Epigenetik 1983 – Der Zusammenhang zwischen Umweltfaktoren und Genen

Wie ein Pianist die Noten einer Partitur interpretiert und Lautstärke und Tempo bestimmt, beeinflusst die Epigenetik die Interpretation genetischer DNA-Sequenzen in den Zellen. Epigenetik bezeichnet im Allgemeinen die Untersuchung vererbbarer Eigenschaften, die keine Veränderung der zugrunde liegenden DNA-Sequenz der Zellen beinhalten.

Eine Möglichkeit, die Expression der DNA zu steuern, besteht darin, einer ihrer Basen eine Methylgruppe hinzuzufügen: ein Kohlenstoffatom mit drei daran gebundenen Wasserstoffatomen. Dadurch wird dieser Bereich der „markierten“ DNA weniger aktiv, und die Produktion eines bestimmten Proteins kann unterdrückt werden. Auch Histonproteine, die an das DNA-Molekül binden, können die Genexpression verändern. 

In den 1980er-Jahren entdeckte der schwedische Forscher Lars Olov Bygren in Norrbotten, dass Jungen, die innerhalb einer einzigen Saison von normaler Ernährung zu übermäßigem Essen übergingen, Söhne und Enkel mit deutlich kürzerer Lebensdauer hatten:

• Nach einer Hypothese spielten vererbbare epigenetische Faktoren dabei eine Rolle. 
• Andere Studien legen nahe, dass Umweltfaktoren wie Stress, Ernährung, Rauchen und die Ernährung vor der Geburt Spuren an unseren Genen hinterlassen, die über Generationen weitergegeben werden. 

Dieser Argumentation zufolge könnten die Luft, die Ihre Großeltern atmeten, und die Nahrung, die sie aßen, noch Jahrzehnte später Ihre Gesundheit beeinflussen. 

1983 dokumentierten die amerikanischen Medizinforscher Bert Vogelstein und Andrew P. Feinberg den ersten Fall einer menschlichen Erkrankung mit einem epigenetischen Mechanismus. Insbesondere beobachteten sie bei kolorektalen Karzinomen einen weitverbreiteten Verlust der DNA-Methylierung. Da methylierte Gene normalerweise abgeschaltet sind, kann dieser Methylierungsverlust bei Krebs zur abnormen Aktivierung von Genen führen. Umgekehrt kann eine übermäßige Methylierung die Arbeit schützender Tumorsuppressorgene beeinträchtigen. Heute werden Medikamente entwickelt, die epigenetische Markierungen beeinflussen, um schädliche Gene stillzulegen und günstige Gene zu aktivieren. 

Das allgemeine Konzept der Epigenetik ist nicht neu. Schließlich besitzen eine Gehirnzelle und eine Leberzelle dieselbe DNA-Sequenz, doch durch epigenetische Prozesse werden unterschiedliche Gene aktiviert. Epigenetik könnte auch erklären, warum ein Zwilling Asthma oder eine bipolare Störung entwickelt, während der andere gesund bleibt.

Historische Persönlichkeit im Artikel: Bert Vogelstein (geb. 1949)

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