Ein neues Zeitalter der Genetik hat begonnen. Davon ist Stephan Beck vom britischen Wellcome Trust Sanger Institute überzeugt.
"Wir leben in einer aufregenden Zeit. Das menschliche Genom liegt offen vor uns. Durch das Hap-Map-Projekt kennen wir die zahlreichen Varianten im Erbgut der Menschen. Und auch viele Erbanlagen sind inzwischen bekannt, die anfälliger machen für die verschiedensten Krankheiten. Aber jenseits der reinen Erbinformation muss es andere Faktoren geben, die bei der Krankheitsentstehung eine Rolle spielen. Und ein Faktor – das ist mit Sicherheit die Epigenetik. "
Die Epigenetik beschreibt die Veränderungen am Erbmolekül DNA, die an seinem Informationsgehalt nichts ändern. Aber die Epigenetik steuert die Aktivitäten der Gene im Erbgut. Nur ein aktives Gen zeigt Wirkung auf die Zelle. Damit zum Beispiel eine Leberzelle ihre Aufgaben korrekt erfüllen kann, müssen bestimmte Gene an- und andere Gene unbedingt ausgeschaltet sein. Wichtige Steuerungselemente sind chemische Anhängsel am Erbmolekül – Biochemiker nennen sie Methylierungen. Wo genau diese Methylierungen an der DNA angebracht sind, können Forscher inzwischen untersuchen. Beck:
"Wir schauen uns alle verschiedenen Zelltypen an. Im menschlichen Körper sind das um die 200. Und wir schauen sie uns die Epigenetik in verschiedenen Lebensaltern eines Menschen an."
Im Laufe eines Lebens verändern sich die Methylierungs-Muster nur langsam. Sie sind relativ stabil. Grosse Unterschiede gibt es aber zwischen einzelnen Zellen und Geweben in ein und demselben Menschen. Dazu hat Stephan Beck auf der Human-Genom-Konferenz in Montreal erste konkrete Ergebnisse vorgestellt. Beck:
"”Die kleinsten Unterschiede gibt es zwischen verschiedenen Typen von Blutzellen. Ihre Methylierungs-Muster unterscheiden sich nur zu etwa fünf Prozent. Die größten Unterschiede fanden wir zwischen Spermien und allen anderen Zelltypen.""
Die epigenetischen Unterschiede zwischen den verschiedenen Geweben in einem Organismus können bis zu 30 Prozent betragen. Das ist weit mehr als der Unterschied auf der Genom-Ebene zwischen verschieden Arten. Genetisch gesehen unterscheiden sich Maus und Mensch um nicht einmal fünf Prozent. Die epigenetischen Unterschiede zwischen Mensch und Maus sind wahrscheinlich größer. Darüber lässt sich bislang jedoch nur spekulieren. Dies soll sich bald ändern. Beck:
"”Das Epigenom Projekt begann unabhängig voneinander in vielen verschiedenen Ländern. Jede lokale Initiative untersucht andere Aspekte des Epigenoms. Das Entscheidende ist jetzt, dass alle diese Bemühungen zusammengeführt werden.""
Das steckt noch in den Kinderschuhen. Während die Entzifferung des menschlichen Genoms, das Human-Genom-Projekt, nach sieben Jahren abgeschlossen war, wird das Epigenomprojekt deutlich länger brauchen. Wahrscheinlich Jahrzehnte. Denn das Projekt konzentriert sich bislang auf die Kartierung der Methylierungsmuster im menschlichen Erbgut. Es gibt aber noch weitere Mechanismen, die an der Steuerung von Gen-Aktivitäten beteiligt sind. Und auch deren Erforschung steht noch am Anfang.
"Wir leben in einer aufregenden Zeit. Das menschliche Genom liegt offen vor uns. Durch das Hap-Map-Projekt kennen wir die zahlreichen Varianten im Erbgut der Menschen. Und auch viele Erbanlagen sind inzwischen bekannt, die anfälliger machen für die verschiedensten Krankheiten. Aber jenseits der reinen Erbinformation muss es andere Faktoren geben, die bei der Krankheitsentstehung eine Rolle spielen. Und ein Faktor – das ist mit Sicherheit die Epigenetik. "
Die Epigenetik beschreibt die Veränderungen am Erbmolekül DNA, die an seinem Informationsgehalt nichts ändern. Aber die Epigenetik steuert die Aktivitäten der Gene im Erbgut. Nur ein aktives Gen zeigt Wirkung auf die Zelle. Damit zum Beispiel eine Leberzelle ihre Aufgaben korrekt erfüllen kann, müssen bestimmte Gene an- und andere Gene unbedingt ausgeschaltet sein. Wichtige Steuerungselemente sind chemische Anhängsel am Erbmolekül – Biochemiker nennen sie Methylierungen. Wo genau diese Methylierungen an der DNA angebracht sind, können Forscher inzwischen untersuchen. Beck:
"Wir schauen uns alle verschiedenen Zelltypen an. Im menschlichen Körper sind das um die 200. Und wir schauen sie uns die Epigenetik in verschiedenen Lebensaltern eines Menschen an."
Im Laufe eines Lebens verändern sich die Methylierungs-Muster nur langsam. Sie sind relativ stabil. Grosse Unterschiede gibt es aber zwischen einzelnen Zellen und Geweben in ein und demselben Menschen. Dazu hat Stephan Beck auf der Human-Genom-Konferenz in Montreal erste konkrete Ergebnisse vorgestellt. Beck:
"”Die kleinsten Unterschiede gibt es zwischen verschiedenen Typen von Blutzellen. Ihre Methylierungs-Muster unterscheiden sich nur zu etwa fünf Prozent. Die größten Unterschiede fanden wir zwischen Spermien und allen anderen Zelltypen.""
Die epigenetischen Unterschiede zwischen den verschiedenen Geweben in einem Organismus können bis zu 30 Prozent betragen. Das ist weit mehr als der Unterschied auf der Genom-Ebene zwischen verschieden Arten. Genetisch gesehen unterscheiden sich Maus und Mensch um nicht einmal fünf Prozent. Die epigenetischen Unterschiede zwischen Mensch und Maus sind wahrscheinlich größer. Darüber lässt sich bislang jedoch nur spekulieren. Dies soll sich bald ändern. Beck:
"”Das Epigenom Projekt begann unabhängig voneinander in vielen verschiedenen Ländern. Jede lokale Initiative untersucht andere Aspekte des Epigenoms. Das Entscheidende ist jetzt, dass alle diese Bemühungen zusammengeführt werden.""
Das steckt noch in den Kinderschuhen. Während die Entzifferung des menschlichen Genoms, das Human-Genom-Projekt, nach sieben Jahren abgeschlossen war, wird das Epigenomprojekt deutlich länger brauchen. Wahrscheinlich Jahrzehnte. Denn das Projekt konzentriert sich bislang auf die Kartierung der Methylierungsmuster im menschlichen Erbgut. Es gibt aber noch weitere Mechanismen, die an der Steuerung von Gen-Aktivitäten beteiligt sind. Und auch deren Erforschung steht noch am Anfang.