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Epigenetik

Ist der Mensch mehr als seine Gene? Eine relativ neues biologisches Fachgebiet durchbricht das bisherige „zentrale Dogma“ der Genetik: die Epigenetik.

Unser Aussehen, die Gesundheit, unser Geschlecht – der Körper wird durch unsere Gene festgelegt. In (fast) jeder unserer Zellen befindet unsere DNA, bestehend aus 3,27 Milliarden Basenpaare die für ca. 25000 Proteine kodieren. Insgesamt sitzen diese Gene in 46 Paketen (Chromosomen), die wir von unseren Eltern vererbt bekommen haben. Bei der Verteilung der Gene liefert jeder Elter 23 Chromosomen (22 + Geschlechtschromosom), die jeweils nochmal bestimmte Genfragmente austauschen. Dabei werden DNA-Stränge von Enzymen vergleichbar mit einer Filmrolle aufgetrennt, Stücke entfernt und durch den entsprechenden Strang des anderen Elternpaares ausgetauscht. Molekularbiologisch ein unvorstellbarer Vorgang, der in unserem Körper abläuft.

Haben wir die Gene den nicht bereits entschlüsselt? Zum größten Teil ja, die Basenpaare des Menschen sind bis auf kleinere unwesentliche Ausnahmen vollständig bekannt. Allerdings ist dies vergleichbar mit einem alten Text, dessen Schriftzeichen man zwar lesen kann, man kennt die Bedeutung der Worte jedoch nicht. Einige Wechselwirkungen sind bekannt, z.B. welches Protein für bestimmte Hautpigmente zuständig ist. Geschickte Bio-Ingenieure können sogar Gene für Biolumineszenz aus dem Glühwürmchen in Planzen und sogar Mäuse übertragen und dadurch zum Leuchten bringen (Transgene Organismen). Diese Technik ist z.B. in der Medizin sinnvoll, beispielsweise produzieren Bakterien Insulin für Diabetiker, man braucht zur Insulingewinnung keine Tiere mehr schlachten.

Zitat des Tages
Wunder kommen zu denen, die an sie glauben
(Französisches Sprichwort)

Unsere Gene bestimmen also, was unser Körper macht (oder nicht macht). Interessanterweise scheint es jedoch Faktoren zu geben, die nicht in unseren Genen zu stecken scheinen. Unser Geschlecht ist genetisch bestimmt. Unter dem Mikroskop kann man bei Männern während eines bestimmten Zellzyklus ein Y-Chromosom erkennen, bei Frauen ein X-Chromosom. Aber wie funktioniert das eigentlich bei der Honigbiene, bei der unbefruchtete Eier ebenfalls schlüpfen und lebendige Bienen hervorbringen? Diese sind dann männliche und werden Drohnen genannt. Die Königin entsteht ebenfalls aus einer ganz normalen Arbeiter-Larve, allerdings wird sie mit einer ganz besonderen Substanz gefüttert, dem Gêlee Royale. Jetzt kennt man den Wirkmechanismus von Gêlee Royale besser. Gêlee Royale verhindert die Unterdrückung der Gene, die eine Arbeiterin zu einer Königin machen.

Ebenfalls neu ist das genetische Wissen um sogenannte Micro-RNA’s. Diese wirken regulatorisch komplementär an bestimmten Gen-Marker, bevor sie abgelesen werden können. Im Prinzip funktionieren Micro-RNA’s wie kleine Kegel, die man in Parklücken stellt und das Einparken von Autos verhindert, z.B. um eine Ausfahrt freizuhalten.

Aber wie findet diese Micro-RNA’s genau die Sequenz, die sie regulieren will… auf dem richtigen Chromosom und der einzigen richtigen Stelle innerhalb der 3 Milliarden Basenpaare? Bei dieser Frage tappt die Wissenschaft stellenweise noch im Dunkeln, schliesslich kann man Zellen meistens nur im eingefrorenen Zustand gründliche analysieren, aber nur sehr eingeschränkt in vivo (lebendig).

Jetzt weiss man, dass der Mensch ebenfalls epigenetisch beeinflusst wird. Bei der Epigenetik spielt die sogenannte „Methylierung“ eine Rolle, d.h. bestimmte Gensequenzen werden mit einer Methylgruppe versehen, damit die Gene an dieser Stelle nicht abgelesen werden können. Bei Frauen wird z.B. das komplette zweite X-Chromosom methyliert, da nur ein X-Chromosom in einer Zelle benötigt wird.

Was jetzt jedoch eine ziemlich neue Erkenntnis der Biologie ist, ist das Wissen, dass auch schwangere Mütter weitaus mehr an ihre Kinder weitergeben, als allein die genetische Information. Steht die Mutter z.B. unter Stress oder leidet an Depressionen, erhöht sich auch der Spiegel der Stresshormone beim Kind, und zwar möglicherweise lebenslänglich. Sogar ein Antisoziales Verhalten, Gewaltneigung und bestimmte Persönlichkeitsmerkmale beeinflussen die Expression unser Gene und die Epigenetik. Es ist also möglich, dass bestimmte Persönlichkeitsmerkmale der Mutter (oder des Vaters) an das Kind weitergegeben werden, auch wenn Mutter und Kind direkt nach der Geburt voneinander getrennt werden.

Werdende Mütter sollten sich deshalb bewusst sein, dass ihr Lebensstil ihrem Kind einen lebenslangen epigenetischen Stempel aufdrückt – selbst in Bereichen, die noch gar nicht erforscht sind. Auch Drogen beeinflussen die Epigenetik und können beim Kind Neigungen begünstigen, später leichter anfällig für suchterzeugende Drogen zu sein. Auch Übergewicht kann ein Faktor sein, der sich epigenetisch vererbt.

Wahrscheinlich wirkt die Epigenetik auch im positiven Sinn, wenn man sich ihrer Wirkung bewusst ist. Meditation in der Schwangerschaft, Spaziergänge in der freien Natur, Bewegung und eine Lebensweise, die für eine seelische Ausgeglichenheit der Mutter führt, wird wahrscheinlich auch positive epigenetische Effekte beim Kind hervorrufen. Da das Gebiet noch sehr jung ist, wird die Forschung und Wissenschaft hier sicherlich noch einiges zu entdecken haben.