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Epigenetik

Wie Eltern die Gene ihrer Kinder prägen

Sind Gewicht, Gelüste  und Charakter eigentlich angeboren? Jein, sagt die Epigentik und zeigt, wie sehr auch Lebensbedingungen die Erbanlagen beeinflussen.

Wissenschaftlich erwiesen: Der Lebensstil der Eltern beeinflusst auch die Gene des Embryos. (Foto: llhedgehogll/stock.adobe.com)

Eigentlich ist Överkalix ein unscheinbarer Ort. Gut 800 Einwohner leben hier in einer sonst nahezu menschenleeren Gegend, es gibt eine Kirche, ein paar Seen, viel Wald. Jährliches Highlight: der örtliche Handwerkermarkt. Und doch hat es die kleine nordschwedische Gemeinde in wissenschaftliche Aufsätze und Bücher geschafft.

Zwischen „satt“ und „hungrig“ liegen 32 Lebensjahre

Die Geschichte beginnt im 19. Jahrhundert. Weitgehend von der Zivilisation abgeschnitten, waren die Överkalixer in Sachen Ernährung darauf angewiesen, was ihr eigener Grund und Boden hergab. In einigen Jahren war das viel, in anderen erschreckend wenig. In Schweden penibel geführte Gemeinderegister hielten jeden einzelnen Ernteertrag und jede Hungersnot fest – genauso wie über Generationen hinweg die Lebensdauer und Todesursachen der Einwohner.

Ende der 1990er-Jahre fielen die historischen Datensätze in die Hände zweier Sozialmediziner, die darin auf einen interessanten Zusammenhang stießen: Konnten sich die männlichen Einwohner im Alter von neun bis zwölf Jahren die Bäuche vollschlagen, litten ihre Kinder und Enkel später häufiger an Diabetes und besaßen eine geringere Lebenserwartung als die Nachkommen von jenen Großvätern, die in ihren Kindertagen hungern mussten. „Es scheint, als sei die Länge eines Lebens auch von den Erfahrungen vorheriger Generationen abhängig“, so der Biologe und Wissenschaftsautor Bernhard Kegel. „Denn der Unterschied war in diesem Fall wirklich erheblich: Zwischen den Extremen lagen ganze 32 Jahre – nicht weniger als ein halbes Menschenleben.“

Was war hier geschehen? Wie kann Opas Schlemmerei das Leben der Enkel verkürzen und Zivilisationskrankheiten begünstigen? Die Vermutung der Forscher: Eigentlich sei der menschliche Organismus auf Mangel programmiert – die Information des Überflusses an Nahrung musste sich also offenbar irgendwie an den Genen zu schaffen gemacht haben. Über das Sperma, vor der Pubertät noch sensibel für Veränderungen, könnte dieser Effekt dann vererbt worden sein.

Gene sind nicht in Stein gemeißelt

Doch halt, haben wir nicht in der Schule vor allem Charles Darwins Evolutionstheorie gepaukt? Dort haben wir gelernt, dass Lebewesen ihre Eigenschaften und Fähigkeiten nur dann verändern können, wenn Gene zufällig mutieren. Sind diese Veränderungen in einer bestimmten Umgebung von Vorteil, setzen sie sich durch und werden vererbt. Aber erworbene Eigenschaften? Einflüsse aus der Umwelt wie Ernährung, Stress, Gifte oder Glück? Nein, die machen einen großen Bogen um unsere Erbanlagen. Punkt.

Irrtum, sagt die Epigenetik, ein noch recht junger Wissenschaftszweig: Erfahrungen können sehr wohl ihre Spuren hinterlassen. Gene sind keine starren Gebilde, sind nicht immun gegen äußere Reize. Ob jemand dünn oder dick, psychisch krank oder gesund, süchtig oder nicht süchtig wird – hier drückt auch die Umwelt dem Erbgut ihren Stempel auf.

Rucksäcke auf dem Rücken der DNA

Was Darwin noch nicht wusste und worauf es ankommt, steckt in der Vorsilbe „epi“ (griechisch für „an der Oberfläche“): Es geht um die „Verpackung“ der DNA. Dort hängen – wie chemische „Rucksäcke“ – Proteine und Methylgruppen und steuern das Verhalten der Gene. Ist die DNA dünn verpackt, können Gene ausgelesen und aktiviert werden. Bei dicht verpackten Strängen sind Gene nicht zugänglich und bleiben ausgeschaltet. „Die Epigenetik verändert nicht die Buchstabenfolge unserer DNA“, weiß Biologe Kegel, „sondern die Aktivität von Genen.“ Das Erbgut an sich bleibt unverändert, die chemischen Markierungen – in ihrer Ausprägung wohl stark von äußeren Einflüssen abhängig –  legen jedoch fest, welche Erbfaktoren letztendlich unser Leben bestimmen. „Die Gene sind wie die Klaviatur eines Klaviers. Aber welche Musik darauf gespielt wird – das entscheidet nicht zuletzt auch die Epigenetik“, so Kegel, der das Thema in einem Buch beleuchtet hat.

Eineiige Zwillinge mit unterschiedlichen Prognosen

Beispiele, wie Umwelt und Genom zusammenarbeiten, gibt es viele. Welcher „Volksgenosse“ im Bienenstock aus einem Ei schlüpft, entscheidet die Nahrung. Gibt es für die Larve Gelée royale, entwickelt sie sich zu einer Königin. Gibt es hingegen nur Honig und Pollen, wird daraus eine Arbeiterin. Ist das Wasser in der Eiphase warm, werden Fischmännchen geboren. Ist es kühler, erblicken Weibchen das Licht der Welt. In der Glaubensgemeinschaft der Amish People gibt es kaum dicke Menschen, obwohl auch hier Mitglieder das Fettsucht-Gen tragen. Körperliche Arbeit und eine natürliche Ernährung schalten dieses jedoch komplett aus. Werden eineiige Zwillinge geboren, ist ihr Erbgut komplett identisch – als Rentner jedoch sind sie keine epigenetischen Spiegelbilder mehr. Hat der eine zum Beispiel sein Leben lang geraucht, sind rund 300 seiner Gene in ihrer Aktivität negativ verändert. Welche Weggabelung das Leben nimmt, welche epigenetischen Marker gesetzt werden, entscheiden letztlich Umweltreize und Lebensstil.

Traumata werden an Nachkommen vererbt

„Auch das Phänomen aus Överkalix ist nach dem, was wir heute wissen, nur epigentisch erklärbar“, sagt Kegel. Wie eine solche Vererbung von Lebenserfahrungen beim Menschen aber genau funktioniert, sei bisher noch weitgehend unklar und kaum erforscht. Anders im Tier- und Pflanzenreich. Wissenschaftler der Universität Zürich konnten zeigen, dass Mäuse, die durch die Trennung von ihrer Mutter traumatisiert wurden, diese Erfahrung auch an ihre Nachkommen weitergaben. Bis in die vierte Generation hinein verhielten sich die Mäuse ängstlich und depressiv und lebten mit derselben epigenetischen „Last“ wie ihre Vorfahren: Ein Gen, das hilft, Stresshormone abzubauen, war dicht „verpackt“ und damit ausgeschaltet. Noch weiter gehen Pflanzenarten: Über 50 Generationen hinweg werden hier epigenetische Profile vererbt.

Auch für den Menschen gibt es bereits einige Studien, die in eine ähnliche Richtung deuten. Beispielsweise vor dem Hintergrund erschütternder Erfahrungen. So konnten Forscher zeigen, dass Kinder von Müttern, die während Kriegen, Misshandlungen, im Holocaust oder in der Zeit der Terroranschläge vom 11. September 2001 schwanger waren, ebenfalls traumatisiert wurden und selbst empfindlich auf Stress reagieren. „Die Epigenetik der Mütter hatte sich verändert“, so Kegel, „und die Kinder tragen die Bürde ihrer Mutter auch selbst.“

14 Prozent elterliche Vorprägung sind gesetzt

Ganz einig ist sich die Fachwelt jedoch nicht. Vor allem die Frage, ob dahinter tatsächlich System oder Zufall steckt, ist bisher nicht hinlänglich geklärt. Fakt ist: Im frühen Leben von Mensch und Tier werden epigenetische Markierungen zweimal fast komplett gelöscht – nach der Befruchtung und während der Keimzellenbildung im Embryo. Rund 14 Prozent der elterlichen Vorprägung bleiben aber in der Regel erhalten und entwischen dem „Reset-Knopf“.

„Da gibt es noch eine Menge zu entdecken, darauf deutet alles hin“, sagt Kegel und warnt gleichzeitig vor Interpretation wie „Opa ist an allem schuld“. Ohne Frage, mit einem gesunden Lebensstil tue man sich und seinen Nachkommen mit Sicherheit nichts Schlechtes. „Aber dem Großvater jeden Döner posthum zu verübeln oder bei jeder Stresssituation im Alltag an die Folgen für die kommende Generation zu denken, ist eine zu große Bürde.“

Erbgut lässt immer etwas Spielraum

Worauf die Erkenntnisse der Epigenetik allerdings schon heute hinweisen: Wir sind nicht nur Marionetten unserer Gene, wir können sie durch unseren Lebensstil in gewissem Maße zu unseren Gunsten prägen. Argumenten wie „Ich bin dick, weil ich hab da dieses Gen“ nimmt die Epigenetik gehörig den Wind aus den Segeln. Das Erbgut lässt Spielraum. Wo es sich letztlich einpendelt, entscheiden wir ein Leben lang mit.

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