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DNA: Epigenetik - Vererbung der anderen Art

Schädliche Chemikalien, Stress und andere Einflüsse können auf Dauer festlegen, welche Gene aktiv sind, und zwar ohne dass sich die Buchstabenabfolge der DNA verändert. Nicht nur das: Offenbar bleiben einige dieser "epigenetischen" Veränderungen sogar in nachfolgenden Generationen erhalten und verursachen auch bei ihnen Krankheiten.
DNA-Molekül

Vor rund drei Jahrzehnten kamen meine Kinder zur Welt. Zur Frage, was sie von mir geerbt haben, wusste ich damals nicht viel mehr zu sagen, als dass etwa die Hälfte ihrer DNA von mir stammt. Die Abfolge der Bausteine in diesen Riesenmolekülen galt zu jener Zeit als der einzige Weg bei Menschen und anderen Säugetieren, über den Eltern Erbinformationen an ihre Kinder weitergeben.

Heute ist jedoch klar: Unser biologisches Vermächtnis geht weit über die Abfolge der Buchstaben A, C, G und T in der DNA hinaus. Nicht nur unsere Kinder, sondern auch unsere Enkel und Urenkel erben von uns so genannte epigenetische Informationen. Diese befinden sich wie die DNA in den Chromosomen im Kern der Zelle und regulieren deren Funktionen. Sie haben aber nicht direkt mit der DNA-Sequenz zu tun und reagieren im Unterschied zu dieser stark auf Umwelteinflüsse. Konkret handelt es sich dabei beispielsweise um chemische Anhängsel, mit der die Zelle die DNA-Moleküle und die Proteine in den Chromosomen versieht.

Laut Untersuchungen an Mäusen und Ratten in meinem Labor und in anderen Forschungseinrichtungen können bestimmte Substanzen wie Agrochemikalien, Kerosin und sogar einige allgemein gebräuchliche Kunststoffe das Erbgut epigenetisch verändern. Mögliche Folgen sind Krankheiten und Fruchtbarkeitsstörungen, ohne dass die eigentliche DNA-Sequenz der Tiere angetastet wird. Noch überraschender war jedoch folgende Beobachtung: Wenn derartige Epimutationen in Eizellen und Spermien auftreten, können sie dort anscheinend fest eingebaut und so auf spätere Generationen übertragen werden – zusammen mit allen damit einhergehenden Gesundheitsrisiken. …

Juli 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juli 2015

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  • Quellen

Barlow, D. P., Bartolomei, M. S.: Genomic Imprinting in Mammals. In: Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 6, a018382, 2014

Daxinger, L., Whitelaw, E.: Understanding Transgenerational Epigenetic Inheritance via the Gametes in Mammals. In: Nature Reviews Genetics 13, S. 153 - 162, 2012

Skinner, M. K. et al.: Epigenetic Transgenerational Actions of Environmental Factors in Disease Etiology. In: Trends in Endocrinology and Metabolism 21, S. 214 - 222, 2010