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Epigenetik: Live-Bild der Genaktivität im Gehirn

Nicht überall im Gehirn werden Gene abgelesen. Aber wo ist das Erbgut aktiv? Und wo bleibt es stumm? Das lässt sich nun per PET-Scan in Erfahrung bringen.
Epigenetische Aktivität im GehirnLaden...

Wo werden im Gehirn besonders häufig Gene abgelesen? Und wo ist es eher ruhig? Das ließ sich bislang nur durch Gewebeproben, beispielsweise bei einer Autopsie, in Erfahrung bringen. Nun präsentieren Wissenschaftler um Jacob Hooker von der Harvard Medical School ein Verfahren, mit dem sich die epigenetische Aktivität der Hirnzellen sozusagen live von außen bestimmen lässt.

Die Patienten erhalten dazu vor der Untersuchung mit dem PET-Hirnscanner einen speziellen Wirkstoff verabreicht. Das von Hooker und seinem Team entwickelte Molekül ist schwach radioaktiv, so dass es im PET aufleuchtet. Seine Besonderheit: Es heftet sich in Hirnzellen an die so genannten HDAC-Enzyme (Histon-Deacetylasen). Sie sind maßgeblich daran beteiligt, Gene für eine gewisse Zeit stillzulegen. Überall dort, wo der Körper sie in besonderem Maße bildet, herrscht folglich Ruhe im Genom. Und überall dort findet der PET-Scanner dann auch das Sensormolekül (in obigem Bild durch gelbe bis rote Farbe dargestellt).

Die Forscher um Hooker stellten fest, dass sich die Verteilung aktiver und nichtaktiver Regionen von Proband zu Proband kaum unterschied. Besonders aktiv waren bei allen acht Testpersonen Hippocampus und Amygdala, in denen bekanntermaßen häufig neue Verknüpfungen geschaffen werden, da beide Bereiche in die Gedächtnisbildung involviert sind. Besonders still hingegen war es aus genetischer Sicht im Cerebellum – auch dies entspricht den Erwartungen der Forscher. Das Cerebellum, auch Kleinhirn genannt, wirkt an der Bewegungssteuerung mit und hat einen hochgradig geordneten Aufbau, der sich wenig oder kaum zu verändern scheint. Dass hier auch die Gene durch HDAC-Enzyme deaktiviert werden, passt in dieses Bild. Weil die verantwortlichen Steuerungsprozesse nicht die Abfolge der DNA-Bausteine selbst, sondern nur deren Regulation betreffen, werden sie als "epigenetisch" bezeichnet.

Ihren Nutzen soll die Technik künftig zunächst als Forschungsinstrument bei der Untersuchung von Patienten mit diversen Hirnerkrankungen unter Beweis stellen. Hooker und Team hoffen, dass dabei spezifische epigenetische Muster zu Tage treten, die mehr über Ursachen oder Auswirkungen von Alzheimer, Parkinson und Co verraten. Ob es sich auch lohnt, sie im Klinikalltag einzusetzen, ist noch ungewiss.

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