Essen für das Erbgut

Ob Ostereier oder Lammbraten, jeder Bissen wirkt auf die Gene. (Foto: AP)

Da ist es wieder, dieses Spiegelbild. Unerbittlich glotzt es mit den Tränensäcken der Großmutter, garniert mit der Halbglatze des Vaters und einem Bauch aus des Großvaters übergewichtiger Erbmasse. Gibt es kein Rezept, das das genetisch programmierte Elend verschwinden lassen könnte? Eine kafkaeske Verwandlung - nur bitte mit Märchenprinz-Variante anstelle des Käfers?

Zumindest Bienen haben einen Weg gefunden, um Einfluss auf das eigene Erbgut zu nehmen. Genetiker in Australien haben mit Hilfe der Gentechnik ein Enzym ausgeschaltet, woraufhin die Larven normaler Honigbienen zu prächtigen Bienen-Königinnen wurden.

Von Natur aus hätte das Insekt eine Durchschnitts-Arbeiterin werden sollen. Das verwendete Enzym hat auch der Mensch. Könnte also auch der Mensch seine genetisch vorbestimmten Statur modellieren?

Die Entwicklung einer Bienenkönigin ist seit jeher das Paradebeispiel dafür, wie die Ernährung die Gene beeinflusst. Arbeiterin und Königin haben identisches Erbgut, aber im Bienenstock werden nur jene Larven zur Königin, die das "Gelee Royal" futtern dürfen, einen weitgehend unerforschten Mix aus Wasser, Zucker und Aminosäuren.

Wie die Mixtur wirkt, wie sie aus einer unfruchtbaren Arbeiterbiene eine eierlegende Königin macht, war bislang unbekannt. Jetzt beweist das Experiment von Ryszard Maleszka von der Australian National University in Canberra: Gelee Royal muss einen Stoff enthalten, der ein Enzym namens Dnmt3 hemmt. Jene Bienen, bei denen Maleszka die Produktion des Enzyms blockierte, entwickelten sich zu einer Königin - auch ohne Gelee Royal.

Die Farbe des Fells

"Faszinierend", schwärmt Maleszka, denn das Ergebnis zeige, wie die Nahrung auch bei Menschen Einfluss aufs Erbgut nehmen kann: Bei Biene wie Mensch regelt Dnmt3 die Aktivität von Genen, indem es manche mit chemischen Markierungen versieht und so abschaltet.

"Auch beim Menschen hat die Ernährung enorme Effekte", sagt Maleszka. So gebe es "aussagekräftige" epidemiologische Daten, nach denen die Sterblichkeit aufgrund von Herzkreislauferkrankungen oder Diabetes eindeutig auch von der Ernährung der Eltern und sogar der Großeltern abhängt. "Genetische und Umwelt-Einflüsse können nicht getrennt werden."

Allerdings seien Umwelteinflüsse beim Menschen schwierig zu bewerten, weil sie oft über Jahrzehnte wirken, sagt Rudolf Jaenisch vom Whitehead Institute in Boston. Doch er ist sich sicher, dass die Ernährung so genannte epigenetische Markierungen, gleichsam "Stempel im Erbgut" hinterlässt. Hinweise dafür gibt es reichlich.

Manel Esteller vom Epigenetik-Labor des nationalen spanischen Krebsforschungszentrums in Madrid untersuchte 40 eineinige Zwillingspaare zwischen 3 und 74 Jahren. Je jünger die Zwillinge waren und je mehr sie gemeinsam gelebt hatten, umso mehr ähnelte sich ihr epigenetisches Markierungsmuster. Waren sie früh getrennt worden oder hatten sie unterschiedliche Essgewohnheiten entwickelt, fand Esteller deutliche Unterschiede.

Welche Auswirkungen diese Unterschiede beim Menschen haben, ist noch wenig erforscht. Bei Mäusen, deren Fell aufgrund einer Gen-Variante normalerweise braun-gelb gesprenkelt ist, lässt sich die epigenetische Genmarkierung über das Futter steuern. Bekommen die Tiere Folsäure, färbt sich das Fell der Tiere durchgehend braun. Folsäuremangel jedoch macht es gelb. Nicht nur das: Die Tiere entwickeln auch manche Krebsarten häufiger, ebenso Diabetes und Fettsucht.

Epimutationen und Krebs

Deshalb reden manche Forscher nicht nur von Unterschieden in epigenetischen Mustern, sondern von Epimutationen. Dass diese bei Krebserkrankungen eine entscheidende Rolle spielen, ist inzwischen anerkannt.

Erste Versuche, solche Epimutationen rückgängig zu machen, unternehmen derzeit der Molekularbiologe Frank Lyko und der Onkologe Ulrich Mahlknecht vom Deutschen Krebsforschungszentrum. Während Lyko nach Wirkstoffen für eine "epigenetische Krebstherapie" sucht, hat Mahlknecht bereits Krebspatienten mit Azazytidin behandelt, einem Hemmstoff für Enzyme, die das Erbgut steuern.

Bislang dachte man, dass epigenetische Markierungen nicht vererbt werden können. Doch auch dieses Dogma bröckelt. Michael Skinner, Biologe an der Washington State University, hat Ratten mit Insektiziden und Fungiziden traktiert, sodass ihre Fruchtbarkeit deutlich nachließ.

Kein ungewöhnliches Ergebnis, doch der Schaden war vererbbar: Die unbehandelten Enkel der Ratten waren bis in die vierte Generation weniger fruchtbar. Auch beim Menschen häufen sich Hinweise auf die Vererbbarkeit von Umwelteinflüssen.

In einer Studie wurden Frauen und ihre Nachkommen untersucht. Die Mütter hatten im Winter 1944 aufgrund deutscher Besatzung lange hungern müssen. Sie brachten danach Kinder mit deutlich geringerem Geburtsgewicht zur Welt und sogar die Enkel erkrankten später häufiger an Diabetes, Fettsucht, Herzkrankheiten und Krebs.

Für die eigene Erscheinung im Spiegelbild, so die Erkenntnis aus der epigenetischen Forschung, sind nicht nur die Gene, sondern auch der Lebenswandel der Eltern und Großeltern verantwortlich. Gleichzeitig öffnet die Epigenetik Auswege: Sind die Mechanismen eines Tages genauer bekannt, kann man über Ernährung und Umwelteinflüsse das eigene Genom steuern.

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