Spurensuche im Genom

Amsterdam 1944: Hat die Hungersnot Spuren in den Genen hinterlassen?

Am 26. Juni 2000 verkündete Bill Clinton die Entschlüsselung des menschlichen Erbgutes. "Unser Wissen wird die Medizin revolutionieren", so der ehemalige US-Präsident. Doch die Euphorie wurde enttäuscht. Die Entschlüsselung des Erbgutes war nur ein erster Schritt, denn der Buchstabencode der DNS verrät längst nicht alle Geheimnisse der Vererbung. Die Lebensumstände unserer Vorfahren scheinen einen viel größeren Einfluss auf Kinder und Enkel zu haben, als die Forscher lange dachten. An der Universitätsklinik Amsterdam ist Tessa Roseboom dabei, eine bislang unbekannte Verbindung zwischen den Generationen zu entschlüsseln. Sie studiert Unterlagen aus dem Winter 1944/45. Damals herrschte Krieg, und in den Niederlanden wurde gehungert. Unter der deutschen Besatzung brach die Nahrungsmittelversorgung komplett zusammen. Essbares gab es nur gegen Lebensmittelkarten. Die Tagesration lag zeitweise bei unter 400 Kalorien – viel zu wenig. Fast 20.000 Menschen überlebten den letzten Kriegswinter nicht. Frauen, die während dieser Zeit schwanger waren, brachten untergewichtige Kinder zur Welt. Das kennt man auch aus anderen Krisengebieten. Das Überraschende jedoch: Die Folgen sind bis heute zu spüren. In den Niederlanden wurde alles genau dokumentiert: Geburten und Sterbefälle, das Gewicht der Neugeborenen und spätere Krankheiten. Das ermöglicht es den Forschern heute, die Geschehnisse zurückzuverfolgen.

Eine rätselhafte Verbindung zwischen den Generationen

Großeltern ...

Nach über 50 Jahren ist es den Forschern gelungen, diejenigen Personen ausfindig zu machen, die im Hungerwinter geboren wurden. Rund 900 Menschen beteiligten sich an der Studie. Als die Untersuchung begann, waren sie alle um die 50 Jahre alt. "Sie litten doppelt so oft an Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie ihre Altersgenossen", erzählt Tessa Roseboom. "Sie hatten häufiger Brustkrebs und Übergewicht." Das erstaunlichste Ergebnis jedoch: Die Frauen, die damals mit geringem Geburtsgewicht zur Welt kamen, brachten später selbst kleinere Kinder zur Welt, obwohl es natürlich längst wieder genug zu essen gab. Und auch diese Kinder, also die Enkel der Kriegsgeneration, litten noch unter einem höheren Krankheitsrisiko! Wie kann das sein? Wie ist die Information über die Lebensbedingungen der Großeltern zu den Enkeln gelangt?

Das Gedächtnis der Gene

... und Enkel: Die Verbindung ist enger als bisher angenommen

Seit Darwin vor 150 Jahren die Evolutionstheorie veröffentlich hat, steht fest: erworbene Eigenschaften lassen sich nicht vererben. Die Lebensweise der Großeltern hat keinen direkten Einfluss auf die Gene der Nachkommen. Muss diese Überzeugung korrigiert werden? Ausführlich beschäftigen sich die Forscher der Uniklinik Amsterdam mit der Enkelgeneration. Sie erheben den genauen Gesundheitszustand und untersuchen Blutproben der Betroffenen. Das Erbgut wird sequenziert. Endgültige Ergebnisse gibt es noch nicht. Fest steht jedoch, dass die Hungersnot keine Auswirkungen auf den Buchstabencode der DNS hatte. "Die Hungersnot hat vermutlich bei einigen Genen den Schalter umgelegt", sagt Tessa Roseboom. Extreme Ereignisse können Gene an- oder ausschalten. Ein wichtiger Regulationsmechanismus: Die Gene selbst sind nur der Text im Buch des Lebens. Entscheidend ist, was damit gemacht wird. Kleine Schalter – sogenannte Methylgruppen – heften sich an die DNS und schalten so einzelne Gene an oder aus. Epigenetik heißt der neue Forschungszweig, der sich mit der Regulation unseres Erbgutes beschäftigt. Darwin konnte von all dem nichts wissen. Zu seiner Zeit war selbst die DNS noch unbekannt. Umso erstaunlicher, dass er wichtige Mechanismen der Vererbung sehr zutreffend beschrieben hat. Erst jetzt entdecken die Wissenschaftler das neue Feld der Epigenetik. Noch steht die Forschung ganz am Anfang, doch sie hat enorme Konsequenzen: Denn ob wir schlemmen oder hungern, rauchen oder trinken – all das hat nicht nur Folgen für unsere eigene Gesundheit. Es beeinflusst auch die Gene unserer Kinder und Enkel.

Verändern Traumata in frühester Jugend die Gene?

Extreme Ereignisse können den genetischen Schaltplan verändern

Am Münchener Max-Planck-Institut für Psychiatrie will Florian Holsboer herausfinden, ob auch Stress und Traumata unsere Gene verändern können. Und weil man bestimmte Versuche mit Menschen nicht machen kann, arbeiten die Forscher hier mit Mäusen: Mehrere Stunden am Tag werden Mäusebabys von ihrer Mutter getrennt. Für die Kleinen bedeutet das Lebensgefahr, denn sie werden noch gesäugt. Wirkt sich der Stress, den sie in den ersten Lebenswochen erleiden, bis ins Erwachsenenalter aus? Ein Verhaltenstest soll diese Frage klären.

Im Erwachsenenalter werden die Mäuse in eine Art Labyrinth gesetzt. Es gibt geschlossene dunkle Gänge und offene helle. Die entscheidende Frage: Wagt sich die Maus in die offenen und hellen Gänge? Das Ergebnis ist eindeutig: Mäuse, die ohne schlechte Erfahrungen aufgewachsen sind, balancieren mutig im Hellen umher. Ihre traumatisierten Artgenossen dagegen bevorzugen die Sicherheit im dunklen Gang. Stress in früher Jugend führt also zu einem ängstlichen Verhalten im späteren Mäuseleben. Im nächsten Schritt durchforsten die Wissenschaftler das Erbmaterial der Mäuse. Tatsächlich hat der Stress Spuren im Genom hinterlassen: Einige Gene wurden aktiviert, andere abgeschaltet. Traumata verändern also den genetischen Schaltplan. Die Verhältnisse beim Menschen sind komplexer. Doch Professor Holsboer ist überzeugt, dass sich die Prinzipien aus dem Mäuseversuch auch auf den Menschen übertragen lassen. "Die Epigenetik ist lange unterschätzt worden", sagt er. "Heute aber wissen wir, dass die 20.000 Gene, die wir auf unserer Erbsubstanz tragen, nur eine sehr grobe Grundinformation liefern. Die Epigenetik orchestriert die Informationen, die auf unseren Genen sind. Und sie ist die Relais-Station gegenüber äußeren Umwelteinflüssen." Extreme Ereignisse wie Hunger, Stress oder Terror können also den epigenetischen Schaltplan verändern. Professor Holsboer hat auch das Genom von Personen untersucht, die nach dem Attentat auf das World Trade Center in New York unter posttraumatischen Belastungsstörungen litten. Und tatsächlich hat er auch bei ihnen Veränderung im Schaltplan der Gene gefunden. Im nächsten Schritt wollen die Forscher herausfinden, ob solche Veränderungen an die Nachkommen weitergeben werden. Im Mittelpunkt der Forschung werden dann zunächst wieder die Mäuse stehen.