Die berühmten Mendelschen Vererbungsgesetze, die vor über einem Jahrhundert aufgestellt wurden, könnten weniger universell sein als angenommen. Eine aktuelle Studie an Mäusen zeigt, dass bestimmte Merkmale von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden können, ohne den klassischen Regeln der Genetik zu folgen – dank chemischer Veränderungen, die auf die DNA einwirken, ohne deren Sequenz zu verändern.
Diese Veränderungen, epigenetisch genannt, umfassen insbesondere die DNA-Methylierung, einen Prozess, bei dem sich chemische Gruppen an bestimmte Teile des Genoms heften, um Gene zu aktivieren oder zu deaktivieren. Bisher ging man davon aus, dass diese Markierungen mit jeder Generation zurückgesetzt werden, doch die neuen Beobachtungen deuten darauf hin, dass sie auf unerwartete Weise vererbt werden können.
Ein Forscherteam untersuchte dieses Phänomen, indem es Gewebeproben von drei Generationen von Mäusen im Alter von 4 bis 6 Monaten analysierte. Mithilfe von Langzeit-Sequenzierungstechniken konnten sie sowohl die genetischen Variationen als auch die Methylierungsmuster bei 26 Individuen der ersten Generation, 34 der zweiten und 19 der dritten Generation verfolgen.
Die Ergebnisse zeigen, dass etwa 7 % der vererbten Methylierungsmuster nicht den Mendelschen Regeln folgen. Einige Fälle sind besonders überraschend: Methylierungsmarkierungen treten bei Nachkommen auf, obwohl sie bei beiden Eltern fehlten. Wie Andrew Feinberg, leitender Forscher, sagt: „Die Methylierung scheint aus dem Nichts zu kommen."
Ein weiterer seltener Mechanismus, die sogenannte Paramutation, wurde erstmals bei einem Säugetier beobachtet. Beim Gen Capn11, das an der Bildung von Spermien beteiligt ist, kann die Methylierung einer Version des Gens auf eine andere Version übertragen werden. Dieser Prozess war bereits von Pflanzen und Fliegen bekannt, aber noch nie bei Mäusen.
Diese Entdeckungen verändern unser Verständnis der Vererbung. Für Kasper Hansen, Mitautor der Studie, ermutigen sie Wissenschaftler, sowohl genetische als auch epigenetische Informationen zu berücksichtigen, um besser zu erklären, wie Krankheiten und Merkmale weitergegeben werden. So könnten Umweltfaktoren wie Ernährung oder Stress auf unerwartete Weise zukünftige Generationen beeinflussen.
Der nächste Schritt wird sein, diese Methoden auf menschliche Daten anzuwenden. Die Forscher hoffen, auf diese Weise ungewöhnliche Vererbungsmuster in bestimmten von Krankheiten betroffenen Familien aufzudecken und den Weg zu einem besseren Verständnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Vererbung von Merkmalen zu ebnen.
Quelle: Nature Genetics