionen werden in diesem Fall abgelesen und in Proteine umgesetzt. In weiteren Versuchen haben Claudia Köhler und ihr Team gezeigt, dass auch kleine RNA-Moleküle darüber entscheiden, ob Hybridsamen keimen oder nicht. Diese Moleküle werden von der Mutterpflanze auf das Endosperm übertragen und steuern dort die Genaktivität. Sind nicht genug davon vorhanden, entwickelt sich der Samen nicht weiter und stirbt schließlich ab.
Solche Erkenntnisse helfen zum einen, die Evolution von Blütenpflanzen besser zu verstehen. Da ein hoher Anteil der menschlichen Ernährung aus pflanzlichem Endosperm – etwa in Form von Brot, Reis oder Cornflakes – besteht, sind diese Erkenntnisse auch für die Landwirtschaft interessant. So kann die Arbeit von Claudia Köhler zu neuen Ansätzen in der Pflanzenzucht führen, beispielsweise um Arten mit nützlichen Eigenschaften zu kreuzen, die bisher keine lebensfähigen Nachkommen hervorgebracht haben.