Das Genom ist kein unabwendbares Schicksal

Eine sehr lange Zeit waren die Wissenschaftler der festen Überzeugung, dass allein dieDNA unser biologisches Schicksal entscheide, dass wir einfach das Ergebnis eines starren, unverändert von einer Generation zur nächsten weitergegebenen genetischen Codes seien, der kaum von äußeren Gegebenheiten oder Lebensereignissen beeinflusst werde. Diese Sichtweise entspricht einem genetischen Determinismus, dem zufolge alles in unseren Genen steckt. Aber die Fortschritte der Forschung der vergangenen Jahrzehnte zeigen eindeutig, dass das genetische Material weitaus komplexer ist als der bloße Gencode und es deutlich mehr Informationen umfasst als jene, die in den Genen festgeschrieben sind. Dies beschreibt den Unterschied, der zwischen der Genetik (dem genetischen Code) und der Epigenetik besteht (dem, was es darüber hinaus gibt,epi bedeutet »darüber«, »darauf«). Diese Einsicht erweiterte das Gebiet der Biologie und lieferte einen neuen konzeptionellen Rahmen, der das zentrale Dogma der Genetik infrage stellte, das mehr als ein Jahrhundert vorgeherrscht hatte.

Wie lässt sich etwa erklären, dass alle Zellen dieselbe genetische Information tragen, denselben Code, es aber Hunderte unterschiedlicher Zelltypen gibt, mit jeweils eigenen Merkmalen und eigenen Funktionen? Eine Hautzelle, eine Darmzelle oder eine Nervenzelle enthalten alle dieselbeDNA. Wie gelingt es ihnen also, sich zu differenzieren und aus sich heraus jene Proteine zu bilden, die für ihre jeweilige Funktion erforderlich sind?

Die britische Genetikerin Denise Barlow (1950–2017) fasste dies in die Worte: »Die Epigenetik ist die Gesamtheit der bizarren und wundersamen Dinge, welche die Genetik nicht zu erklären vermag.« Alice Bomboy und Edith Heard schrieben: »Intuitiv erscheint es offensichtlich, dass es einen Datensatz gibt, der zu der von den Genen gelieferten Information hinzutritt: Er erlaubt die Diversifikation der genetischen Möglichkeiten innerhalb der unterschiedlichen Zelltypen und wird auf stabile Weise über die Zellgenerationen hinweg übertragen, um Organe und funktionelles Gewebe während ihrer Entwicklung zu steuern.«[1] Dieser hinzutretende Datensatz ist die Epigenetik. Die Organismen sind nicht allein durch ihreDNA codiert, sie sind auch dadurch geprägt, auf welche Weise dieDNA zum Einsatz kommt, wie sie gelesen und exprimiert wird. Die Regulation der Genexpression ist der Schlüsselmechanismus, der uns verstehen lässt, was Epigenetik ist. Und das Verständnis der Epigenetik ist ein unabdingbarer Schritt, um Antworten auf die wesentlichen Fragen zu unserer Herkunft und zur Vererbung erworbener Eigenschaften geben zu können.

Die Epigenetik: Ein Genom, vielfältige Möglichkeiten

Die klassische Vorstellung von der biologischen Übertragung von Eigenschaften eines Elternteils auf seine Nachkommen bezieht sich auf die genetischen Faktoren. Nach diesem Konzept ist jeder Mensch das Ergebnis seines Genmaterials. Er ist einfach das Resultat Proteine codierender Sequenzen. Dieser Code trägt eine unveränderliche Information, die sich in dieser Form von Generation zu Generation weitervererbt. Das genetische Material allein bestimmt also, wer wir sind, unabhängig von unserer Lebensweise oder der unserer Vorfahren. Doch zahlreiche ältere und jüngere Studien stellen dieses zentrale Dogma der Genetik infrage.

Inzwischen ist es eine wissenschaftlich anerkannte Tatsache, dass die nicht genetischen Faktoren – also die durch die Umwelt veränderlichen Faktoren, welche die Genaktivität steuern, ohne dieDNA-Sequenz zu verändern – mitbestimmen, wer wir sind. Bereits in der pränatalen Phase und während des gesamten Lebens wird die Genexpression im weiteren Sinne von der Umwelt beeinflusst. Dieser unablässige Einfluss hat Auswirkungen auf die Entwicklung und das Verhalten des Individuums.

Entgegen der überkommenen Vorstellung bilden das Genom und das Epigenom keinen Gegensatz, sondern stehen in ständiger und vitaler Interdependenz zueinander, wie für den Musiker die Partitur und die Interpretation. Das eine funktioniert nicht ohne das andere, und beides ist gleichermaßen fundamental. Ohne diese Komplementarität gibt es kein Lebewesen und keine Musik. Die ständigen Interaktionen zwischen Genom und Epigenom stehen in Verbindung mit dem Exposom (der Gesamtheit der umweltbedingten »äußeren« und »inneren« Einflüsse, denen ein Mensch während seines gesamten Lebens ausgesetzt ist) und bestimmen das physiologische Gleichgewicht des Organismus.

Über die Ursprünge der Epigenetik

Wenn die Definition des Worts »Epigenetik« mehrere Facetten hat und von verschiedenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unterschiedlich g