Umwelteinflüsse auf das Epigenom

Verknüpfung der DNA-Basen
Verknüpfung der DNA-Basen

Das Epigenom eines Menschen ist nicht starr, sondern wird durch Lebensstil- und Umweltfaktoren beeinflusst. So führen beispielsweise bestimmte Nährstoffe dazu, dass Methylgruppen an die Base Cytosin in den CpG-Inseln der DNA angehängt werden. Eine der am häufigsten zitierten Studien zu diesem Thema veröffentlichten die US-Amerikaner Robert Waterland und Randy Jirtle 2003 in der Fachzeitschrift „Molecular and Cellular Biology“:

Die Forscher gaben krankheitsanfälligen, gelben Mäusen, bei denen das sogenannte Agouti-Gen aktiv ist, während ihrer Trächtigkeit Folsäure, Vitamin B12, Cholin und Betain. Die Nährstoffe sorgten dafür, dass in den CpG-Inseln vor dem Agouti-Gen Methylgruppen an das Cytosin angehängt wurden. Die Folge: Bei den Nachkommen wurde das Gen abgeschaltet, und sie waren braun, schlank und hatten kein erhöhtes Krankheitsrisiko. Nachfolgende Studien belegen, dass Nährstoffe wie Folsäure und Vitamin B12 nicht nur die DNA-Methylierung und damit die Eigenschaften der direkten Nachkommen, sondern auch die der darauffolgenden Generationen beeinflussen. 

In Kürze

CpG-Inseln sind Bereiche der DNA mit einer hohen Dichte der Basenabfolge Cytosin-Guanin.

Schadstoffeinflüsse

Auch bestimmte Schadstoffe können den Methylierungsgrad der DNA verändern, und zwar ebenfalls über mehrere Generationen hinweg, wie Studien zeigen. Eine US-amerikanische Forschergruppe hat zum Beispiel trächtige Ratten mit hormonell wirksamen Pflanzenschutzmitteln behandelt. Die männlichen Nachkommen dieser Ratten wiesen eine verringerte Spermienaktivität auf und waren häufig unfruchtbar. Die Forschenden konnten diesen Effekt nicht nur bei den direkten männlichen Nachkommen, sondern auch bei den Enkeln und Urenkeln beobachten. DNA-Analysen ergaben, dass die Fortpflanzungsfähigkeit in der männlichen Linie mit der Rate der DNA-Methylierung zusammenhing.

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Informationen zum Inhalt

Quellen:

Wissenschaftliche Beratung:

Dr. Stefan Dehmel, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München

Dr. Klaus Rehmann, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München

  • Dahlhoff, C., et. al.: Epigenetik und Ernährung. In: Ernährung, 2008; 3, 116-124
  • Waterland, R. A. und Jirtle, R. L.: Transposable Elements: Targets for Early Nutritional Effects on Epigenetic Gene Regulation. Mol. Cell. Biol. August 2003 vol. 23 no. 15 
  • Dolinoy, D. C.: The agouti mouse model: an epigenetic biosensor for nutritional and environmental alterations on the fetal epigenome. Nutr Rev. 2008 Aug; 66(Suppl 1): S7–11. 

     

Letzte Aktualisierung:

23.05.2018

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