# taz.de -- Umwelt und Gene: Wie wir werden wie wir sind

	# taz.de -- Umwelt und Gene: Wie wir werden wie wir sind

	> Die Eigenschaften des Nachwuchses werden nicht nur von der Sequenz der
	> Gene bestimmt. Auch Umweltfaktoren verändern und vererben
	> Aktivitätsmuster.

	Bild: Schon bei der Geburt gibt es auch bei eineiigen Zwillingen epigenetische …

	Dass Menschen Marionetten ihrer Gene sind, ist ein Trugschluss. Das lässt
	sich zumindest aus Studien der jungen Forschungsrichtung Epigenetik
	folgern. Neben dem genetischen Code, dem Genom, existiert nämlich noch ein
	sogenanntes Epi-Genom.

	Denn verschiedenste chemische Veränderungen am DNA-Strang oder an den sie
	umhüllenden Proteinen, den Histonen, führen dazu, dass bestimmte Gene aktiv
	oder stillgelegt sind. Und dies hat Konsequenzen für die Entstehung von
	Krankheiten wie Übergewicht, Diabetes, Herzkrankheiten, Krebs oder auch
	Depressionen.

	Seit der Entschlüsselung des Genoms hatte man diese Krankheiten eher auf
	das Konto von Mini-Varianzen im Erbgut geschoben. Bislang gibt es jedoch –
	ganz zur Enttäuschung der Forscher – keine Gen-Varianten, die für sich
	allein die Entstehung von Diabetes oder Krebs erklären könnten. Nun gibt
	die Epigenetik-Forschung neue Hoffnung im Kampf gegen die Volksleiden.

	Die Epigenetik hat erst einmal eine grundlegende physiologische Bedeutung.
	Denn alle menschlichen Gene verfügen über denselben genetischen Code. Erst
	durch verschiedene epigenetische Markierungen wird aus der Blutstammzelle
	eine Blutzelle, aus der Hautvorläuferzelle eine Hautzelle. Dabei verfügt
	der Organismus über mehrere Mechanismen, Gene an und abzuschalten. Bislang
	am besten untersucht ist die sogenannte Methylierung der DNA oder der
	Histone.

	Kürzlich hat eine US-Studie belegt, dass sogar eineiige Zwillinge bei ihrer
	Geburt unterschiedliche epigenetische Muster aufweisen.Und es mehren sich
	die Hinweise, dass die Epigenetik der Zelle nicht nur eine Identität,
	sondern auch ein Gedächtnis verleiht. Mit ihr verstehen Wissenschaftler
	zunehmend, wie sich Umwelterfahrungen auf unser Genom auswirken.

	## Die Ernährung im Visier

	Gerade bei Forschern, die untersuchen, wie sich Erfahrungen im Mutterleib
	oder in den ersten Jahren nach der Geburt auf unsere Gesundheit auswirken,
	ist das Interesse für die Epigenetik groß. In ihr Visier ist etwa die
	Ernährung geraten. Wenn die Mutter in der Schwangerschaft einseitig isst
	oder unter Übergewicht oder Diabetes leidet, führt das mit einer gewissen
	Wahrscheinlichkeit zu einer Fehlprogrammierung des kindlichen Stoffwechsels
	– das Kind neigt im Erwachsenenalter zu Übergewicht.

	Dies wird heute zumindest zum Teil den epigenetischen Markierungen
	zugeschrieben. Im gesunden Organismus fungieren Insulin und Leptin als
	Sättigungssignale im Gehirn. Bei einem Überangebot beider Stoffe infolge
	einer zu kalorienhaltigen Ernährung der Mutter kommt es jedoch im
	kindlichen Gehirn zu einer Fehlprogrammierung. Die Folge ist eine
	zentralnervöse Resistenz, genauer, das Gehirn erhält die Satt-Botschaften
	nicht mehr. Grund dafür ist eine dauerhafte Veränderung der normalen
	Aktivität der für Gehirnbotenstoffe kodierenden Gene durch veränderte
	Methylierungsmuster.

	Aber nicht nur die Quantität der Ernährung scheint eine Rolle zu spielen,
	auch die Qualität könnte von Bedeutung sein: Das bekannteste Experiment
	dazu hat der Wissenschaftler Randy Jirtle von der Duke University im Jahr
	2003 gemacht. Er fütterte trächtige Mäuse, die genetisch bedingt gelbes
	Fell hatten und obendrein dick, diabeteskrank und anfällig für
	Krebskrankheiten waren, mit Folsäure, Vitamin B12 und Cholin. Andere Mäuse
	bekamen gewöhnliches Futter.

	Das Ergebnis: Obwohl die Nachkommen der Mäuse alle dieselben Gene geerbt
	hatten, waren die Diät-Mäusekinder schlank, braunfellig und erkrankten als
	erwachsene Mäuse auch nicht öfter an Diabetes oder Krebs als gewöhnliche
	Tiere. Während die normal Gefütterten wie ihre Mütter gelbfellig und öfter
	krank waren.

	Bei einer molekularen Analyse der Tiere, entdeckte Jirtle, dass an dem
	krankmachenden Genabschnitt der gesunden Nachkommen Methylierungen saßen,
	die das Gen abgeschaltet hatten. So konnte es offensichtlich keinen Schaden
	anrichten. Und mittlerweile hat man viele Substanzen wie Vitamine,
	sekundäre Pflanzenstoffe oder Fettsäuren identifiziert, die dabei helfen,
	Gene an- oder abzuschalten.

	Doch nicht nur die Ernährung der Mutter, auch ihr psychisches Erleben und
	die Umgebungsbedingungen, in denen das Kind groß wird, scheinen den
	Nachwuchs zu prägen: So hat Dietmar Spengler vom Münchner
	Max-Planck-Institut für Psychiatrie 2009 in einer Mäusestudie gezeigt, dass
	frühkindlicher Stress bei Mäusebabys zu veränderten Methylierungsmustern im
	Gehirn führte. Und zwar in einer Schlüsselregion des AVP-Gens. Wobei AVP
	die Empfindlichkeit der Stressachse erhöht. Zudem litten die Mäuse später
	unter Gedächtnisdefiziten und hatten insgesamt mehr Probleme, mit Stress
	umzugehen, als wohlbehütet aufgezogene Mäuse.

	Der Wissenschaftsjournalist Peter Spork berichtet in seinem Buch „Der
	zweite Code“: 10- bis 19-jährige Kinder von Müttern, die während der
	Schwangerschaft misshandelt wurden, haben veränderte Methylierungen am Gen
	des Glucocorticoid-Rezeptors. Sie können weniger gut mit Stress umgehen.

	## Nicht alles ist übertragbar

	Das Fazit der Epigenetiker: „Wir sind, was unsere Mütter gegessen oder
	erlebt haben.“ Teilweise sind epigenetische Veränderungen sogar noch bei
	den Enkeln zu finden. Die Ergebnisse sind jedoch nur mit Vorsicht auf den
	Menschen übertragbar. So sind viele Studien im Tiermodell oder sogar nur in
	der Zellkultur gemacht worden. „Es ist fraglich, welche Rolle
	Lebensmittelinhaltsstoffe im menschlichen Organismus tatsächlich spielen,
	da sie sehr schwache Interaktionspartner mit den Erbstrukturen darstellen“,
	gibt Bernhard Bader von der TU München zu bedenken. Berücksichtigt werden
	muss auch, dass Versuchstiere, die als Kontrollgruppe dienen, durch die
	künstliche Umgebung vermehrt stoffwechselkrank sind.

	Setzt man etwa trächtige Mäuse auf Diät, was ihrer natürlichen Umwelt
	entspricht, lebt der Nachwuchs sehr lange. Beim Menschen kann eine
	gedrosselte Energiezufuhr in der Schwangerschaft hingegen zur
	Mangelernährung des Fötus führen.

	Andreas Plagemann, Geburtsmediziner an der Charité in Berlin, meint
	deshalb: „Bislang kennen wir keine bestimmten Nahrungsbestandteile, die den
	Stoffwechsel nachhaltig prägen. Wir wissen nur, dass Über- oder
	Unterernährung schädlich ist.“ Schwangere sollten also nicht „für zwei“
	essen, umgekehrt aber auf keinen Fall eine Abmagerungskur machen.

	Ob sich Fehlprogrammierungen über Generationen weitervererben, dazu gibt es
	erste Antworten: So hat eine im Juni erschienene Studie der University of
	Texas, Austin, gezeigt, dass toxische Einflüsse etwa durch Fungizide zu
	epigenetischen Narben im Stresssystem führen, die über die Keimbahn an den
	männlichen Nachwuchs übergehen.

	## Reversible Veränderungen

	Auch eine Human-Studie unter Federführung des US-Pädiaters Robert Waterland
	gibt Hinweise, dass sich Mangelernährung vor der Schwangerschaft auf das
	Methylierungsmuster der Kinder auswirkt. Er hatte Frauen in Gambia
	untersucht, deren Ernährung sich durch abwechselnde Trocken- und
	Regenzeiten erheblich unterscheidet.

	Unklar ist bislang, inwieweit Fehlprogrammierungen anhaltend sind oder sich
	nicht vielmehr durch günstige Umweltbedingungen wieder rückgängig machen
	lassen. Der Mediziner Spengler weist darauf hin, dass die hyperaktive
	Stressachse bei Mäusebabys in einer frühen Phase nach der Trennung von der
	Mutter wieder normalisiert werden kann. Das funktioniere mit
	Psychopharmaka, aber auch mit positiven Erfahrungen. Liegt das Trauma
	einige Zeit zurück, ist es schwieriger, zu intervenieren.

	Insgesamt sehen die Forscher eine Chance im Wissen um die Veränderbarkeit
	der Gene. „Epigenetische Markierungen sind reversibel, dies spielt
	insbesondere während der frühen Entwicklung und Kindheit eine große Rolle“,
	meint Spengler. Und Peter Spork plädiert deshalb für eine ausgewogene
	Ernährung sowie ausreichend Bewegung, Entspannung und Schlaf. Vor allem für
	die Empfehlung, Sport zu treiben, sprechen mittlerweile eindeutige Belege:
	So hat eine schwedische Studie kürzlich gezeigt, dass es durch Sport in den
	beanspruchten Muskelzellen zu einer Demethylierung der DNA kommt. Dadurch
	können verschiedene Gene, die an der Fettverbrennung beteiligt sind,
	leichter abgelesen werden.

	24 Aug 2012

	## AUTOREN

	Kathrin Burger

	## TAGS

	Big Data
	DNA
	Gesundheit

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