DNA ist nicht alles

Mäuse mit einem genetisch bedingten Gedächtnisdefekt erben nicht nur diesen Fehler in der DNA, sondern auch, was die Eltern in einer Therapie gelernt haben. Mit dieser Beobachtung ist US-Forschern ein spektakulärer Nachweis der sogenannten epigenetischen Vererbung gelungen: Nicht nur die von Geburt an feststehende DNA-Sequenz wird vererbt, sondern auch Eigenschaften, die im Lauf des Lebens durch Umwelteinflüssen geprägt werden. Der Effekt zeigte sich sowohl im Verhalten der Tiere als auch in physiologischen Untersuchungen ihrer Gehirnzellen.
Die untersuchten Mäuse hatten einen Defekt in einem Gen namens Ras-GFR1, der ihr Erinnerungsvermögen beeinträchtigte. Sie zeigten nach 24 Stunden keine Angst mehr vor Orten, an denen sie zuvor Stromschläge erhalten hatten ? gesunde Artgenossen erinnerten sich dagegen nur zu gut daran. Die Gedächtnisschwäche wurde jedoch vollständig geheilt, wenn die Forscher die Mäuse kurz nach Geburt für zwei Wochen einer besonderen Umgebung aussetzten: Bunte Spielsachen, Bewegung und der Kontakt mit andere Mäuse regten die Gedächtnistätigkeit an. Auch die gemessene Aktivität in der betroffenen Hirnregion normalisierte sich dadurch vollständig.

Der Effekt der Therapie hielt über drei Monate an ? lange genug für eine Maus, um geschlechtsreif zu werden und Nachkommen zu zeugen. Die Forscher untersuchten auch den Nachwuchs und stellten fest, dass verblüffenderweise auch die Jungtiere von der Therapie profitierten, die ihre Mütter Monate zuvor erfahren hatten: Obwohl die Tiere den selben Gendefekt trugen und direkt nach Geburt von ihrer Mutter getrennt wurden, wiesen sie für über einen Monat eine normale Gedächtnisaktivität auf. Das von der Mutter Erlernte wurde also während der Schwangerschaft auf die Nachkommen übertragen.

Diese Beobachtung ist ein Beleg für Erbinformationen, die vom eigentlichen DNA-Code unabhängig sind und im Gegensatz zur DNA im Laufe des Lebens durch die Umwelt beeinflusst werden können. Das widerspricht der klassischen Genetik. Dieses Forschungsthema wird als transgenerationale Epigenetik bezeichnet und ist erst seit kurzem wissenschaftlich akzeptiert. Die Epigenetik erklärt, warum beispielsweise Haar- und Muskelzellen völlig verschieden sind, obwohl sie dieselbe DNA besitzen. Der Grund sind molekulare Mechanismen, die beeinflussen, wo und wie die DNA gelesen wird. Die transgenerationale Epigenetik besagt, dass solche Mechanismen per Eizelle von der Mutter auf das Kind vererbt werden.
Junko Arai (Tufts University, Boston) et al.: Journal of Neuroscience (Bd. 29, S. 1496).

ddp/wissenschaft.de ? Martin Rötzschke


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