Das Gedächtnis der Gene

Epigenetik - eine neue Disziplin in der Molekularbiologie

Eines der aufregendsten Forschungsfelder der Molekularbiologie ist gegenwärtig die Epigenetik. Forscher haben herausgefunden, dass das Epigenom für die Entwicklung eines gesunden Organismus ebenso wichtig ist wie die DNS selbst. Es kann durch äußere Einflüsse weit leichter verändert werden als die Gene. Die eigentliche Sensation dieser Entdeckung aber ist, dass epigenetische Signale von den Eltern an die Kinder und Kindeskinder weitergegeben werden.

Grafik: Eine Methylgruppe dockt an eine DNA-Kette an. Quelle: ZDF

Der kleine Ort Överkalix in Nordschweden birgt einen Schatz, der die Erkenntnisse der klassischen Vererbungslehre ins Wanken gebracht hat. 200 Jahre lang haben die Menschen hier Buch geführt über ihr Alltagsleben, die Erträge ihrer Ernten, Hungersnöte und Wohlstand - festgehalten in ihrer Dorfchronik. Sie ist eine Fundgrube für Forscher, die nach Beweisen für eine These suchen, die ebenso einfach wie ungeheuerlich ist.

Unter dem Einfluss der Vorfahren

Gene Text 4 Quelle: ZDF


Nicht nur das Erbgut selbst, auch die Erfahrungen werden über Generationen weitergegeben. Die Lebensumstände der Großeltern haben Auswirkungen auf die Gesundheit ihrer Enkel. Die noch junge Disziplin der Epigenetik bekam in Överkalix einen entscheidenden Impuls. In den Archiven fanden die Forscher Daten über Erkrankungen und Todesfälle in jeder Familie über Generationen hinweg. Und sie entdeckten einen bis dahin nicht für möglich gehaltenen Zusammenhang. War zu Zeiten der Großeltern Nahrung im Überfluss vorhanden, stieg bei den Enkeln die Diabetesrate und die Herz-Kreislauf-Erkrankungen nahmen zu. Die Gene haben also offenbar eine Art biologisches Gedächtnis. Äußere Einflüsse können die Programmierung der DNA verändern.

Entscheidend ist dafür auch der Zeitpunkt: Für die Großmütter ist der kritische Moment, wenn sie selbst noch im Mutterleib oder Kleinkinder sind. Für die Großväter die Zeit vor der Pubertät. Es sind die Phasen der Keimzellbildung bei Frau und Mann. In den Zellen sind alle Erbinformationen auf den Chromosomen gespeichert. Sie bestehen aus langen gewickelten DNA-Ketten. Wenn kleine Moleküle, so genannte Methylgruppen, an die DNA andocken, wirken sie wie ein Schloss. Die DNA-Abschnitte ziehen sich eng zusammen und können nicht mehr gelesen werden. Die Ernährung hat Einfluss auf die Verteilung von Methylgruppen.

Folgen über Generationen

Weltweit suchen Forscher inzwischen nach weiteren Hinweisen auf solche epigenetischen Zusammenhänge - so auch in Holland. Zur Zeit der deutschen Besatzung, im Winter 1944, gab es hier fast nichts mehr zu essen, 18.000 Menschen starben. Die Not war so groß, dass viele Frauen stark untergewichtige Kinder zur Welt brachten. Die Familiengeschichten von Müttern, die damals entbunden haben, zeigen aber, dass nicht nur ihre Kinder, sondern auch die Enkel untergewichtig wurden und vermehrt unter Krankheiten litten, obwohl die Zeiten des Hungerwinters längst vorbei waren.

Versuch Text 4 Quelle: ZDF

Wieder hatten sich die Lebensumstände offenbar auf das Erbgut ausgewirkt. Aber kann allein die Ernährung Gene an- oder abschalten? Einen Beweis dafür liefern die Studien aus Schweden und Holland noch nicht. Sie werten nur vorhandene Daten aus, können Ursache und Wirkung nicht eindeutig zuordnen.

Versuch mit Mäusen

Anders ist es mit einem Tierversuch. In den USA experimentieren Forscher mit Mäusen, die das so genannte Agouti-Gen tragen. Diese braunen Mäuse sind dick und anfällig für Krankheiten wie Diabetes und Krebs. Eine Gruppe bekam normales Futter. Die andere spezielle Nahrungsergänzungen mit Vitaminen und Mineralien. Bei den Nachkommen dieser Mäuse zeigte sich, dass sie überwiegend nicht mehr fett und gelb waren, sondern schwarz und schlank. Auch die Anfälligkeit für Krebs und Diabetes ging zurück. Analysen zeigen, dass das Agouti-Gen zwar noch vorhanden ist, aber nicht mehr aktiv.

Allein die veränderte Nahrung hat es abgeschaltet. Sollten sich ähnliche Ursache-Wirkungs- Zusammenhänge beim Menschen klar bestätigen, erscheint die Verantwortung für Enkel und Urenkel in einem neuen Licht. Ein enges Band zwischen den Generationen, das Forschern noch Rätsel aufgibt. .

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