Entschlüsselung des Epi-Genoms Epigenetik - auf die Zutaten kommt es an

Wir kriegen, weil Opa geraucht hat, vielleicht Asthma. Oder weil Oma einen Hungerwinter durchgemacht hat und Vater zu viel vor dem Fernseher gesessen hat, werden die Nachkommen fettleibig. Das waren Meldungen der letzten Tage. Die Rede ist dabei immer vom Epi-Genom. Doch was genau ist das eigentlich?

von MDR-Wissenschaftsredakteur Karsten Möbius

Forschung Epigenetik
Bildrechte: Carsten Möbius/MDR Wissen

Wir wissen es eigentlich alle. Wir vererben mehr als nur unsere Körperform und unsere blauen Augen. Unsere Nachkommen haben oft ähnliche Charaktereigenschaften, Neigungen, Talente oder auch Ängste. Für Wissenschaftler steht seit ein paar Jahren fest: Vieles davon steht nicht in unseren Genen.

Da muss es noch mehr geben

Es muss einen Mechanismus geben, der mehr vererbt als nur unser Erbgut, unsere DNA. Wissenschaftler wie Maximilian Krause vom Max Planck Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik Dresden sind derzeit dabei, dieses komplexe Rätsel nun schrittweise zu entschlüsseln.

Die Natur ist ein riesiger Zufallsgenerator, der über vier Milliarden Jahre läuft. Da sind alle möglichen, komischen Sachen herausgekommen, die keine Erklärung haben. Die sind einfach passiert, weil es funktioniert hat.

Man weiß, dass es neben dem Genom eine zusätzliche, genetische Ebene gibt, das Epi-Genom. Es ist dafür zuständig, aus den zum Glück sehr stabilen genetischen Informationen, Varianten zu entwickeln. Genetikerin Kerstin Schmidt von der TU Dresden versucht das zu erklären, indem sie unser Genom mit einem großen Kochbuch vergleicht:

Und in diesem Kochbuch stehen alle Rezepte drin, die es überhaupt gibt auf dieser Welt. Und die Epigenetik macht nun, dass in einer bestimmten Zelle zu einer bestimmten Zeit nur bestimmte Rezepte aus diesem Kochbuch gekocht werden.

Die unterschiedlichen Rezepte dienen dazu, dass aus dem immer gleichen Erbgut einmal Muskelgewebe, Knochen oder Nervenzellen werden. Außerdem geht jedes Individuum in einem bestimmten Rahmen kreativ mit dem Erbgut um. So wie Oma, bei der die Kartoffelsuppe anders schmeckte als bei Tante Inge, obwohl die Vorlage bildlich gesprochen aus dem gleichen Kochbuch kam.

Forschung Epigenetik
Kerstin Schmidt und Maximilan Krause sind dem Epi-Genom auf der Spur. Dafür experimentieren sie unter anderem mit Zebrafischen, die dafür besonders geeignet sind. Bildrechte: Carsten Möbius/MDR Wissen

Auf die Zutaten kommt es an

Bei den Krauses kam eben mehr Suppengrün rein als bei den Schmidts. Und da das Epi-Genom sehr schnell auf Lebensumstände reagiert, geben wir auch die Reaktionen unserer Zellen auf Rauchen, Bewegungsmangel und Alkohol an unsere Nachkommen weiter, ohne dass sich unsere DNA, unser Erbgut verändert. Wir verändern nur ein wenig das Rezept:

Aber das Epi-Genom ist so flexibel, dass wir dem Lebenswandel unserer Eltern und Großeltern nicht hilflos ausgeliefert sind. Im Gegensatz zu Mutationen, die sehr stabil vererbt werden, können wir dem Muster, das die Informationen unserer Gene ausliest, neue, andere Impulse geben. Das ist die neue Erkenntnis im Zusammenhang mit dem Epi-Genom.

Weitere wissenschaftliche Überraschungen sind zu erwarten

Oft wissen wir noch nicht genau, ob beispielsweise eine Krankheit oder eine bestimmte Eigenheit durch eine Mutation hervorgerufen wurde oder durch eine epigenetische Veränderung oder vielleicht sogar durch Erziehung. Das muss noch jeweils im Detail erforscht werden. Ganz sicher weiß die Wissenschaft, dass wir ein extrem flexibles, epigenetisches Element in unseren Zellen haben, das noch eine Menge Überraschungen bereit hält, sagt Maximilian Krause:

Die Hoffnung ist, dass man es irgendwann so versteht, dass man durch ganz leichte, kurzfristige Eingriffe die Dynamik der eigenen Zelle und der Natur zunutze macht, um positive Veränderungen hervorzurufen.

Wenn man also feststellt, dass ein spezielles Rezept eine Krankheit hervorruft oder Krebs auslöst, dann könnte man versuchen, die Zutaten so zu dosieren, dass alles wieder normal funktioniert oder dass eben bestimmte Zutaten nicht mehr "in die Suppe" kommen, dass man bestimmte Enzyme blockiert. Entsprechende Medikamente sind schon in den Apotheken.

Zuletzt aktualisiert: 03. Dezember 2019, 16:30 Uhr