Die kleinen Unterschiede

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Spanische Wissenschaftler haben entdeckt, warum sich genetisch identische eineiige Zwillinge manchmal recht stark voneinander unterscheiden: Obwohl sie identische Gene besitzen, sind einige Abschnitte der Erbsubstanz bei einem Zwilling aktiv und beim anderen inaktiv. Die Ursache dafür ist eine unterschiedliche Verteilung bestimmter Schaltelemente, mit denen Gene an- oder abgeschaltet werden. Da diese so genannten epigenetischen Unterschiede bei älteren Zwillingen fast viermal so häufig auftreten wie bei sehr jungen Paaren, sind sie offenbar nicht von Geburt an vorhanden, sondern entstehen erst im Lauf des Lebens. Über ihre Studie mit 80 Zwillingspaaren im Alter von 3 bis 74 Jahren berichten die Forscher um Mario Fraga vom Nationalen Krebszentrum in Madrid.

Eineiige Zwillinge entstehen aus ein und derselben Eizelle und haben daher exakt die gleiche genetische Ausstattung. Trotzdem entwickeln sich die Geschwister nicht immer gleich. So kann beispielsweise ihre Anfälligkeit für psychische oder physische Krankheiten ebenso variieren wie bestimmte körperliche Merkmale. Wissenschaftler machen für diese Abweichungen Umweltfaktoren wie die Ernährungsgewohnheiten und körperliche Aktivität verantwortlich. Wie diese Faktoren genau auf das Erbgut einwirken, konnten sie allerdings bislang nicht erklären.

Bereits seit längerer Zeit stehen jedoch epigenetische Veränderungen im Verdacht, die Rolle des Mittlers zwischen Umwelt und Genen zu spielen. Solche Modifikationen, zu denen an der Erbsubstanz angebrachte Schaltergruppen und Veränderungen bestimmter Eiweiße im Zellkern gehören, regulieren nämlich die Aktivität verschiedener Erbgutabschnitte und könnten daher auch das äußere Erscheinungsbild eines Menschen beeinflussen. Um diese These zu testen, analysierten die Forscher um Fraga das Erbgut der Zwillingspaare und verglichen, wie viele Schalter sich an der DNA jedes Zwillings befanden und wie stark die zentralen Eiweiße des Zellkerns verändert waren. Das Ergebnis: Bei einem Drittel der getesteten Paare wichen Anzahl und Verteilung der Schaltelemente sowie der Grad der Proteinveränderung zwischen den Geschwistern deutlich voneinander ab.

Besonders ausgeprägt waren diese Unterschiede bei älteren Zwillingen und bei Paaren, die eine längere Zeit nicht zusammengelebt hatten. Ganz junge Paare waren dagegen epigenetisch nahezu identisch, schreiben die Forscher. Sie vermuten, dass sowohl Umweltfaktoren als auch innere Einflüsse die epigenetischen Profile prägen. Möglicherweise sammeln sich auch geringfügige Veränderungen bei der Weitergabe der epigenetischen Prägung im Lauf des Alterns an. In weiteren Studien wollen die Wissenschaftler nun den genauen Mechanismus aufklären.

Mario Fraga (Nationales Krebszentrum, Madrid) et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1073/pnas.0500398102

ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel