Ziele der Epigenetik
Als Forschungsgebiet gewinnt die Epigenetik seit den 1990er Jahren an Bedeutung. Da sich die Ausprägung unterschiedlicher Eigenschaften beim Menschen nicht allein mit den drei Parametern Genetik, Lebensstil- und Umwelteinflüsse erklären lässt, setzt die Wissenschaft große Hoffnung auf diesen neuen Forschungszweig. Die Epigenetik untersucht, wie übergeordnete Steuerungselemente des Genoms die Aktivität der Gene beeinflussen.
Wissenschaftliche Beratung:
Dr. Stefan Dehmel, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München
Dr. Klaus Rehmann, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München
Als Forschungsgebiet gewinnt die Epigenetik seit den 1990er Jahren an Bedeutung. Da sich die Ausprägung unterschiedlicher Eigenschaften beim Menschen nicht allein mit den drei Parametern Genetik, Lebensstil- und Umwelteinflüsse erklären lässt, setzt die Wissenschaft große Hoffnung auf diesen neuen Forschungszweig. Die Epigenetik untersucht, wie übergeordnete Steuerungselemente des Genoms die Aktivität der Gene beeinflussen.
Wissenschaftliche Beratung:
Dr. Stefan Dehmel, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München
Dr. Klaus Rehmann, Abteilung Strategie, Programme und Ressourcen, Helmholtz Zentrum München
Das Forschungsgebiet wird dabei zunehmend als Brücke zwischen Genotyp und Phänotyp, also zwischen Bauplan (DNA) und finaler Ausprägung bestimmter Eigenschaften verstanden. Denn epigenetische Mechanismen steuern die Aktivität der Gene, ohne die Basensequenz der DNA zu verändern. Die Anpassungen sorgen dafür, dass Gene zeit- und ortspezifisch aktiviert werden, beeinflussen den Ablesemodus und können Gene sogar vollständig abschalten. Im Körper sind daran unterschiedliche molekulare Prozesse beteiligt, zum Beispiel:
- die chemische Modifikation der DNA
- Änderungen des Verpackungszustandes der DNA durch Modifikation von Verpackungsproteinen
Die Gesamtheit der epigenetischen Merkmale eines Individuums wird – analog zum Genom – als Epigenom bezeichnet. Zumindest teilweise scheint das Epigenom auch vererbbar zu sein.
Epigenetische Mechanismen beeinflussen zum Beispiel die genetische Ausprägung elternspezifischer Anlagen (genetisches Imprinting), da durch die Modifikationen an den Chromosomen jeweils die Genvariante eines Elternteils ausgeschaltet wird. Die Epigenetik sorgt auch dafür, dass in weiblichen Säugetieren immer ein X-Chromosom dauerhaft inaktiviert wird. Auch die Tatsache, dass sich eine Krankheit bei eineiigen Zwillingen unterschiedlich entwickelt, obwohl sich deren Erbanlagen nicht voneinander unterscheidet, liegt - gleiche Umwelteinflüsse vorausgesetzt - wahrscheinlich an ihrem unterschiedlichen Epigenom.
Wie funktioniert die Epigenetik?
Mechanismen
Epigenetische Phänomene verändern nicht die Basenabfolge der DNS, sondern die chemische Struktur der DNS-Basen und/oder die Verpackung der DNS.
Welchen Einfluss hat die Umwelt auf das Epigenom?
Umwelteinflüsse
Das Epigenom eines Menschen wird durch Umwelt- und Lebensstilfaktoren beeinflusst. Auch bestimmte Schadstoffe können den Methylierungsgrad der DNS verändern.
Epigenetik: Welchen Nutzen hat dieser Forschungsansatz?
Nutzen
Bedeutend ist die Epigenetik vor allem auch für das Verständnis komplexer chronischer Krankheiten wie Asthma, COPD oder auch Diabetes.
Epigenetik: Aktuelle Forschungsaktivitäten
Forschung
Langfristiges Ziel der epigenetischen Forschung ist es, Medikamente zur Therapie von chronischen Krankheiten zu entwickeln.
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Quellen
- Liu, L. et. al.: Gene-Environment Interactions and Epigenetik Basis of Human Diseases. In: Current Issues of Molecular Biology, 2008; 10: 25-36
- Gomes, M., Waterland, R.: Individual Epigenetic Variation: When, Why, and so What. In: Nestlé Nutrition Workshop Series Pediatric Program, 2008, 62: 141-149
Letzte Aktualisierung: 23.05.2018
