Geist in den Genen
Von BBC Science & Nature TV & Radio Folgeprogramme: Horizon
Die Wissenschaftler, die glauben, dass unsere Gene teilweise durch die Lebenserfahrungen unserer Vorfahren geprägt werden.
Die Biologie steht an der Schwelle zu einem Paradigmenwechsel im Verständnis der Vererbung. Die Entdeckung der Epigenetik – verborgene Einflüsse auf die Gene – könnte jeden Aspekt unseres Lebens beeinflussen. Im Zentrum dieses neuen Forschungsfeldes steht eine einfache, aber kontroverse Idee – dass Gene ein „Gedächtnis“ haben. Dass das Leben unserer Großeltern – die Luft, die sie atmeten, das Essen, das sie aßen, sogar die Dinge, die sie sahen – uns Jahrzehnte später direkt beeinflussen kann, obwohl wir diese Dinge selbst nie erlebt haben. Und dass das, was wir in unserem Leben tun, wiederum unsere Enkelkinder beeinflussen könnte. Die konventionelle Ansicht besagt, dass die DNA alle unsere vererbbaren Informationen trägt und dass nichts, was ein Individuum in seinem Leben tut, biologisch an seine Kinder weitergegeben wird. Für viele Wissenschaftler kommt die Epigenetik einer Häresie gleich, da sie die akzeptierte Ansicht der DNA-Sequenz in Frage stellt – einen Grundpfeiler, auf dem die moderne Biologie ruht.
Die Epigenetik fügt den Genen jenseits der DNA eine völlig neue Ebene hinzu. Sie schlägt ein Kontrollsystem von „Schaltern“ vor, die Gene an- oder abschalten – und legt nahe, dass Dinge, die Menschen erleben, wie Ernährung und Stress, diese Schalter steuern und vererbbare Effekte beim Menschen verursachen können. In einer abgelegenen Stadt im Norden Schwedens gibt es Beweise für diese radikale Idee. In den Geburts- und Sterberegistern von Verkalix und seinen detaillierten Ernteaufzeichnungen verbirgt sich ein Geheimnis, das das traditionelle wissenschaftliche Denken widerlegt. Marcus Pembrey, Professor für Klinische Genetik am Institute of Child Health in London, hat in Zusammenarbeit mit dem schwedischen Forscher Lars Olov Bygren in diesen Aufzeichnungen Beweise für einen Umwelteinfluss gefunden, der über Generationen weitergegeben wird. Sie haben gezeigt, dass eine Hungersnot zu kritischen Zeiten im Leben der Großeltern die Lebenserwartung der Enkelkinder beeinflussen kann. Dies ist der erste Beweis dafür, dass ein Umwelteffekt beim Menschen vererbbar sein kann.
In anderen unabhängigen Gruppen auf der ganzen Welt kommen erste Hinweise ans Licht, dass die Vererbung mehr ist als nur die Gene. Der Mechanismus, durch den diese außergewöhnliche Entdeckung erklärt werden kann, beginnt sich zu offenbaren. Professor Wolf Reik vom Babraham Institute in Cambridge hat jahrelang diese verborgene Geisterwelt studiert. Er hat herausgefunden, dass allein die Manipulation von Mäuseembryonen ausreicht, um „Schalter“ auszulösen, die Gene an- oder abschalten. Für Mütter wie Stephanie Mullins, die ihr erstes Kind durch In-vitro-Fertilisation bekam, hat dies tiefgreifende Auswirkungen. Es bedeutet, dass es möglich ist, dass das IVF-Verfahren dazu führte, dass ihr Sohn Ciaran mit dem Beckwith-Wiedemann-Syndrom geboren wurde – einer seltenen Störung, die mit einer abnormalen Genexpression verbunden ist. Es wurde gezeigt, dass Babys, die durch IVF gezeugt wurden, ein drei- bis vierfach erhöhtes Risiko haben, diese Erkrankung zu entwickeln.
Und Reiks Arbeit ist noch weiter gegangen und hat gezeigt, dass diese Schalter selbst vererbt werden können. Das bedeutet, dass eine „Erinnerung“ an ein Ereignis über Generationen weitergegeben werden könnte. Ein einfacher Umwelteffekt könnte Gene an- oder abschalten – und diese Veränderung könnte vererbt werden. Seine Forschung hat gezeigt, dass Gene und Umwelt sich nicht gegenseitig ausschließen, sondern untrennbar miteinander verbunden sind, wobei das eine das andere beeinflusst. Die Idee, dass Vererbung nicht nur davon abhängt, welche Gene man erbt, sondern ob diese an- oder abgeschaltet sind, ist eine völlig neue Grenze in der Biologie. Sie wirft Fragen mit enormen Auswirkungen auf und bedeutet, dass die Suche danach, welche Art von Umwelteinflüssen diese Schalter beeinflussen können, im Vordergrund stehen wird. Nach den tragischen Ereignissen des 11. September 2001 untersuchte Rachel Yehuda, eine Psychologin an der Mount Sinai School of Medicine in New York, die Auswirkungen von Stress auf eine Gruppe von Frauen, die sich zum Zeitpunkt des Anschlags im oder in der Nähe des World Trade Centers befanden und schwanger waren.
In Zusammenarbeit mit Jonathan Seckl, einem Arzt aus Edinburgh, deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass Stressauswirkungen über Generationen weitergegeben werden können. Inzwischen weisen Forschungen an der Washington State University darauf hin, dass toxische Effekte – wie die Exposition gegenüber Fungiziden oder Pestiziden – biologische Veränderungen bei Ratten verursachen, die mindestens vier Generationen lang anhalten. Diese Arbeit steht an vorderster Front eines Paradigmenwechsels im wissenschaftlichen Denken. Sie wird die Art und Weise verändern, wie Krankheitsursachen sowie die Bedeutung von Lebensstilen und familiären Beziehungen betrachtet werden. Was Menschen tun, betrifft nicht mehr nur sie selbst, sondern kann die Gesundheit ihrer Kinder und Enkelkinder in den kommenden Jahrzehnten bestimmen. „Wir sind“, wie Marcus Pembrey sagt, „alle Hüter unseres Genoms.“
