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Epigenomprojekt „Deep“ : Deutschland endlich vorne dran in der Genomforschung

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Vorausgesetzt, die gleichen Verände-rungen ereignen sich auch in Gehirnzellen, haben derart tiefe Einschnitte im Regelsystem eines wichtigen Hirnbotenstoffs wohl auch Auswirkungen auf die Psyche der Betroffenen und deren Belastbarkeit. Je nachdem, welche Funktion einzelne Zellen haben, könne die tatsächliche Folge zwar sehr unterschiedlich sein, erklärt Meinlschmidt, entscheidend sei aber ganz etwas anderes: „Wir konnten grundsätzlich zeigen, dass akuter Stress in kürzester Zeit epigenetische Veränderungen bewirken kann.“ Das sei ein wichtiger Baustein für die These, nach der epigenetische Prozesse an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind.

Gerade chronischer Stress während der Zeit im Mutterleib oder in den ersten Lebensjahren, ausgelöst zum Beispiel durch eine Depression der Eltern oder frühe Gewalterfahrungen, gilt aufgrund mehrerer Studien schon längst als Auslöser bleibender epigenetischer Veränderungen, die das spätere Risiko für psychische Krankheiten aller Art erhöhen können.

Nun zeigt sich, dass vermutlich auch akuter, kurzfristiger Stress zu solchen Phänomenen beisteuert. Meinlschmidt hofft darauf, dass die beteiligten epigenetischen Schalter in Zukunft noch genauer identifiziert werden: „Dann können wir eines Tages vielleicht komplexere epigenetische Stressmuster identifizieren und das damit verbundene Erkrankungsrisiko bestimmen.“ Auch eine neue Prävention und Therapie von Stresskrankheiten aller Art sei denkbar.

Jörn Walter von der Universität des Saarlandes ist Koordinator des bundesweiten Epigenom-Projektes „Deep“.

Was sich hier für Stress und seine Folgen andeutet, gilt ähnlich für die epigenetischen Auswirkungen vieler anderer Umwelteinflüsse: Vorgeburtliche oder frühkindliche Überernährung verändert zum Beispiel die Epigenetik des Stoffwechsels und erhöht so das spätere Übergewichts- und Diabetes-Risiko. Manche epigenetische Veränderungen können sogar entscheidend zu Krebserkrankungen beitragen. Der bekannte Epigenetiker Randy Jirtle von der Duke University in Durham sagt: „Die meisten Krankheiten entstehen nicht erst im Erwachsenenalter. Ihr Ursprung liegt oft bereits in den frühen Entwicklungsstadien direkt nach der Befruchtung.“

Es ist also nur konsequent, dass Genetiker sich nach der kompletten Entschlüsselung der DNA-Sequenz im Jahr 2003 nun auch dem zweiten Code der Zellen zuwenden. Schon Ende der 1990er Jahre rief Jörn Walter mit seinem Kollegen Stephan Beck dazu auf, sich die komplexe epigenetische Ebene genau anzuschauen.

Die Epigenomik ist ungleich komplexer als die reine Genomik, die pro Organismus ja nur einen einzelnen DNA-Code entziffern muss: Die Epigenomik befasst sich mit insgesamt drei verschiedenen Schaltersystemen mit jeweils bis zu 50 verschiedenen biochemischen Strukturen, die noch dazu pro Organismus in einer Vielzahl von Zellen untersucht werden müssen. Denn das Erbgut aller Zellen eines Menschen ist grundsätzlich gleich, das sogenannte Epigenom ist aber von Zelltyp zu Zelltyp völlig verschieden und kann sich je nach früherem Umwelteinfluss sogar innerhalb eines gleichförmigen Zellverbands an wichtigen Stellen unterscheiden.

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