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Epigenetik: Schlechte Erfahrungen können vererbte Gene besser machen

Stress ist oft gesundheitsschädlich - für einen selbst und sogar für den Nachwuchs. Vielleicht vererben Gestresste ihren Kindern aber auch etwas Gutes.
DNA-Strang

Chronischer frühkindlicher Stress hat nicht nur unmittelbare und längerfristige Folgen für die Betroffenen selbst – er hinterlässt auch Spuren im Erbgut, die dann an die nächste Generation weitergegeben werden. Kinder und Enkel leiden dann zum Beispiel häufiger an bestimmten Verhaltensauffälligkeiten, ein Zusammenhang, den verschiedene Epigenetikforscher in den letzten Jahren in einer Reihe von Versuchen immer wieder bestätigt haben. Weniger klar blieb dabei allerdings, welchen möglichen evolutiven Sinn ein solcher Vererbungsmechanismus eigentlich haben könnte. Denn sorgt hier die Vererbung negativer Erfahrungen nicht einfach nur für zusätzlichen Schaden in der nächsten Generation?

Einen neuen Blickwinkel eröffnet jetzt eine Studie des Neuroscience Center in Zürich: Die Forscher zeigen, dass epigenetisch modifizierte Gene der nächsten Generation eben durchaus nicht immer nur schädliche Effekte, sondern mitunter auch Vorteile bringen – ganz so wie ja auch Stress in einer bestimmten Jugendphase später Erwachsenen nicht immer nur Nachteile, sondern vielleicht auch eine höhere Stressresilienz beschert.

Die Forscher hatten die typischen Tierexperimente durchgeführt, mit denen epigenetische Prozesse untersucht werden. Dabei müssen die Nager unter Stress gesetzt werden, was etwa geschieht, indem man junge Mäuse und ihre Mütter absichtlich und nicht vorhersehbar immer wieder für kurze Zeit trennt. Dann analysiert man die Verhaltens- und Gesundheits- sowie die damit korrelierten epigenetischen Veränderungen. Die Belastung wirkt dabei zunächst vor allem bei den Mäusemüttern, wird von diesen aber unmittelbar auch durch ihre Reaktion – sie zeigen allerlei unangepasstes, nervöses Verhalten – an den Nachwuchs weitergegeben. Die so aufwachsenden Jungen fallen im ganzen späteren Leben zum Beispiel durch ein im Durchschnitt schwächeres Gedächtnis sowie ihre Antriebs- und Emotionsstörungen auf; im Gehirn werden zudem epigenetische Veränderungen und ein höherer Pegel von Stresshormonen erkennbar.

Epigenetische Spuren im Nachwuchs

In ihrem neuen Versuch überprüften die Forscher um Isabelle Mansuy nun aber zusätzlich, welche Folgen dieser Stress dann in der nächsten Generation hat – also bei den Nachkommen der gestressten Mäusejungen. Die Forscher nahmen eine Reihe verschiedener Verhaltensweisen der nächsten Generation auf – und konnten konstatieren, dass der Stress der Eltern sich in mancherlei Hinsicht auch positiv auswirkt. So fielen die Nachkommen etwa in bestimmten Experimenten durch ein deutlich zielgerichteteres Verhalten auf [1]. Dies ging mit epigenetischen Modifikationen in den Verpackungsproteinen um Gene einher, die für typische Stressrezeptoren wie den Mineralokortikoidrezeptor (MR) kodieren. Offenbar sorgt die damit veränderte Regulation und Aktivität des Rezeptors für eine in manchen Situationen auch durchaus vorteilhafte Anpassung des Verhaltensrepertoires.

Ganz überraschen kann das Ergebnis von auch positiven Folgen epigenetischer Veränderungen nicht: Solche Regulationsprozesse dürften ja ebendeshalb entstanden sein, weil sie das starre Konzept der Vererbung von immer gleichen Genen modifizieren, um eine sinnvolle, wenn nötig auch generationenübergreifende Anpassung an veränderte schwierige Umweltbedingungen zu erlauben. Womöglich sind solche positiven Folgen bei den Versuchen in der Vergangenheit zu wenig gesucht worden – oder insgesamt einfach weniger stark aufgefallen.

Die eidgenössischen Epigenetikforscher um Mansuy möchten nun die molekularen Details näher aufdröseln, die der Beobachtung zu Grunde liegen. Schon in früheren Studien konnten sie zeigen, dass der Mechanismus der epigenetischen Übertragung auf die nächste Generation mit bestimmten mikroRNA-Molekülen zusammenhängt, die dann im heranwachsenden Embryo die epigenetischen Methylgruppenschalter so setzt wie in den Elternzellen [2]. Das könnte bei der vererbten Stressregulation ähnlich, allerdings auch anders ablaufen, erklären die Forscher. Spannend wäre in jedem Fall zu zeigen, wie die Regulation der Stressrezeptoren genau in das Verhalten eingreift – und natürlich, ob ähnliche Prozesse auch beim Menschen ablaufen. Dann wäre als Fernziel denkbar, den Mineralokortikoidrezeptor als Ziel für neu entwickelte Therapeutika gegen die Folgen von chronischem Stress genauer unter die Lupe zu nehmen.

47. KW 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 47. KW 2014

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