KKC
Vor 20 Jahren wurde erstmalig das menschliche Genom mit seinen 25.000 Genen und drei Milliarden Buchstabenpaaren entziffert. Mit großer Euphorie prophezeite man nun die Heilung aller Krankheiten, doch bis heute sind Krebs, Schizophrenie, Alzheimer, Diabetes und Co. nicht verschwunden.
Warum haben zwei Menschen das gleiche Krebs-Gen, aber nur bei einem bricht der Krebs aus? Warum erkrankt bei genetisch identischen Zwillingspaaren nur einer an Diabetes mellitus? Augenscheinlich hatte man die Geheimnisse des menschlichen Bauplans noch nicht vollständig entschlüsselt.
Die alte Frage stand wieder im Raum: Wie stark wird ein Mensch durch Vererbung oder durch Umwelteinflüsse geprägt? Die Antwort fand sich bei der Entdeckung eines weiteren, der DNA übergeordneten Codes – der epigenetischen Regulation. Sie lässt die Informationen in der DNA-Sequenz unverändert, sorgt aber durch besondere Enzyme dafür, dass sie abhängig von äußeren Umständen stärker oder schwächer abgelesen werden. Anfangs gleichen sich eineiige Zwillinge durch ihr identisches Erbgut bis aufs Haar, aber mit den Jahren machen sie durch unterschiedliche Lebensführung verschiedene Erfahrungen, entwickeln andere Gewohnheiten und Persönlichkeiten. Die epigenetische Programmierung hat zugeschlagen – und kann diese veränderten Eigenschaften sogar auf die nächste Generation vererben.
Damit der etwa zwei Meter lange DNA-Strang einer Zelle in den Zellkern passt, wird er durch epigenetische Regulatoren, dreidimensional bis zu 50.000-fach verdichtet, um sogenannte Histonkomplexe verpackt. Diese bestimmen den einfachen Zugang zu einzelnen Chromosomenbereichen. Bei der Methylierung docken kleine Methylgruppen an den Strang an und verhindern das Ablesen der nachfolgenden Gensequenz. Zur Aktivierung der Gene lockern Acetylgruppen den DNA-Strang an genau definierten Stellen.
Manche epigenetischen Markierungen ändern sich im Tag-Nacht-Rhythmus, andere bleiben dauerhaft bestehen und viele werden an die Nachkommen vererbt. Forscher sehen in der Epigenetik eine Erklärung, warum weltweit immer mehr Menschen an Adipositas und Diabetes mellitus erkranken, denn Veränderungen der Gene selbst können diesen rasanten Anstieg seit den 1960er Jahren nicht erklären.
Der Zellbiologe Peter Gruss spekulierte 2011 sogar, dass die German Angst, diese für Außenstehende unverständliche Technologieskepsis der Deutschen, mit den Traumata der Eltern und Großeltern während des zweiten Weltkrieges zusammenhängt und sich im Genom festgesetzt hat. Schließlich konnte man bereits zeigen, dass Babys, die während des Hungerwinters 1944/45 in den Niederlanden geboren wurden, außerordentlich kleinwüchsig waren. Später brachten diese Frauen selbst oft auffallend kleine Kinder zur Welt, obwohl längst kein Mangel mehr herrschte. Man geht heute davon aus, dass die Mangelernährung sogar bis in die dritte Generation epigenetische Veränderungen im Genom erzeugt hat.
Bereits um 1800 entwickelte der Botaniker und Zoologe Jean-Baptiste de Lamarck seine lange belächelte Theorie, dass veränderte Umweltbedingungen zur schnellen Anpassung der Arten führen. In einer Studie wurden 40 Augenzeugen des Anschlags auf das World Trade Center in New York untersucht. Fünf Jahre danach fand man bei den 20 Personen mit posttraumatischen Belastungsstörungen epigenetische Modifikationen von bis zu 25 Genen. Ebenso fand man 20 Jahre nach dem Völkermord in Ruanda bei 25 damals schwangeren Tutsi-Frauen und ihren Kindern im Gegensatz zu der Vergleichsgruppe veränderte Methylierungsmuster. Dieser Effekt wurde auch bei rauchenden Müttern festgestellt. In mehreren Experimenten mit Mäusen konnten Forscher die Weitergabe von Angsterlebnissen an ihre Nachfahren durch spezielle RNA-Schnipsel schon nachweisen.
Für die Zukunft eröffnet die Epigenetik-Forschung durch die Identifikation von bestimmten micro-RNA-Signaturen im Nervenwasser aussichtsreiche Ansätze bei der frühzeitigen Diagnose und Behandlung von Morbus Alzheimer. Durch gezielte Verabreichung von speziellen Inhibitoren können Gene aktiviert werden, die für die dauerhafte Speicherung von Erinnerungen notwendig sind.
Manfred Kindler, KKC-Vorsitzender, Kontakt: m.kindler@kkc.info