Wissenswert. Crashkurs Epigenetik Wie Erfahrungen unsere Gene steuern. von. Tanja Ehrke. Sendung: , hr-info

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1 Hessischer Rundfunk hr-info Redaktion: Wissenswert Crashkurs Epigenetik Wie Erfahrungen unsere Gene steuern von Tanja Ehrke Sprecherin: Tanja Ehrke Voice-Over männlich: Frank Berge Sendung: , hr-info Copyright Dieses Manuskript ist urheberrechtlich geschützt. Der Empfänger darf es nur zu privaten Zwecken benutzen. Jede andere Verwendung (z.b. Mitteilung, Vortrag oder Aufführung in der Öffentlichkeit, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verteilung oder Zurverfügungstellung in elektronischen Medien, Übersetzung) ist nur mit Zustimmung des Autors/der Autoren zulässig. Die Verwendung zu Rundfunkzwecken bedarf der Genehmigung des Hessischen Rundfunks.

2 Mod. Was wir essen, wie gestresst wir sind, welche traumatischen Erfahrungen wir im Laufe des Lebens machen müssen das alles hinterlässt Spuren in unserem Körper. Und zwar auf tiefster Ebene: an den Genen. Und nicht nur das: diese Spuren können anscheinend sogar an die nächsten Generationen weitergegeben werden. Dabei ändern sich nicht die Gene direkt ihre Sequenz, die Abfolge der Buchstaben A, C, T, G in der Erbinformation, der DNA, bleibt gleich. Was sich ändert, ist die Aktivität der Gene. Sie werden feinreguliert, an- oder ausgeschaltet. Die Erkenntnis, dass Umwelteinflüsse sich so auf unsere Gene auswirken können, ist noch relativ neu. Epigenetik heißt der Forschungsbereich, der spannende Fragen aufwirft und viele Wissenschaftler begeistert: O-Ton 1 Natürlich spielt die Epigenetik auch in die Evolution rein, ein weiteres riesiges und sehr spannendes Thema der Biologie. Aber auch in viele andere Sachen. Krankheiten, sehr wichtige Krankheiten. Moderne epigenetische Forschung zeigt im Prinzip, das fast jede Krankheit, die wir uns angucken, eine epigenetische Komponente hat. Inklusive der großen Killer sozusagen: Krebs, Herz-Kreislauf, Diabetes, die ganzen neurodegenerativen Erkrankungen haben aller Voraussicht nach eine sehr starke epigenetische Komponente. Das macht es natürlich sehr spannend. Und dann: Verhalten. Menschliches Verhalten, tierisches Verhalten. Fast alle großen Fragen der Biologie haben irgendwo eine epigenetische Komponente. O-Ton 2 Es ist schon erstaunlich, diese Experimente, die zeigen, dass wenn man Mäuse oder Ratten füttert mit schlechter Ernährung, dass dann die Kinder ein höheres Risiko haben, Erkrankungen zu kriegen, die die Eltern Seite 2 von 18

3 bekommen. Das finde ich schon ganz schön erschreckend zum Einen natürlich. Aber es muss auch schon eine unglaublich spannende Biologie sein, die da weitergegeben wird. ( ) Es gibt ja auch Studien, die zeigen, dass auch Trauma, schreckliche Erfahrungen epigenetische Veränderungen machen. O-Ton 3 There is a complete field of investigation that we don t understand. We know that they are required, but we don t know the precise mechanism. Women that smoke during pregnancy have a good chance to affect the deposition of these epigenetic marks on the baby. But what is the mechanism, how does it work? We have almost no clue yet. This is, I think, quite fascinating. Übersetzung Es gibt ein komplettes Forschungsfeld, das wir nicht verstehen. Wir wissen, dass die epigenetischen Markierungen benötigt werden, aber wir kennen die genauen Mechanismen nicht. Frauen, die während der Schwangerschaft rauchen, laufen Gefahr, die Anlage dieser epigenetischen Markierungen im Baby zu beeinflussen. Aber wie funktioniert das? Wir haben bisher fast keine Ahnung davon. Das ist, finde ich, ganz schön faszinierend. O-Ton 4 Sie können in der mütterlichen Blutprobe nachschauen, ob das Kind eine erhöhte Wahrscheinlichkeit hat, zum Beispiel das Downsyndrom zu entwickeln. (..) Dafür müssen sie mütterlich und kindlich unterscheiden können. Da sind dann eben die epigenetischen Markierungen wieder wichtig. Sie können also damit letztendlich die gesamte Diagnostik und Vorhersagen in der Medizin revolutionieren. Seite 3 von 18

4 *** Ganz entscheidend sind epigenetische Markierungen schon ganz am Anfang unserer Geschichte, wenn aus einer befruchteten Eizelle ein komplettes Lebewesen wird. Mit zig verschiedenen Zelltypen: Haut-, Leber-, Herz- und Nervenzellen alle sind aus dieser einen Zelle hervorgegangen. Prof. Dirk Prawitt von der Uniklinik Mainz erklärt, wie Epigenetik hier angreift. O-Ton 5 Sie können sich vorstellen, sie haben zwei unterschiedliche Körperzellen, eine Hautzelle oder eine Nierenzelle. Die sehen zum einen unterschiedlich aus, haben auch unterschiedliche Funktionen, haben aber dieselben Erbinformationen in ihrem Zellkern. Das kann natürlich nur dann sein, wenn diese Zellen unterschiedliche Erbinformationen nutzen um ihre Funktionalität zu erreichen. Und die Epigenetik gewährleistet, dass die einzelnen Zelltypen zelltypspezifisch ihre Erbinformationen auslesen und nutzen. So ergibt sich für jeden Zelltyp ein spezielles epigenetisches Muster. Einzelne Gene werden aus-, andere angeschaltet. Verantwortlich dafür sind Markierungen auf dem DNA-Strang. Diese Markierungen in den verschiedenen Zelltypen, in Haut-, Muskel- oder Nervenzellen, sind relativ stabil. Andere epigenetische Markierungen sind flexibler, teilweise können sie sogar wieder entfernt werden. Sie ermöglichen es dem Organismus, sich möglichst gut an bestimmte Situationen anzupassen. Das zeigt zum Beispiel ein Experiment mit Staren. In die Eier der Vögel spritzten die Forscher Stresshormone um zu imitieren, dass die Vogel- Mutter unter Stress steht. Das führte dazu, dass der Nachwuchs nach Seite 4 von 18

5 dem Schlüpfen kräftigere und größere Flügel hatte. Die Theorie dahinter: die Mutter teilt dem Nachwuchs so mit, dass die Umwelt gerade bedrohlich ist. Durch die stärkeren Flügel sollen sie möglichst schnell in der Lage sein, sich ein neues Revier zu suchen. *** Die Erkenntnis, dass Umweltbedingungen so die Gene beeinflussen, ist noch relativ neu. Vor gut 15 Jahren haben Wissenschaftler das menschliche Genom vollständig entschlüsselt. Damals dachte man, dass die Antwort auf alles in den Genen liegt, in der DNA-Sequenz. Der Abfolge der vier Basen A, C, T und G, die rund Gene bilden. Doch die DNA- Sequenz allein erklärt nicht, warum der eine Mensch Stress schlecht verträgt und ein anderer an Alzheimer erkrankt. Oder warum Menschen mit den gleichen Genen doch unterschiedlich sind, wie Professorin Stefanie Dimmeler von der Goethe-Universität in Frankfurt erklärt. O-Ton 6 Auch wenn sie die gleichen Gene haben Zwillinge zum Beispiel haben trotzdem unterschiedliche Eigenschaften, unterschiedliche vielleicht auch biologische Funktionsprinzipien, weil neben den Sequenzen, die gleich sind in Zwillingen, immer noch zusätzliche Regulationsmechanismen hinzukommen. Das heißt: die DNA-Sequenz bildet nur die Basis, sozusagen den Baukasten. Welche Bausteine genutzt werden und wie, das regelt die Epigenetik über die Aktivität der Gene. Wissenschaftler haben inzwischen verschiedene Mechanismen entdeckt, wie das funktioniert. Jean-Yves Seite 5 von 18

6 Roignant vom Institut für Molekulare Biologie in Mainz fasst sie zusammen. O-Ton 7 There are three main mechanisms of sustaining epigenetics. The first one is DNA methylation. This is usually where small chemical groups are attached to the DNA and can modify how the DNA will be read in cells and which genes will be expressed and which will be repressed. Übersetzung Es gibt drei Hauptmechanismen der Epigenetik. Die erste ist DNA- Methylierung. Dabei werden kleine chemische Gruppen an die DNA gehängt. Dadurch verändert sich, wie die DNA in den Zellen abgelesen wird und welche Gene abgelesen werden und welche unterdrückt werden. Die DNA-Methylierung ist die epigenetische Veränderung, die man zuerst entdeckte. Gene, an die so ein kleines Molekül angehängt wird, werden seltener oder gar nicht mehr abgelesen. Sie sind stummgeschaltet. Wenn sich die Umwelteinflüsse ändern, können die Methylgruppen aber auch wieder entfernt werden. Das machen bestimmte Eiweiße, sogenannte Enzyme. Das Gen kann dann wieder aktiv werden. Daneben gibt es auch epigenetische Markierungen, die nicht an der DNA direkt ansetzen. O-Ton 8 Another type of modification is the histone modification. Histones are the proteins that tightly bind, package DNA and affect the way how DNA is expressed. Seite 6 von 18

7 Übersetzung Eine andere Art von Modifikation ist die Histonmodifikation. Histone sind die Proteine, die den DNA-Strang dicht zusammenpacken. So beeinflussen sie, wie die DNA abgelesen wird. Denn der lange DNA-Strang muss platzsparend verpackt werden, damit er in den Zellkern passt. Dafür wird er DNA-Strang auf diese Histonproteine wie auf eine Spule aufgewickelt. Da viele dieser Spulen hintereinanderliegen, ergibt sich insgesamt eine Art Perlenschnur. Je enger die DNA dort gewickelt ist, desto schlechter ist sie zugänglich die Gene in diesem Abschnitt werden dann weniger abgelesen. Ganze Gruppen von Genen können so stillgelegt werden. Auch der dritte epigenetische Mechanismus kann ganze Netzwerke von Genen beeinflussen: ihn hat Jean-Yves Roignant besonders im Blick: O-Ton 9 The third type of epigenetic mark, which is not really a classical mark, are the non-coding RNAs. RNA, what is RNA, it is a copy of DNA. The DNA remains in the nucleus of the cells. RNA can move into the cytoplasm of the cells and can code for proteins. The proteins are the real effectors of the functionality of the cell. Recently it has been shown that some noncoding RNAs will not encode for proteins but instead will also affect gene expression. Übersetzung Die dritte Art von epigenetischen Markierungen sind eigentlich keine klassischen Markierungen: nicht-kodierende RNAs. Die RNA ist eine Kopie der DNA. Der DNA-Strang bleibt im Kern der Zelle. Die RNA kann sich aus dem Kern raus bewegen, ins Zytoplasma, und liefert dort den Seite 7 von 18

8 Bauplan für die Proteine. Proteine sind die eigentliche Maschinerie der Zelle. Vor kurzem wurde gezeigt, dass einige RNAs aber nicht den Bauplan für Proteine liefern, sondern beeinflussen, wie Gene abgelesen werden. *** Diese kleinen Veränderungen tief in den Zellen können immense Auswirkungen auf den gesamten Organismus haben. Getriggert werden sie von so einfachen und durchschlagenden Umwelteinflüsse wie zum Beispiel der Nahrung. Das zeigt sich sehr eindrucksvoll bei den Bienen. In den ersten Larvenstadien sind alle Bienen noch gleich. Nur das Futter entscheidet darüber, wer sich anschließend zur Königin entwickelt und wer zur Arbeiterin wird, erklärt Dirk Prawitt von der Universitätsklinik Mainz. O-Ton 10 Da ist es so, dass die Bienenlarven in den ersten sechs Tagen ihres Lebens alle das Gelee Royale bekommen. Nur die Bienenkönigin bekommt es ihr ganzes Leben lang, während die Arbeiterbienen ab dem sechsten Tag dann auf eine pollenreiche Ernährung umgestellt werden. Und diese Ernährungsumstellung stellt über diese pollenreiche Ernährung den Arbeiterbienen mehr Methylgruppen zur Verfügung, die dann die sogenannten Königinnengene dort stilllegen und dafür sorgen, dass es dann eben Arbeiterbienen werden. Zu den Königinnengenen gehören Gene, die das Gewicht, die Größe und die Fruchtbarkeit der Bienen bestimmen. Ähnlich ist es auch bei den Ameisen. Die Nahrung bestimmt, welchen Platz die Tiere, die genetisch fast identisch sind, im Kastensystem haben - Arbeiterinnen, Soldatinnen Seite 8 von 18

9 oder Königin. Hier ist aber nicht das Methylierungsmuster entscheidend, wie bei den Bienen. Die Ameisen-Gene werden über Veränderungen an den Histonen reguliert, also über die Verpackung der DNA. *** Die Ernährung ist nur einer der äußeren Einflüsse, die sich auf unsere Gene auswirken. Auch Faktoren wie Stress oder fehlende mütterliche Fürsorge können sich epigenetisch festsetzen, wie Dirk Prawitt erklärt: O-Ton 11 Wenn Sie zum Beispiel Mäusen die Mutter in der frühen Kindheit in einem definierten Zeitfenster entziehen, dann werden diese Mäuse stressanfällig. Und das liegt daran, dass bestimmte Bereiche im Hippocampus, einem Hirnareal, vermehrt methyliert werden. Und diese vermehrte Methylierung legt diese Gene still, das sind Glukokortikoid- Rezeptoren und dadurch führt das zu einer geringeren Dichte an diesen Glukokortikoid-Rezeptoren und das erklärt zumindest teilweise diese Stressanfälligkeit der Mäuse. Denn bei Stress wird im Körper das Hormon Cortisol ausgeschüttet. Das bindet normalerweise an die Glukokortikoid-Rezeptoren. Wenn sie fehlen, läuft die Reaktion Körpers auf Stress aus dem Ruder. Verschiedene Studien legen nahe, dass psychischer Stress und Traumata auch bei uns Menschen ähnliche Spuren hinterlassen. Manche können aber auch stressresistenter machen. Forscher haben das Erbgut von gut 30 Holocaust-Überlebenden untersucht. Dabei stellten sie fest, dass bei ihnen ein bestimmtes Stress-Gen epigenetisch markiert war. Dadurch ließ sich dieses Gen nur schlecht ablesen. Die Folge: sie waren weniger Seite 9 von 18

10 empfindlich gegenüber Stress. Wahrscheinlich eine Anpassung des Körpers um die extreme Situation zu bewältigen. *** Überall wo reguliert wird, kann es natürlich auch zu Fehlregulationen kommen. Oder, neutraler ausgedrückt, zu Regulationen, die sich negativ auf den Organismus auswirken. Inzwischen sind viele Krankheiten bekannt, bei denen epigenetische Mechanismen eine Schlüsselrolle spielen. Unter anderem bei den großen Killern unserer Zeit: Krebskrankheiten und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Aber auch bei anderen Erkrankungen wie Diabetes, Schizophrenie oder Alzheimer gibt es Zusammenhänge mit epigenetischen Veränderungen. Wie epigenetische Markierungen Krebs verursachen können, ist schon relativ gut erforscht. Auffällig ist, dass das Methylierungsmuster der DNA in Krebszellen stark verändert ist. Bestimmte Gene sind stillgelegt oder herrunterreguliert und zwar ausgerechnet sogenannte Tumorsupressorgene, die die Zelle vor Krebs schützen sollen. Sie sind wichtig für die Kontrolle der Zellteilung. Und sorgen dafür, dass sich die Zelle selbst zerstört, wenn sich gefährliche Schäden in der DNA nicht reparieren lassen. Werden diese Gene ausgeschaltet, zum Beispiel durch Methylierung, kann sich die Zelle unkontrolliert teilen ein Tumor entsteht. Wenn man herausgefunden hat, welche epigenetischen Markierungen mit einer Erkrankung wie Krebs zusammenhängen, lässt sich dieses Wissen für die Diagnostik nutzen. Das epigenetische Muster verrät den Ärzten, ob ein Tumor besonders schnell wachsen wird, aber auch, ob eine bestimmte Therapie wahrscheinlich gut anschlagen wird. Bisher musste man dafür das Tumorgewebe nach der OP untersuchen. Jetzt nutzt man eine Methode, deren Prinzip auch schon in der Pränataldiagnostik verwendet wird. Dafür reicht eine Blutprobe, denn jetzt Seite 10 von 18

11 reicht es für die Diagnostik schon, wenn sich Bruchstücke der interessierenden Zellen aus dem Blutstrom fischen lassen. O-Ton 12 Unter anderem durch Stress oder Belastung passiert es, dass Zellen sterben. Und diese Zellen, die dann sterben, die entlassen ihre Erbinformationen in Bruchstücken in den Blutstrom. Das heißt in Ihrem Blut, oder dem Serum, dass Sie aus dem Blut gewinnen können, finden Sie Nukleinsäuren, also Erbinformationen, die nicht in einem Zellkern verbunden sind. ( ) Das heißt, das ist die Zukunft, denke ich, dass wir anhand einer Blutprobe schauen können, gibt es ein Problem in irgendeinem Gewebe. Das wird über Methylierungsmuster analysiert. Und sie können auch schauen, was ist das für eine Veränderung ist das ein Tumor, der entsteht. Wenn man die Bedeutung der epigenetischen Muster entschlüsselt hat, lässt sich dieses Wissen auch in der Therapie einsetzen. Gene, die fälschlicherweise stillgelegt werden, könnten reaktiviert werden. Genauso könnte man Gene, die im aktivierten Zustand zu Erkrankungen führen, stilllegen. In der Zellkultur versuchen die Forscher das schon. Und auch beim Menschen gibt es Medikamente, die genau so wirken. Diese Medikamente greifen zum Beispiel an den Histonen, den Verpackungsmolekülen der DNA an. Andere entfernen Methylierungen oder verhindern, dass Methylgruppen an die DNA angeheftet werden. Dabei gibt es aber eine große Schwierigkeit, erklärt Dirk Prawitt: Seite 11 von 18

12 O-Ton 13 Das Problem bei den epigenetisch wirksamen Therapeutika ist die Unspezifität. Sie können also momentan noch nicht gezielt eine Stelle in Ihren Erbinformationen von einer Methylierung befreien oder eine Methylierung da setzen. Das funktioniert nicht. Es sind dennoch einige Stoffklassen inzwischen zugelassen oder in klinischen Studien, die eben epigenetische Ziele haben. Da die Medikamente nicht gezielt wirken, ist das Risiko groß, das gesamte epigenetische Muster der Zelle durcheinanderzubringen. Gene werden dann nahezu unkontrolliert an- oder ausgeschaltet. Die empfindliche Balance in der Zelle kann erheblich gestört werden. Dadurch kann es zu starken Nebenwirkungen kommen. *** Auch gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen werden verschiedene epigenetische Medikamente erforscht. Allerdings ist über die Rolle der Epigenetik bei diesen Erkrankungen bisher viel weniger bekannt als bei Krebs. Stefanie Dimmeler ist Direktorin des Instituts für Kardiovaskuläre Regeneration an der Frankfurter Goethe-Universität. Sie und ihre Mitarbeiter betreiben Grundlagenforschung zur Rolle der Epigenetik bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. O-Ton 14 Wir versuchen erst einmal prinzipiell zu verstehen, wie Epigenetik das Herz reguliert oder Herzmuskelzellen und auch Endothelzellen, die die Gefäße machen, reguliert. ( ) Wir müssen zuerst einmal herausfinden, welche epigenetischen Enzyme was machen in welchen Zellen. Ohne das Seite 12 von 18

13 zu verstehen, können wir auch keine Therapie machen. Wir versuchen rauszufinden, wie diese epigenetischen Regulationsmechanismen sich verändern. Das wir zum Beispiel im Patienten schauen, was finden wir das anders als im gesunden Menschen. Oder was ist im Alter anders als bei jungen Menschen, um rauszufinden, was überhaupt sich da entwickelt, bevor wir jetzt wirklich da eine Therapie machen können. Geeignete Medikamente gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu finden sei allerdings noch komplizierter als bei Krebs, sagt Stefanie Dimmeler. O-Ton 15 Bei Tumorerkrankungen akzeptiert man relativ hohe Nebenwirkungen. Man weiß, es ist nur für ein paar Wochen oder paar Monate, man macht diese Therapie und man steht das einfach durch. Für eine Herz-Kreislauf- Therapie würde man das nie akzeptieren. Wenn ein Herz-Kreislauf- Medikament Nebenwirkungen hätte wie bei Tumorerkrankungen würde es nie zugelassen werden. Herz-Kreislauf-Medikamente dürfen praktisch keine Nebenwirkungen haben oder nur sehr sehr milde Nebenwirkungen. (..) Und deswegen sind diese epigenetischen Mechanismen für die Herzinfarkt- oder Herzmuskelzell-Erkrankungs-Therapie noch schwieriger anzugreifen. Weil wir da noch spezifischer sein müssten sozusagen. Bei einem der drei bisher bekannten Regulationsmechanismus der Epigenetik sind die Forscher allerdings weiter. Bei nicht-kodierenden RNAs, also Kopien der DNA, die nicht in Eiweiße übersetzt werden. Je nach Länge unterscheidet man kleine und lange RNAs. Von kleinen nichtkodierenden RNAs weiß man bereits, dass sie ganze Netzwerke von Genen Seite 13 von 18

14 beeinflussen. Werden diese kleinen RNAs blockiert, hat das positive Effekte nach einem Herzinfarkt. Über die langen RNAs ist weniger bekannt. Auch hieran wird im Institut von Stefanie Dimmeler geforscht. O-Ton 16 Was ich mir wünschen würde, ist, dass vielleicht in diesen langen RNAs, die wirklich nur in Menschen und in Affen vorkommen, dass diese vielleicht auch wirklich unsere Krankheiten besser erklären können und dass wir damit auch wirklich spezifisch in die Krankheitsprozesse beim Menschen eingreifen können. ( ) Eine Maus bekommt normalerweise nie Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Gibt s nicht, die sind einfach geschützt. Aber Menschen bekommen das. Und vielleicht sind das diese Schlüssel, worüber wir verstehen können, wie Menschen eigentlich funktionieren, wie Erkrankungen funktionieren und dort auch gezielt eingreifen zu können. *** Manchmal entstehen schädliche oder fehlerhafte epigenetische Markierungen nicht erst im Laufe des Lebens, sondern ganz am Anfang, wenn. eine Eizelle und ein Spermium verschmelzen. Im Erbgut dieser Keimzelle ist markiert, ob es von der Mutter oder dem Vater stammt. Im Lauf der Entwicklung werden ganz gezielt väterliche oder mütterliche Gene ausgeschaltet. Wie zum Beispiel das Gen für IGF2 - für ein Hormon, das wichtig ist für das Wachstum im Mutterleib. Nur das väterliche Gen sollte aktiv sein, das der Mutter wird im Normalfall stillgelegt. Wenn dieses sogenannte genetische Imprinting nicht funktioniert, kommt es zu den verschiedensten Krankheiten und Wachstumsstörungen. Dirk Prawitt beschäftigt sich an der Univesität Mainz mit zwei dieser Imprinting-Erkrankungen, dem Beckwith-Wiedemann- und dem Silver- Seite 14 von 18

15 Russel-Syndrom. Kinder, die am Beckwith-Wiedemann-Syndrom leiden, sind bei der Geburt oft schon auffällig groß. O-Ton 17 Und dieser Überwuchs geht einher mit einem vierhundertfach erhöhten Risiko bestimmte Nierentumore im Kindheitsalter zu bekommen. Das Silver-Russel-Syndrom hingegen hat kein erhöhtes Tumorrisiko, ist interessanterweise auf Defekte, die spiegelbildich zu sein scheinen zu denen des Beckwith-Wiedemann-Syndroms zurückzuführen und ist ein Minderwuchssyndrom. ( ) Überall dort, wo ich eine vermehrte Methylierung bei Beckwith-Wiedemann-Patienten finde, kann ich in einer Gruppe von Silver-Russel-Syndrom-Patienten eine verminderte Methylierung beobachten. Beide Syndrome zählen zu den seltenen Erkrankungen, das heißt, sie kommen höchstens ein Mal bei Geburten vor. Für Dirk Prawitt sind sie aber trotzdem hochinteressant und wichtig für grundsätzlichere biologische Fragen. O-Ton 18 Also wie entstehen durch diese Defekte die Tumoren? Therapeutisch sind wir momentan dabei, das in Zellversuchen zu adressieren. Kann man eben tumoröses Wachstum bremsen oder sensibilisieren für bestimmte Therapien, indem wir epigenetisch versuchen, das Ganze zu puffern? Mit Puffern meint der Forscher, dass er versucht, den Überschuss an Wachstumsfaktor zu verhindern. Noch laufen die Experimente nur im Labor, mit Krebszellen in Kultur. Aber die Forscher hoffen, dass sie die Seite 15 von 18

16 Erkenntnisse irgendwann für die Therapie am Patienten einsetzen können. *** Wie wir uns ernähren und ob wir oft unter Stress leiden, wirkt sich nicht nur epigenetisch auf unsere Gene aus. Diese Informationen können epigenetisch auch an die nächste Generation weitergegeben werden. Forscher haben jedenfalls bei Tieren dafür inzwischen viele Beispiele gefunden. O-Ton 19 Was zumindest in Tiermodellen gezeigt ist, ist das zum Beispiel eine fettreiche Ernährung dazu führen kann bei Mütter- oder Vätermäusen, dass dann die nächste Generation sozusagen auch anfälliger ist für Diabetes oder Arteriosklerose. Das heißt, das sind epigenetische Muster, die weitergegeben werden an die nächste Generation. Auch andere Erfahrungen können bei Tieren von Generation zu Generation weitergegeben werden. Das zeigt zum Beispiel eine Studie an Mäusen: Elterntiere lernten durch Konditionierung, dass ihnen bei einem bestimmten Geruch ein kleiner Elektroschock droht. Ihre Kinder und Enkel wurden nie dieser Kombination aus Geruch und Elektroschock ausgesetzt. Trotzdem zuckten sie zusammen, als sie den Geruch wahrnahmen. Die Forscher konnten zeigen, dass bei den Nachkommen auch mehr Rezeptoren für diesen Duftstoff vorhanden waren. Das Gen dafür war epigenetisch markiert. Einige Langzeitstudien deuten darauf hin, dass es bei uns Menschen ähnliche Mechanismen gibt. Dirk Prawitt: Seite 16 von 18

17 O-Ton 20 Es gibt in den USA groß angelegt Studien, die zum Beispiel Stress während der Schwangerschaft sich anschauen. Dort wurden zum Beispiel Frauen untersucht, die während dem 11. September in New York schwanger waren. Und die Kinder, die sich dann eben aus diesen Schwangerschaften ergeben haben, waren größtenteils stressanfälliger und verhaltensauffälliger. Und man hat da jetzt natürlich versucht, eine Korrelation mit dem mütterlichen Stress während der Schwangerschaft zu sehen. Aber nicht nur die Erfahrungen der Mütter können das Kind epigenetisch prägen. Auch Väter können zum Beispiel eine Anfälligkeit für Übergewicht an ihren Nachwuchs weitergeben. In ihren Spermien sind dabei Gene epigenetisch markiert, die die Gehirnentwicklung und den Appetit beeinflussen. Auch das Rauchen hat einen großen Einfluss auf die Erbinformationen, selbst wenn Väter lange vor der Zeugung damit aufgehört haben. Eine norwegische Untersuchung zeigte: das Asthmarisiko der Kinder ist deutlich erhöht, wenn der Vater vor der Zeugung mehr als zehn Jahre lang geraucht hatte. Dass Erfahrungen über die Epigenetik weitergegeben werden, gilt inzwischen also als sicher. Ob sie allerdings im ursprünglichen Sinne vererbt werden, darüber streiten die Forscher noch. Echte Vererbung hieße: auch bei den Urenkeln ist noch ein Effekt nachweisbar. Denn bei Kindern und Enkeln lassen sich die Effekte auch anders erklären. Stress zum Beispiel kann sich bei einer schwangeren Frau direkt auf den Embryo auswirken, auch epigenetisch. Und schon bei 2 Monate alten Embryonen sind Vorläuferzellen für Spermien oder Eizellen angelegt. So wären drei Generationen direkt vom Stress betroffen die Frau, ihr ungeborenes Kind und die Keimzellen, aus denen ihre zukünftigen Enkelkinder entstünden. Noch grübeln die Seite 17 von 18

18 Forscher darüber, wie genau das ablaufen könnte. Denn eigentlich werden die meisten epigenetischen Markierungen in einem bestimmten Entwicklungsstadium des Embryos gelöscht. Warum manche trotzdem erhalten bleiben, ist nur eines der Rätsel der Epigenetik. Einem Forschungsgebiet, auf dem in den nächsten Jahrzehnten spannende Erkenntnisse zu erwarten sind. Ralf Dahm fasst zusammen: O-Ton 21 Es ist eins der Felder, wo noch viel Pionierarbeit zu leisten ist. ( ) Bei der Epigenetik gibt es zum Teil Gebiete, wo unheimlich wenig bekannt ist, wo man vor sehr, sehr vielen Fragen steht und nur wenige Antworten hat. Mod. Crashkurs Epigenetik wie Erfahrungen unsere Gene steuern. Das war eine Sendung von Tanja Ehrke. Und auch die Musik war epigenetisch. Wissenschaftler am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg haben nämlich eine Methode entwickelt, um epigenetische Unterschiede zwischen Zellen hörbar zu machen in Musik zu übersetzen. Ausschnitte davon waren gerade zu hören. Ausschnitte zu ihrem Experiment finden Sie bei uns im Netz. Genauso wie die Podcasts zu den hr-info Wissenswert- Sendungen. Alles auf hr-inforadio.de. Seite 18 von 18