Epigenetik..... lang, aber interessant

ausgemachter blödsinn, oder ist das möglich ? BBC Dokumentation zur Epigenetik In einem Filmbeitrag der BBC, welche in der deutschen Fassung unter dem Titel „Gedächtnis der Gene“ ausgestrahlt wurde, wird die revolutionäre Entwicklung in der Genetik deutlich. Hier eine Zusammenfassung: In jedem Menschen steckt ein Vermächtnis aus dem Leben seiner Vorfahren. Vergangene und zukünftige Generationen sind so miteinander verbunden, wie wir bisher nie für möglich gehalten hätten. War die Großmuter einer Umweltbelastung ausgesetzt, so werden die Enkel krank, obwohl sie mit dem Schadstoff selbst nie in Berührung kamen und vererben es an ihre Kinder weiter. Es sind nicht nur die Gene, sondern auch die Umwelt, in der die Vorfahren lebten, welches die Gesundheit der Nachkommen beeinflusst, ebenso wie die Ernährungslage der Vorfahren und ob und welchem Stress sie ausgesetzt waren. Das Bild vom Band zwischen den Generationen kann sich dadurch grundsätzlich ändern. Die Umwelt, die wir erleben, wird zum Erbe für unsere Kinder und Enkel. Ansätze wie diese, stellen die ganze Vererbungslehre auf den Kopf. Bislang geht es in der Vererbungslehre nur um die Gene, die DNA-Sequenz. Prof. Marcus PEMBREY (University College London) zählt zu der kleinen Schar von Wissenschaftlern, die gerade an den Grundfesten der Genetik rütteln. Sie glauben, dass sich das Leben unserer Eltern, Großeltern und sogar unserer Urgroßeltern ganz direkt auf unsere Gesundheit auswirken kann und zwar selbst, wenn wir ganz anders leben als unsere Vorfahren. Für die meisten anderen Wissenschaftlern ist diese Idee die reinste Ketzerei. Bislang gehen Biologen davon aus, dass unsere Erbmasse im Augenblick unserer Zeugung unveränderlich fest steht. In diesem Augenblick empfangen wir die Chromosomen unserer Mutter und unseres Vaters. Die Chromosomen sind die Träger der Gene, jener Streifen codierter DNA, die die Grundeinheit unserer Erbmasse bilden. Nach der Befruchtung, so glaubte man, sind diese Gene, in jeder Zelle unseres Körpers praktisch weggeschlossen, völlig unberührt von dem Leben, was wir führen. Was wir in diesem Leben tun, wirkt sich demnach nur auf uns selbst aus, verändert aber nicht die Gene für die nächste Generation. Sie bleiben unverändert. Allein diese unveränderlichen Gene sollen von Eltern und Großeltern weitervererbt werden. Die Erfahrungen, die unsere Vorfahren im Laufe ihres Daseins sammelten, verschwinden dagegen mit ihnen. Sie werden nicht vererbt, da die Gene von Generation zu Generation unangetastet bleiben. Hat die klassische Genetik Recht, wäre die Vererbung ein wunderbar reiner Prozess. Doch die Sache könnte auch ganz anders aussehen. Prof. Marcus PEMBREY hatte immer wieder mit Familien zu tun, die Krankheiten aufwiesen, die normalerweise auf chromosomale Fehlbildungen zurückzuführen waren. Untersuchte er die Chromosomen, so waren diese aber normal. Vor allem eine Krankheit beschäftigte ihn, das Angelman-Syndrom. Es ist nach Harry Angelman benannt, einem Kinderarzt, der dieses Leiden zum ersten Mal beschrieb. Er nannte sie glückliche Marionetten-Kinder und das trifft genau die Symptome. Ihre Bewegungen sind ruckartig, vor allem beim Gehen. Diese Kinder sprechen nicht, haben beim Lernen große Schwierigkeiten, sind aber sehr fröhlich. Sie lächeln die ganze Zeit. Die Ursache der Krankheit ist eine genetische Anomalie. Bei Chromosom 15 fehlt eine wichtige Sequenz in der DNA. Dann stieß PEMBREY auf ein Paradoxon. Dieselbe fehlende Sequenz von Chromosom 15 war mit einer ganz anderen Krankheit in Verbindung gebracht worden, die vor allem geistig zu viel weniger schweren Behinderungen führt, dem Prader-Willi-Syndrom. Diese Kinder sind bei der Geburt sehr muskelschwach. Sobald sie dann aber zu essen anfangen, haben sie einen unersättlichen Appetit und werden sehr korpulent. Anscheinend werden hier zwei unterschiedliche Krankheiten durch ein und denselben genetischen Fehler verursacht. Daraufhin suchte PEMBREY nach einem Muster, nach dem diese beiden Krankheiten vererbt wurden. Er wurde fündig. Ausschlaggebend war die Herkunft des Chromosom 15, bei dem die Sequenz fehlte. Kam sie vom Vater führte dies zum Prader-Willi-Syndrom, kam sie von der Mutter, führte dies zum Angelman-Syndrom. Als ob die Gene wüssten, woher sie stammten. PEMBREY vermutete eine Prägung der Gene durch das Spermium oder die Eizelle, so dass praktisch bestimmte Gene abgeschaltet werden. Für ihn wurde offensichtlich, dass mehr vererbt wird als nur die codierte Sequenz der DNA. Der unterschiedliche Ausdruck eines Genes oder einer Genregion in Abhängigkeit von ihrer männlichen oder weiblichen Herkunft nennt man genomisches Imprinting. Gene erinnern sich daran, woher sie kommen, sie haben ein Gedächtnis. D.h. bei der Vererbung geht es nicht nur um die Gene, die vererbt werden, sondern auch darum, ob diese Gene an- oder ausgeschaltet sind. Man kann sich das bildlich wie beim Lichtschalter vorstellen. Ist der Schalter an, ist das Licht an. Ist das Gen eingeschaltet, ist es aktiv und die Zelle führt eine bestimmte Aufgabe aus. Ist es ausgeschaltet, hat es keinen Einfluss. Die Schalter der Gene stehen auf ein oder aus, erst das gibt den Zellen ihre Identität. Das die Gene an oder ausgeschaltet werden können nennen die Forscher inzwischen Epigenetik. Der Stoff der dabei als Schalter fungiert, ist eine Methylgruppe, die an den DNA-Baustein Cytosin gehängt wird. Es gibt die unterschiedlichsten Schalterkombinationen. Das Entschlüsseln des Human-Genoms war deshalb nicht der krönende Abschluss der genetischen Forschung, sondern nur der erste Schritt. Wenn die Schalter nun bei der Vererbung von so großer Bedeutung sind, wodurch werden sie dann betätigt? So wurde beispielsweise beobachtet, dass bei einer künstlichen Befruchtung das Beckwith-Wiede-mann-Syndrom 4% häufiger vorkommt. Kinder mit dieser Krankheit sind bei der Geburt ziemlich schwer, ihre Zunge ist zu groß und sie bekommen oft schon in den ersten Lebensjahren Krebs. Bei einer künstlichen Befruchtung befindet sich der Embryo in einer Petrischale und wird manipuliert. Der Aufenthalt des Embryos außerhalb seines natürlichen Umfeldes scheint Einfluss auf die Gene zu haben. Bestimmte Gene werden ausgeschaltet. In Tierversuchen zeigte Prof. Wolf REIK (Babraham Institute, Cambridge), dass, wenn er einen Mausembryo in einer Petrischale platziert, dessen epigenetischen Schaltstellungen verändert wurden. Bestimmte Gene wurden ausgeschaltet. Doch das war nicht alles. Nach den Regeln der klassischen Genetik, durften sich diese Zustände nicht weitervererben. Die epigenetischen Veränderungen wurden aber in der nächsten Generation nicht wieder rückgängig gemacht, sie lies sich auch beim Nachwuchs feststellen. Das bedeutet, die Gene sind keineswegs in den Zellen weggeschlossen. Eine einzige grundlegende Veränderung im Umfeld eines Lebewesens konnte sie verändern und diese Veränderung war vererbbar. Wird die Erinnerung, an alles was uns wiederfährt an die nächste Generation weitergegeben? Können all unsere Erlebnisse sich auf unsere Kinder und Enkel auswirken? Sorgt das genomische Imprinting für die Anpassung von einer Generation an die nächste? Die Pychologin Rachel YEHUDA (Mount Sinai School of Medicine, New York) untersucht wie Menschen auf Stress regieren. Sie sagt: „Ich ahnte nicht, dass Stress generationsübergreifend wirkt, bis wir eine Klinik für Holocaust-Überlebende eröffneten.“ Während sie die Stress-Symptome ehemaliger KZ-Insassen behandelte, stellte sie fest, dass auch deren Kinder sehr häufig an Stress litten. Zunächst dachte die Psychologin, dass käme daher, weil die Kinder immer wieder mit den Schilderungen ihrer Eltern konfrontiert wurden und mit den Stresssymptomen ihrer Eltern fertig werden mussten. Zur gleichen Zeit wollte Prof. Jonathan SECKL (University of Edinburgh) wissen, wie sich Stress auf schwangere Frauen auswirkte und ob sich Stresssymptome auf die Kinder vererbten. Er behandelte zunächst trächtige Ratten mit Stresshormonen, um zu sehen, ob dies auf ihren Nachwuchs wirkte. Er fand heraus, dass die Tiere der folgenden Generation ganz anders auf Stress reagierten und dass sie Angstsymptome zeigten. Um festzustellen, ob die Gene von den Veränderungen betroffen wären, lies er auch die zweite und dritte Generation sich fortpflanzen. Diese Nachkommen zeigten ebenfalls abnormale Stressreaktionen. Für SECKL gab es nur eine Erklärung. Der Stress legte einen genetischen Schalter um und diese Veränderung wurde weiter vererbt. Als am 11. September 2001 durch terroristische Anschläge zwei Flugzeuge das World TradeCenter zum Einsturz brachten, entwickelten etliche eine posttraumatische Belastungsstörung. Bei besonders traumatischen Erlebnissen produziert die Nebennierenrinde Cortisol. Dieses Hormon hilft dem Organismus mit Stress fertig zu werden. Bleibt der Cortisolspiegel zu niedrig, kann ein Mensch nur schlecht mit der Belastung umgehen, und entwickelt am ehesten die posttraumatische Belastungsstörung (PTSD). YEHUDA und SECKL wollten wissen, ob die Posttraumatische Belastungsstörung weiter vererbt wurde. Sie fanden fast 200 schwangere Frauen, welche die Anschläge teilweise sogar in den Zwillingstürmen miterlebt hatten. Von ihnen hatte die Hälfte eine Posttraumatische Belastungsstörung. Proben ergaben, dass der Corisolwert in ihrem Speichel nicht stimmte. Ganz erstaunlich war, dass es bei ihren Babys genauso war, und das vor allem, wenn die Schwangere das Trauma im letzten Drittel der Schwangerschaft erlebt hatte. Im ersten oder zweiten Drittel der Schwangerschaft wirkte es sich weniger auf die Cortisolwerte der Babys aus. D.h. es geht hier nicht nur um Genetik, hier wurde eine Belastung in der späten Phase der Schwangerschaft weitervererbt. Die Symptome der Mutter wirkten sich ganz eindeutig auf die Entwicklung des Cortisolsystems bei ihrem Kind aus. So ist es auch zu verstehen, dass die Kinder von Holocaust-Überlebenden Stresszustände entwickeln unabhängig, ob ihnen die Eltern von ihrem Trauma berichten oder nicht. Prof. Lars Olov BYGREN (Karolinska Institutet, Schweden) und PEMBREY überprüften generationsübergreifend den Zusammenhang zwischen Hungersnöten und Diabetes. Sie sahen sich die Ernährung von Großmüttern und Großvätern an, und zwar von dem Augenblick, an dem sie gezeugt wurden bis zum Alter von 20 Jahren und stellten fest, dass die Ernährungslage der Großeltern Auswirkungen auf die Gesundheit ihrer Enkelkinder hat. Dabei bemerkten sie, dass die genetische Veränderung nur in bestimmten Lebensabschnitten Auswirkungen auf die nächsten Generationen hatte, und zwar in den besonders kritischen Phasen der Entwicklung. Der Zeitpunkt, an der sich eine Hungersnot auf dessen Nachkommen auswirkte, war bei Großmutter und Großvater nicht der gleiche. Das Genmaterial der Großmütter schien gefährdet, solange sie noch selbst im Leibe ihrer Mütter waren. Beim Großvater wurde eine Hungersnot dagegen kurz vor der Pubertät zur Gefahr für die Gene. Das zeigte, dass eine Hungersnot sich bei den Ahnen in der Phase der Herausbildung der Eizellen und Spermien gesundheitlich negativ auswirkt. Informationen aus der Umwelt wurden Eizelle und Spermien als Zeitpunkt ihrer Entstehung als Prägung quasi aufgestempelt. Hier wird deutlich, wie Umwelteinflüsse vererbt werden. Entscheidend ist der Augenblick, in dem Eizelle und Spermium gebildet werden. Man kann die Gene nicht von den Umwelteinflüssen trennen, sie sind unmittelbar miteinander verbunden. Prof. Michael SKINNER (Washington State University) zeigte in einer Versuchsreihe, wozu handelsübliche Pestizide und Antipilzmittel in der Vererbung führen können. Er setzte ein trächtiges Rattenweibchen Pestizide aus und wollte sehen, ob das Gift auch ihre Nachkommen schädigen würde. 6-12 Monate später kam es zu einer ganzen Reihe von Krankheiten. Von Brust- und Hauttumoren, über Prostata- und Nierenerkrankungen bis zu Immunstörungen. Auch bei der zweiten, dritten und sogar vierten Generation der Nachkommen zeigten sich dieselben Krankheiten. Die schlimmsten Erkrankungen tauchten bei 85% der Tiere auf und das in jeder Generation. Neu ist, dass die Giftwirkung, die auf ein Individuum einwirkt, sich auch noch auf seine Nachkommen, zwei, drei Generationen später in Form ähnlicher Krankheiten auswirkt. Das bedeutet für uns Menschen, dass wir schwer erkranken können, weil unsere Großmutter während der Schwangerschaft Giftstoffen ausgesetzt war. REIK: „Es gibt zahlreiche weitverbreitet Krankheiten, wie Alzheimer oder Diabetes, die sich im Augenblick genetisch kaum erklären lassen. Vielleicht werden viele dieser Krankheiten durch epigenetische Schalter verursacht.