Das Verhungern einer schwangeren Maus kann Veränderungen im Sperma ihrer Söhne verursachen, die anscheinend die Gesundheit ihrer Enkelkinder beeinträchtigen, so eine neue Studie. Der Befund bietet einige der stärksten Beweise dafür, dass die Umgebung einer Mutter während der Schwangerschaft die Expression von DNA auf eine Weise verändern kann, die an zukünftige Generationen weitergegeben wird.Eine Reihe von Studien haben gezeigt, dass Umweltbelastungen bei einem Elternteil die Gesundheit nachfolgender Generationen schädigen können. Zum Beispiel hatten Frauen, die während einer Hungersnot von 1944 in den Niederlanden, die als niederländischer Hungerwinter bekannt war, schwanger waren, Kinder und Enkelkinder, die ungewöhnlich klein oder anfällig für Diabetes und Fettleibigkeit waren. Tierstudien haben auch gezeigt, dass ein Stress für einen Elternteil, wie z. B. eine schwangere Maus giftigen Chemikalien auszusetzen oder einen Mausvater leicht zu schockieren, damit er einen Geruch fürchtet, zu Effekten wie Unfruchtbarkeit oder Verhaltensänderungen führen kann, die für zwei Generationen bestehen bleiben oder mehr kann noch nicht durch genetische Mutationen erklärt werden.Einige Wissenschaftler vermuten, dass die Effekte über sogenannte epigenetische Veränderungen weitergegeben werden, chemische Modifikationen der DNA, die Gene ein- oder ausschalten können. Ein Team um die Genetikerin Anne Ferguson-Smith von der University of Cambridge in Großbritannien und die Diabetesforscherin Mary-Elizabeth Patti von der Harvard Medical School hat diese Idee nun untersucht, indem es die DNA von zwei Generationen von Mäusen untersuchte, die von einer unterernährten Mutter abstammen.Die Forscher gaben schwangeren Mäusen Futter, das nur die Hälfte der Kalorien enthielt, die sie in der letzten Schwangerschaftswoche benötigten — eine Zeit, in der die epigenetischen Muster in den ursprünglichen Spermien eines männlichen Embryos gelöscht und dann zurückgesetzt werden. Wie Pattis Gruppe zuvor gezeigt hatte, führte diese Behandlung zu Nachkommen und Enkelkindern, die untergewichtig und anfällig für Diabetes waren.

Die Gruppe untersuchte als nächstes DNA aus den Spermien der Männchen, die den verhungerten Müttern geboren wurden. Im Vergleich zu Söhnen von Kontrollmäusen hatten ihre Spermien weniger chemische Markierungen, die als Methylgruppen auf etwa 110 DNA-Abschnitten bekannt waren. Oft fehlten die Methylgruppen in der Nähe von Genen, die am Stoffwechsel beteiligt sind und eine Rolle bei Fettleibigkeit und Diabetes spielen können. Die Expression dieser Gene wurde auch in einigen Körpergeweben verändert.Obwohl fötales Gewebe von den Enkelkindern der Muttermaus auch ähnliche Veränderungen in der Genexpression aufwies, trug überraschenderweise die DNA in diesen Geweben diese Methylierungsunterschiede nicht. Das deutet darauf hin, dass die Veränderungen schließlich verschwinden, berichtet das Team heute online in Science. Ferguson-Smith glaubt, dass Methylierungsveränderungen im Sperma des Sohnes das Erbe seiner Unterernährung im Mutterleib widerspiegeln, aber, weil sie nicht bestehen bleiben, würde die Krankheit der Enkelkinder nicht direkt erklären. Die Methylierungszeichen „sind nicht das Langzeitgedächtnis, das die Krankheit einer Generation mit der nächsten verbindet“, sagt sie.“Dies ist eine sehr schöne Studie“, die die Exposition von Vorfahren mit epigenetischen Veränderungen verbindet, „aber ich würde nicht sagen, dass das Buch geschlossen ist, wie diese Dinge funktionieren“, sagt der Epigenetikforscher Oliver Rando von der University of Massachusetts Medical School in Worcester. Um zu zeigen, dass solche Methylierungsmuster die gesundheitlichen Auswirkungen der männlichen Söhne und ihrer Nachkommen verursachen, muss man die verdächtigen Gene künstlich ausschalten oder einschalten und zeigen, dass dies zum gleichen Ergebnis führt, sagt er. „Die Störung des Epigenoms ist die große Herausforderung für das Feld.“Darüber hinaus schließt die Studie nicht aus, dass die DNA-Methylierungsmuster über mehrere Generationen vererbt werden, da die Forscher sie nicht im Sperma der Enkel gesucht haben“, fügt Rando hinzu.

Einige sind skeptischer. Der Genetiker Timothy Bestor von der Columbia University hat „eine Reihe von Problemen“ mit der Studie. Dazu gehört, dass die Forscher, anstatt genetisch identische Inzuchtmäuse zu untersuchen, einen Stamm verwendeten, bei dem einzelne Mäuse genetisch variieren. Obwohl dies die Mäuse der menschlichen Bevölkerung ähnlicher gemacht haben könnte, wirft es die Möglichkeit auf, dass im Mutterleib nur fötale Mäuse mit einer bestimmten genetischen Ausstattung den Hunger überlebt haben. Da die Genetik auch Methylierungsmuster prägt, könnten diese genetischen Unterschiede der Grund sein, warum sich ihre Spermien—DNA-Methylierungsmuster von denen der Kontrollmäuse unterschieden, sagt Bestor – nicht weil Unterernährung die Muster direkt veränderte.

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