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Epigenetik: Wirklich wie ein Ei?

Sie gleichen sich sprichwörtlich wie ein Ei dem anderen - eineiige Zwillinge gelten als Paradebeispiel für Gleichheit. Doch der erste Eindruck täuscht: Denn trotz identischem Erbgut verweigern sich die Gene dem Einheitsbrei.
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Klone haben einen schlechten Ruf. Sie gelten als un-, ja widernatürliches Hineinpfuschen in die Schöpfung. Dabei wagt sich die Natur hin und wieder auch mal an dieses Experiment: Unter etwa 250 Lebendgeburten, die Tag für Tag das Licht der Welt erblicken, verbirgt sich ein Klon – auch eineiiger Zwilling genannt.

Für Forscher ist diese Laune der Natur ein Geschenk des Himmels. Bietet sie doch eine ausgezeichnete Möglichkeit, einer heiß diskutierten Frage nachzugehen: Wer hat mehr Einfluss? Gene oder Umwelt? Denn da eineiige Zwillinge – wie ihr Name schon sagt – aus einer einzigen befruchteten Eizelle stammen, sind sie genetisch vollkommen identisch. Alle Unterschiede, die sich bei den Zwillingspärchen offenbaren, müssen daher auf äußere Faktoren zurückzuführen sein. Und so wissen wir nicht nur seit Erich Kästners "Doppeltem Lottchen", dass Zwillinge zwar äußerlich zum Verwechseln ähnlich, aber charakterlich durchaus unterschiedlich aussehen können. Ungezählte Zwillingsstudien haben inzwischen belegt, dass neben dem Erbgut auch die Umwelt ein entscheidendes Wörtchen mitredet.

Aber wieso unterscheiden sich manche Zwillinge sogar in ihrer Physiologie, wenn ihre Gene – die doch alles steuern – vollkommen gleich sind? Die Antwort liegt "hinter den Genen" – in der Epigenetik. Damit beschreiben Wissenschaftler das Phänomen, dass die Gene unterschiedlich an- und ausgeschaltet werden können. So lagert die DNA beispielsweise Methylgruppen an, um damit bestimmte Stellen im Genom gezielt zu deaktivieren. Ein unterschiedlicher Methylierungsgrad der DNA bedeutet demnach unterschiedliche Genaktivitäten.

Spielen nun diese epigenetischen Spielereien bei Zwillingen wirklich eine so große Rolle? Mario Fraga vom Spanischen Krebszentrum in Madrid und seine Kollegen wollten es genauer wissen. Achtzig eineiige Zwillinge im Alter zwischen 3 und 74 Jahren sollten bei der Beantwortung der Frage helfen.

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DNA-Methylierung | Das Methylierungsmuster von Chromosom 1 sieht bei dreijährigen Zwillingen (links) noch fast gleich aus. Bei einem 50-jährigen Paar treten dagegen deutliche Unterschiede auf (rechts).
Als die Forscher das Genaktivitätsmuster ihrer Versuchspersonen genauer unter die Lupe nahmen, offenbarten sich beträchtliche epigenetische Variationen: Etwa ein Drittel der Zwillingspärchen zeigte deutliche Unterschiede, die mit verschiedenen Umwelteinflüssen korrelierten. Während bei den Jüngsten die Gene noch nahezu gleich tickten, nahmen die Differenzen mit steigendem Lebensalter immer mehr zu. Als besonders eigen erwiesen sich die Pärchen, die – wie Lottchen und ihre Schwester Luise – schon früh getrennte Wege gingen.

Was nun diese Unterschiede auslöst, darüber können die Forscher nur spekulieren. Ernährung, Bewegung, Rauchen – all das kann sein Scherflein beitragen. Aber auch eine Art "epigenetische Drift", bei der sich kleine Veränderungen mit der Zeit aufsummieren, schließen Fraga und seine Mitstreiter nicht aus.

Wie dem auch sei, die Rolle der Epigenetik dürfte wohl nicht zu unterschätzen sein. Wie übrigens auch beim experimentellem Klonen. Vermuten doch die Forscher, dass die Vielzahl der Fehlschläge, Dollys und Co zu erzeugen, auf eine Störung der epigenetischen Programmierung beruht.
05.07.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 05.07.2005

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