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FRANCESCO NERI
ist Molekularbiologe und leitet am Leibniz-Institut für Alternsforschung — Fritz-Lipmann-Institut (FLI) eine Forschungsgruppe zum Thema »Epigenetik des Alterns«.

Irgendwo sagt gerade wieder ein Manager: »Schlafen kann ich, wenn ich tot bin — der Kunde wartet.« Gegenüber in der Kneipe ruft ein Student: »Man lebt nur einmal, also carpe diem, hicks!« Und der Nachbar obendrüber sagt zu seiner Frau: »Na ja, so waren wir doch auch mal. Gib mir mal die Schlaftabletten.«

In seinem Labor in Jena sagt Francesco Neri: »Die meisten Leute wissen, was schlecht für sie ist. Aber viele wissen nicht, was ihr Verhalten für die nächste Generation bedeuten kann.« Neri, kariertes Hemd unterm weißen Kittel, ist Molekularbiologe und leitet am Leibniz-Institut für Alternsforschung — Fritz-Lipmann-Institut (FLI) eine Forschungsgruppe zum Thema »Epigenetik des Alterns«. Er schaut sich an, wie sich die Gene bei Mäusen verändern, wenn sie alt werden. Vor allem, was dabei mit den Proteinen passiert, die die DNA ablesen. Er sagt: »Wir haben ein epigenetisches Gedächtnis, das wir an unsere Kinder weitergeben. Das ist eine riesige Verantwortung.« Sie ist eben nur sehr klein in unseren Zellen versteckt.

Epigenetik heißt, dass unsere Gene durch äußere Einflüsse — Stress, Nahrung, Zuneigung — verändert werden können. Dabei wird nicht die DNA-Sequenz selbst verändert (was durchaus geht — Röntgen- und UV-Strahlen können DNA-Basen und damit ganze Zellen zerstören), sondern die Proteine, die auf der DNA-Sequenz sitzen und sie lesbar machen, ändern ihre chemische Struktur.

Man kann sich die DNA vorstellen wie eine Bibliothek mit Sachbüchern. »Anleitung für eine Muskelzelle« oder »So gelingt Ihre Aminosäure« steht dort — verschlüsselt natürlich. Als Bibliothekare arbeiten Proteine, sogenannte Histone. Sie öffnen und schließen die DNA, die in jeder Zelle exakt gleich ist, damit Enzyme die Kapitel unseres Erbguts lesen können. Histone wissen durch chemische Marker genau, welche Bücher sie in welcher Zelle öffnen müssen und welche nicht.

In einer Hautzelle zum Beispiel öffnen sie nur den Teil des Erbguts, der relevante Informationen für Hautzellen enthält. Den restlichen Teil des DNA-Strangs ziehen sie so zusammen, dass er aussieht wie ein verheddertes Kopfhörerkabel. Damit ist die DNA an dieser Stelle »methyliert«, also unlesbar, weil kein Enzym ein solches Kuddelmuddel entwirren kann. Die Gene auf diesem DNA-Abschnitt bleiben stumm oder versteckt oder gedimmt, jedenfalls sind sie inaktiv, und darum ist eine Hautzelle nur eine Hautzelle und nicht auch noch eine Muskel- oder Nervenzelle.

Histone und andere Proteine sitzen auf der DNA wie kleine Rucksäcke. Zusammen mit chemischen Modifikationen, zum Beispiel den Markern für die Histone, bilden sie das Epigenom (epi ist griechisch für »auf«). Die Epigenetik erforscht, wie und warum diese Proteine manche Gene öffnen und andere nicht. »Perfekt«, nennt Neri diesen Steuerungsmechanismus, der die Entwicklung und Funktion einer Zelle bestimmt. Perfekt, solange er nicht von außen gestört wird.

Neris Team erforscht den Mechanismus im Labor in der Jenaer Beutenbergstraße 11. Im Kühlschrank leben neben alternden Zellen und Lösungen in Pipetten Escherichia coli-Bakterien. In kleinen Schalen produzieren die winzigen »Laborhaustiere«, wie Neri sie nennt, die Arbeitsgrundlage der Forscher: Sie kopieren fleißig DNA und vermehren sie damit. Unter dem Labor, irgendwo im Keller, wohnen Mäuse und Fische. Vor einiger Zeit setzten Neri und seine Kollegen 25 junge Mäuse auf Diät, 25 andere junge Mäuse fütterten sie mit normalen Portionen. Nach zwei Jahren lebten die Diätmäuse noch immer munter vor sich hin, während die Hälfte der gut gefütterten Nachbarn gestorben war. Die Statistik: Mäuse auf Diät leben im Schnitt 30 Prozent länger. Nicht, weil sich ihre DNA verändert hatte, sondern neben dem Stoffwechsel auch ihr Epigenom.

Was genau in einer Zelle passiert, wenn eine Maus weniger isst, können die Forscher nicht beantworten — es passiert einfach sehr viel gleichzeitig in so einem Organismus. Es gibt aber erste Erklärungsversuche. Wissenschaftler des Kölner Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns etwa vermuten, dass durch die reduzierte Kalorienaufnahme ein Gen deaktiviert wird, das den Stoffwechsel hemmt. Das Fett baut sich in der Folge schneller ab, und das ist gut, weil Fettablagerungen in der Leber das Krankheitsrisiko erhöhen.

Für andere Dinge gilt das natürlich auch: Rauchen, Fast Food, wenig Sport, viel Stress — weiß man ja alles. Aber wenn die Folgen unseres Verhaltens nicht nur unsere eigene Gesundheit betreffen, sondern vererbbar sind? Dann wäre das etwas anderes. Man wäre verantwortlich für die chemischen Rucksäcke der nächsten Generation. Und das »Man lebt nur einmal«-Partyleben wäre nur dann okay, wenn man darin keine Kinder plant.

Am FLI geht es Francesco Neri und seinem Team mehr um das epigenetische Hier und Jetzt und nicht so sehr um Vererbung. Dafür gibt es andere Forschungsteams. Frances Champagne und Michael Meaney von der Columbia University zum Beispiel. Sie beobachteten, dass nicht jede weibliche Maus ihren Nachwuchs gleich liebevoll putzt und pflegt. Daraufhin untersuchten sie den Nachwuchs einer fürsorglichen Mäusemutter und einer Raben-Mäusemutter und stellten fest, dass er sich seinen eigenen Nachkommen gegenüber ganz ähnlich verhielt, nämlich fürsorglich oder eben abweisend. Weil Mäuse ein schlechtes Gedächtnis haben und sich darum das Verhalten der Mutter nicht abgeschaut haben können, freuten sich die Forscher und nannten diese Entdeckung transgenerational epigenetic inheritance. Und das heißt für alle außerhalb des Labors: Verhalten kann epigenetisch vererbt werden. Kann.

Denn Mäuse sind keine Menschen. Dazwischen liegen noch Hunde, Schweine und Affen — zumindest aus Forschersicht. Das Experiment mit dem reduzierten Futter beispielsweise funktionierte bei Labormäusen, aber bei Affen schon schlechter. Vielleicht, weil Affen andere Dinge fressen als Mäuse. Oder weil Affen eben keine Mäuse sind. Jedenfalls müsse man vorsichtig sein, wenn es darum gehe, Forschungsergebnisse auf andere Organismen zu übertragen, sagt Francesco Neri. Dieselben Beobachtungen haben nicht zwangsläufig dieselbe Ursache.

Trotzdem gibt es Studien, die Indizien für epigenetische Vererbung beim Menschen liefern. Bertie Lumey von der Columbia University untersuchte Kinder, die gegen Ende des Zweiten Weltkriegs in Holland geboren wurden. Die »Hungerkinder« wiesen höhere Cholesterin- und Blutfettwerte auf als ihre in besseren Zeiten geborenen Geschwister, zudem waren sie kleiner. Lumey und seine Kollegen fanden ein methyliertes Gen, das keine Proteine für das Zellwachstum erzeugte. Ein folgenreicher Fehler am Anfang der Entwicklung. Aber wenn man bedenkt, dass auf der DNA Millionen von Methylierungen sitzen, kann man sich vorstellen, wie schwierig es ist, die Folgen einer einzelnen Genhemmung zu bewerten.

Es ist ein Nachteil, weil uns permanenter Stress krank machen kann.

FRANCESCO NERI

Forscher der Universität Konstanz widmeten sich einem anderen Faktor: Stress. Sie untersuchten Kinder von Müttern, die während der Schwangerschaft physische Gewalt erlebt hatten. Ein für die Stressregulierung verantwortliches Gen war inaktiv, die Kinder waren nervöser und anfälliger für psychische Krankheiten — quasi auf Stress programmiert. Evolutionstheoretiker finden das logisch, sie sagen: Der Nachwuchs passt sich an die Umwelt an, damit er überlebt. Wer gestresst ist, ist aufmerksamer, fitter — Darwin lässt grüßen. Vor 50.000 Jahren, als wir von hungrigen Feinden umgeben waren, mag das ein Vorteil gewesen sein. Aber heute ergibt es keinen Sinn mehr, gestresst auf die Welt zu kommen. Im Gegenteil. »Es ist ein Nachteil, weil uns permanenter Stress krank machen kann«, sagt Franceso Neri.

Kann man epigenetische Veränderungen rückgängig machen, wenn sie von Nachteil sind? Gene wieder lesbar machen, die für die Stressregulierung zuständig sind, zum Beispiel? Das ist die Hoffnung, doch Francesco Neri ist skeptisch. Es gibt Medikamente, die eine fehlerhafte Genhemmung wieder aufheben, das schon. Aber bislang sind sie nicht spezifisch, sondern wirken auf der ganzen DNA. Die Histone in der Bibliothek würden auf einmal jedes Buch öffnen, in jeder Zelle. Nichts wäre mehr differenziert und darum alles ein großes Chaos.

Es ist also noch nicht geklärt, wie genau die epigenetische Vererbung funktioniert und ab wann ein Einfluss stark genug ist, um als genetische Erinnerung weitervererbt zu werden. Reicht ein tägliches Feierabendbier? Eine strenge Erziehung, eine Schwäche für Schokolade? Auf diese graduellen Fragen hat man noch keine Antwort. Auf die prinzipielle Frage, ob der Lebensstil epigenetisch vererbbar ist, schon: Ja.

Wem das nicht reicht, der kann sich für 1.000 Dollar zwar nicht sein Epigenom, aber immerhin seine DNA entschlüsseln lassen. Dann erhält man Prognosen aus dem Labor, die man sonst eher aus Glückskeksen kennt: »Sie haben Schwein gehabt — die Wahrscheinlichkeit, dass Sie mit 80 Jahren an Krebs erkranken, ist sehr gering.« Oder: »Seien Sie achtsam! Durch eine gesunde Ernährung können Sie Ihr Leben verlängern!«

Das kann man sich dann ausdrucken und auf den Tisch legen, zusammen mit der Dauerkarte fürs Fitnessstudio und den gesammelten Veggie-Rezepten. Für den Fall, dass die Kinder eines Tages ankommen, mit Fotos von damals in der Kneipe, und sagen: »Wir müssen reden.«

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