Epigenetik. Nomos. Implikationen für die Lebens- und Geisteswissenschaften

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1 Forschungsberichte der Interdisziplinären Arbeitsgruppen der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften Epigenetik Implikationen für die Lebens- und Geisteswissenschaften Herausgegeben von Jörn Walter Anja Hümpel Nomos

2 Forschungsberichte der Interdisziplinären Arbeitsgruppen der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften Epigenetik Implikationen für die Lebens- und Geisteswissenschaften Herausgegeben von Jörn Walter Anja Hümpel Nomos

3 Diese Publikation erscheint mit Unterstützung des Regierenden Bürgermeisters von Berlin Senatskanzlei Wissenschaft sowie des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg. Interdisziplinäre Arbeitsgruppen Forschungsberichte, Band 37 Herausgegeben von der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. ISBN (Print) ISBN (epdf) 1. Auflage 2017 Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden Gedruckt in Deutschland. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks von Auszügen, der fotomechanischen Wiedergabe und der Übersetzung, vorbehalten. Gedruckt auf alterungsbeständigem Papier.

4 Inhalt Vorwort... 5 K. Viktoria Röntgen Zusammenfassung Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Gentechnologiebericht 1. Kernaussagen und Handlungsempfehlungen Biologischer Hintergrund und Bedeutung der Epigenetik Epigenetik und individuelle Anpassung Epigenetische Vererbung Epigenetische Diagnostik Epigenetische Therapie- und Interventionsansätze Epigenomforschung Epigenetik und Ethik Epigenetik in den Medien Lilian Marx-Stölting 2. Einführung: Problemfelder und Indikatoren zur Epigenetik Motivation und Zielsetzung Problemfelder und Indikatoren im Bereich der Epigenetik Struktur des Themenbands Literatur Jörn Walter, Anja Hümpel 3. Epigenetik: Hintergrund und Bedeutung des Forschungsgebietes Vorbemerkung Grundprinzipien, Verbreitung und Bedeutung der Epigenetik Der Begriff Epigenetik in der gegenwärtigen Forschung... 41

5 8 Inhalt 3.4 Grundlegende Mechanismen epigenetischer Kontrolle DNA-Methylierung Histon-Modifikationen Epigenetik nicht codierender RNA Epigenomforschung Kartierung von Histon-Modifikationen mithilfe von Chromatin-Immunpräzipitation und genomweiter Sequenzierung (ChIP-Seq) Kartierung von DNA-Methylierung durch Bisulfitsequenzierung Bestimmung offener Chromatinstellen Vermessung der Chromosomenanordnung in Zellen Funktionelle Interpretation durch RNA-Seq Epigenomik und Bioinformatik (Computational Epigenomics) Epigenomik: Von den Anfängen bis zur Anwendung Datenschutz in der Epigenomik Perspektiven der Epigenomforschung Epigenetik und Anpassung Konzepte epigenetischer Vererbung im Menschen Perspektiven epigenetischer Forschung Literatur Michael Wassenegger 4. Epigenetik in der Pflanzenzüchtung Einleitung DNA-Methylierung und Chromatin-Modifikationen RNA-dirigierte DNA-Methylierung Epigenetische Variationen und deren umweltbedingte Änderungen Entwicklung Epigenetik-basierter Züchtungsverfahren für Pflanzen Charakterisierung epigenetischer Regulationsphänomene Epigenetische Kontrolle mobiler genetischer Elemente Epigenetische Kontrolle von Stresseffekten Züchtung mithilfe epigenetischer Manipulationen: RdDM- Technologie Züchtung mithilfe epigenetischer Marker: Genome Editing Fazit Literatur... 89

6 Inhalt 9 Stefan Knapp, Susanne Müller 5. Chemische Open-Access-Sonden für epigenetische Zielstrukturen Was ist Open Access? Definition einer chemischen Sonde Beispiele chemischer Sonden Histon-Demethylasen Histon-Methyltransferasen Bromodomäne-Proteine Der Einfluss chemischer Sonden auf die Grundlagenforschung Der Einfluss chemischer Sonden für die Entwicklung neuer Pharmazeutika Ausblick Literatur Christoph Rehmann-Sutter 6. Zur biophilosophischen Bedeutung der Epigenetik Zum Begriff Epigenetik Responsive Evolution Die Verflochtenheit von Evolution und Entwicklung Philosophie der Genomik Konklusionen Literatur Vanessa Lux 7. Kulturen der Epigenetik Bedeutungswandel der Epigenetik begriffs- und wissenschaftsgeschichtliche Perspektive Vererbung und Transgenerationalität Traumata und Erinnerungsspuren Neue Perspektiven auf die Traumaforschung Epigenetik als Schwellenkunde Literatur

7 10 Inhalt Reinhard Heil, Philipp Bode 8. Was sollen? Was dürfen? Ethische und rechtliche Reflexionen auf die Epigenetik Einleitung Ethische Grundlagen Vererbung Psychosomatik und Suizid Umweltgerechtigkeit Gesellschaftliche und politische Relevanz Epigenetische Eugenik Epigenetische Medikalisierung Rechtliche Aspekte Fazit Literatur Julia Diekämper 9. Du musst Dein Leben ändern! Epigenetik als printmedialer Verhandlungsgegenstand Aufmerksamkeit für Epigenetik Der lange Schatten. Trauma Schwere Geburt? Schwangerschaften im Fokus der Epigenetik Ausblick Literatur Medienbeiträge Lilian Marx-Stölting 10. Daten zu ausgewählten Indikatoren Einführung und Übersicht Daten zur öffentlichen Wahrnehmung, Realisierung wissenschaftlicher Zielsetzungen und zum Forschungsstandort Deutschland Zusammenfassung Literatur Anhang Abbildungen und Tabellen Autorinnen und Autoren