Die Epigenetik wirkt auf die Genexpression und das Expressionsmuster kann teilweise von einer Generation an die Folgegenerationen weitergegeben werden.

Drei Mechanismen der vererbbaren Abschaltung von Genen sind (i) RNA-Interferenz, (ii) Histon Modifikation und (iii) DNA-Methylierung.

Zum Unterschied von Veränderungen an der Nukleotidsequenz der DNA verblasst das „epigenetische Gedächtnis“ zumeist nach einigen wenigen Generationen.

Die erblichen epigenetischen Modifikationen werden unabhängig von der DNA-Replikation in das Transkriptions-Translationssytem der Zelle eingeführt und können daher zu allen Lebzeiten auftreten. Es wird daher auch möglich, dass Lebensstil und Umwelteinflüsse durch ein sogenanntes „epigenetisches Gedächtnis“ an die Nachfahren weitergegeben werden. In diesem Sinne tritt über das Genaktivitätsmuster eine epigenetische Vererbung erworbener Eigenschaften ein.

Durch die Möglichkeit, dass Teile der Lebenserfahrungen direkt an die Nachkommen weitergegeben werden können, wird der evolutionäre Anpassungsprozess schneller und unmittelbarer als die konventionelle Genetik, die mit ungerichteten Mutationen arbeiten muss. Die Evolution der höheren Lebewesen, insbesondere die der Pflanzen und Tiere, verwaltet und verarbeitet nicht nur größere Genome, sie kann sich auch eines erweiterten Repertoires der Vererbung bedienen. In den zusätzlichen Prozessen spielt die RNA eine tragende Rolle.

Diabetes mellitus Typ 2

Erkrankungen wie Diabetes werden schon in früher Kindheit durch Hunger und nachfolgender DNA-Methylierung – Erfahrungen der Hungerwinter in Holland im 2. Weltkrieg – begünstigt (Fischer, 2016). Erstaunlicherweise können Dispositionen epigenetisch von der Vater- und Großvatergeneration – Hungersnot in Schweden um 1890 – wenn der Stress bei den Vorfahren vor der Pubertät durchzustehen war, manifest werden; haben die Väter vor der Pubertät genug zu essen, steigt das Diabetesrisiko und vice versa; haben dagegen die Großväter genug zu essen, sinkt das kardiovaskuläre Risiko. Die epigenetische Information kann also auf nachfolgende Generationen „vererbt“ werden.

Diabetes mellitus Typ 1

Außerdem scheint die altersbedingte Demethylierung auf die Immunkompetenz und die Häufigkeit der Autoimmunität bei älteren Menschen Einfluss zu nehmen und kann zu Krankheiten wie rheumatoider Arthritis beitragen. Aber auch im Alter von über 90 Jahren kann man noch einen Typ-1-Diabetes entwickeln.

Vererbung von umweltoxischen Schäden

Epigenetische Effekte können an die nächste Generation weitergegeben werden. Der Unterschied zu Altlasten, die wir weiterreichen, ist der, dass in diesem Fall Erfahrungen mit toxischen Stoffen im epigenetischen Code – quasi evolutionär – gespeichert werden (Kabasenche et al., 2014; Vears et Abramo, 2017). Umweltschutzmaßnahmen können dieses Problem nicht beseitigen.

Die Vererbung von umweltoxischen Schäden z. B. durch Benzol, PCBs, DDT, Metalle scheint zumindest nicht ausgeschlossen. Ein Mechanismus in diesem Zusammenhang ist das sogenannte Bookmarking (quasi wie ein Buch, das wieder aufgeschlagen wird), das erlaubt, dass epigenetische Veränderung nach der Zellteilung (Silenced transcription) in den neuen Zellen wieder aktiviert werden. Rauchen kann zu Veränderungen in der Erbsubstanz von Spermien führen, die sofort oder auch erst in der Zukunft an Nachkommen weitervererbt werden können. Schwangere, die rauchen, verursachen epigenetische Veränderungen im gesamten Erbgut ihrer Kinder, die auch das Risiko für Lungenerkrankungen erhöhen.

Vererbung von Traumata-Erfahrung

Holocaust-Überlebende, Soldaten aus Kampfeinsätzen, Vergewaltigungsopfer, Unfälle: Seit Jahren untersucht das Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München die „epigenetische Vererbung“, also wie die gesammelten Erfahrungen während des Lebens der Eltern, einen Einfluss auf die Gene der Nachkommen haben und welche Rolle sie bei der Entwicklung der Kinder spielen könnten. Genauso wie die DNA wird auch die sogenannte „epigenetische Signatur“ an nachfolgende Generationen weitergegeben. Zurzeit können diese Merkmale bis zur dritten Generation nachverfolgt werden.

Das Konzept der transgenerationellen epigenetischen Erblichkeit beruht auf dem Prinzip der Möglichkeit, dass die Keimzellen und ihre „Prägung“ durch epigenetische Modifikationen aufgrund der Exposition beständig sind und sich von Generation zu Generation aufrechterhalten. Wir wissen heute, dass dies namentlich von folgenden Faktoren abhängt:

• Der Art der Exposition, der das Individuum durch die Umwelt ausgesetzt ist. Zum Beispiel werden endokrine Disruptoren, wie sie in Pestiziden vorkommen, nicht dieselben epigenetischen Veränderungen auslösen wie eine unausgewogene Ernährung oder ein traumatisierendes Erlebnis.
• Der Dauer und Intensität der Exposition: Kam es nur einmal oder wiederholt zu Exposition, war sie geringfügig oder stark?
• Dem Alter während der Exposition, wobei ein Kind im Allgemeinen sensibler reagiert als ein Erwachsener.
• Dem Leben des Individuums nach der Exposition: Gibt es positive Faktoren in der Umwelt, die möglicherweise helfen, die Auswirkungen der Exposition zu korrigieren?

Literaturangaben sind auf Anfrage erhältlich.

Ihr

Eduard Rappold

 

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