Anfang der 1980er Jahre entdeckten die Genetiker Andrew Feinberg und Bert Vogelstein, seinerzeit an der Johns Hopkins University in Baltimore (USA), dass an der DNA von Krebszellen auffallend wenige Methylgruppen anhaften. Schon damals wusste man, dass Methylgruppen auf der DNA bestimmte Gene stummschalten können. Feinbergs und Vogelsteins Beobachtungen lieferten somit einen ersten Beleg dafür, dass Krebs nicht nur eine Krankheit der Gene ist, sondern auch eine des Epigenoms – jener Gesamtheit chemischer ­Veränderungen der DNA und ihrer Verpackungsproteine, welche die dreidimensionale Struktur der Chromosomen innerhalb des Zellkerns mitbestimmen. Eine neue Überblicksarbeit von Mark A. Dawson von der University of Melbourne (Australien) erhärtet dies nun und zeigt zugleich auf, wie komplex das Thema ist.

Zellen verändern ihr Epigenom, um schnell auf äußerliche und interne Stimuli zu reagieren. Anstatt die Nukleotidsequenzen der Gene selbst zu modifizieren – ein ­langsamer und unumkehrbarer Prozess –, hängen Enzyme kleine chemische Marker an die DNA, beispielsweise Methylgruppen. Auch die Verpackungsproteine der Erbsubstanz, die so genannten Histone, können chemisch mit Methyl-, Azetyl- oder Phosphatgruppen versehen werden. Das kann die Bindung zwischen DNA und Histonen verändern und somit Abschnitte der Chromosomen entweder verdichten oder auflockern. Dies wirkt sich stark auf die Genexpression aus, denn ob die Zelle bestimmte Erbfaktoren abliest oder nicht, hängt maßgeblich davon ab, ob diese ihrer Ablesemaschinerie überhaupt zugänglich sind ...