Chromosome vererben elterlichen Stress an Kinder

Mutierte Fruchtfliegen haben geholfen eines der größten Rätsel der Genetik zu lösen: Wie Stress durch Unterernährung oder Drogensucht an Kinder und Enkel weitergegeben wird. Das Team um Shunsuke Ishii vom Riken Tsukuba Institute hat erstmals eine Erklärung für diesen Vorgang gefunden. Es wird angenommen, dass Stress zu epigenetischen Veränderungen führen kann, die zwar nicht die DNA-Sequenz beeinflussen, aber genetische Markierungen auf den Genen hinterlassen, die festlegen, wie aktiv sie sind.

Stress wird an Zellen vererbt
Frühere Studien sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die Nachkommen von Mäusen, die zwei Wochen nach der Geburt gestresst waren, Anzeichen von Depression und Angst zeigen, berichtet der NewScientist. Zusätzlich gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass Krankheiten wie Diabetes, Fettsucht, Geisteskrankheiten und sogar Angst die Folge des Stresses sein können, dem Eltern oder Großeltern ausgesetzt waren.

Bis jetzt waren alle Versuche, die Veränderungen der vererbten DNA zu identifizieren gescheitert, die erklären könnten, wie es zu diesem Phänomen kommt. Jetzt gelang es den Forschern um Shunsuke Ishii einen molekularen Mechanismus zu identifizieren, durch den die Auswirkungen von Stress ohne Veränderung an Gene oder die DNA weitergegeben werden können.

Chemischer oder umweltbedingter Stress kann das Protein ATF-2 vom Chromatin ablösen, jener dicht gepackten DNA, aus der die Chromosome bestehen. ATF-2 agiert dabei wie eine Art Reißverschluss, der das Chromatin zusammenhält. Ist es einmal abgelöst, öffnet sich die Struktur und ermöglicht normalerweise verborgenen Genen aktiv zu werden. Das entpackte Chromatik wird an alle Nachkommen der ursprünglich gestressten Zelle vererbt. Befindet sie sich in der Eizelle oder im Sperma, wird das veränderte Chromatik an alle Zellen der Nachkommen weitergegeben.

Experimente mit Fruchtfliegen als Beleg
In einem ersten Schritt ließ Ishii Fruchtfliegen so mutieren, dass sie über ein Gen für rote Augen verfügten. Dieses Gen wurde so positioniert, dass es inaktiv war, wenn es nicht zu einer Entpackung des Chromatin kam. Damit konnte eine mögliche Vererbung leicht festgestellt werden. Der Wissenschaftler setzte eine Generation der mutierten Fruchtfliegen Stress aus. Entweder wurden die Eier erhitzt oder salzigem Wasser ausgesetzt. Nachdem sie erwachsen waren, paarte er sie mit gesunden Fliegen. Es zeigte sich, dass das entpackte Chromatik an die zweite, aber nicht an die dritte Generation weitergegeben wurde.

Wurde die erste und die zweite Generation Hitze oder Salzwasser ausgesetzt, waren die Folgen deutlicher. Betroffen war nicht eine der folgenden Generationen, sondern drei. Säugetiere verfügen mit ATF-7 über ein Gegenstück zu ATF-2. Im vergangenen Jahr wies sein Team bei Mäusen nach, dass es durch psychologischen Stress verändert werden kann und es dadurch zu Veränderungen des Chromatin kommt. Experimente, die nachweisen, ob diese Veränderungen vererbt werden, wurden noch nicht durchgeführt. Details der aktuellen Studie wurden in den Fachmagazin Cell http://www.cell.com veröffentlicht.