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Nachrichten aus Wissenschaft und Bildung

28. Juli 2009

Schalter der Natur: Mutterliebe macht mutig

 Von Peter Spork
Das Lächeln einer Mutter könnte die genetischen Schalter ihres Babys positiv beeinflussen - das belegen Tierversuche. Foto: afp

Um die Vielzahl der Zellfunktionen zu kontrollieren schaltet die Natur über Gene die nicht benötigten aus. Doch auch über das Verhalten lassen sich die Schalter umlegen - und aus Kindern tapfere Menschen machen. Von Peter Spork

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Epigenetik

So unterschiedlich die Funktion menschlicher Zellen auch sein kann - alle Zellen haben dieselbe genetische Ausstattung. Niemals werden aber alle Gene und Eigenschaften zugleich gebraucht. Und so schaltet die Natur viele davon aus, um zum Beispiel Hautzellen oder Hirnzellen zu produzieren oder Entwicklungsprozesse vorzugeben. Die neue Wissenschaft der Epigenetik beschäftigt sich mit solchen biochemischen Schaltvorgängen, und sie hat eine verblüffende Erkenntnis gewonnen: Nicht nur die Natur, wir selbst können solche Schalter bewegen - und damit durch unseren Lebensstil die Aktivität unserer Gene verändern und sogar die unserer Nachkommen. Umwelteinflüsse wie Liebe, Ernährung, Stress, Psychotherapie, Sport und vieles mehr können unseren Körper und Geist entscheidend verwandeln. Es gibt drei wichtige epigenetische Schaltersysteme:

So genannte Methylgruppen, die sich direkt an das Erbmolekül DNA anlagern und ein Gen abschalten können. Kugelige Histon-Eiweiße, um die sich der DNA-Faden mehr oder weniger fest wickelt. Je fester die DNA aufgewickelt ist, desto schlechter sind die Gene abzulesen. Bei der so genannten RNA-Interferenz erzeugen die Zellen selbst kleine DNA-ähnliche Moleküle, die die Übersetzung der Erbinformation in ein Eiweiß behindern und ein Gen damit blockieren.

Peter Spork: Der zweite Code. Epigenetik - oder wie wir unser Erbgut steuern können. Rowohlt, 304 Seiten, 19,90 Euro

Das sind doch ganz gewöhnliche Laborratten, denken Laien, wenn sie einen von Michael Meaneys Versuchsräumen an der McGill University in Montréal betreten. Niedlich, wie die Nager in ihren Käfigen umher wuseln, wie sie sich gegenseitig beschnuppern, putzen, kraulen und lecken oder Mütter mit ihren Kindern kuscheln. Doch der Eindruck täuscht: Manche Ratten sind anders als die anderen. Sie sind aggressiv, ängstlich, reizbar, ungesellig und hypernervös. Andere Versuchstiere zeigen sich besonders mutig, kuschelbereit, freundlich und auch lernfähig.Der Hirnforscher und Verhaltensbiologe Meaney weiß, warum das so ist: Die Mütter der ängstlichen Tiere haben sich in den ersten acht Tagen nach der Geburt nicht ausreichend um die Kleinen gekümmert. Es sind so genannte non licking mothers Mütter, die ihren Nachwuchs nicht lecken.

Die mutigen Tiere hingegen wurden von ihren Müttern besonders gut umsorgt. Dabei spielte es keine Rolle, ob es sich um ihre eigenen Kinder handelte oder nicht: Vertauschten die Forscher die Jungen, wurden immer jene Ratten zu ängstlichen Tieren, deren Mütter sie vernachlässigten ganz egal ob sie mit ihnen verwandt waren oder nicht. Es sind also nicht die Gene, die für die Charakterunterschiede bei den Versuchstieren verantwortlich sind, sondern deren erste Erfahrungen. Die Zeit nach der Geburt scheint eine besonders sensible Phase im Leben einer Ratte zu sein. Offenbar werden hier in den Gehirnzellen entscheidende Weichen gestellt.

Diese Erkenntnis war eigentlich nicht neu, als Meaney und seine Kollegen Ian Weaver und Moshe Szyf ihre Resultate im Jahr 2004 publizierten. Berühmt und viel zitiert wurde die Studie, weil sie als erste zeigte, dass das gegensätzliche Verhalten der Nager sich in Veränderungen des epigenetischen Musters von Gehirnzel-len widerspiegeltdas heißt, bestimmte Gene in den Gehirnzellen waren aktiviert oder angeschaltet, andere waren abgeschaltet.

So genannte licking-and-grooming-Experimente gab es bereits Ende der 1990er Jahre. Sie heißen so, weil die mütterliche Fürsorge bei Ratten denkbar einfach zu messen ist: anhand der Häufigkeit, mit der eine Mutter ihre Jungen leckt und putzt oder krault (grooming). Damit vermittelt sie ihren Jungen Geborgenheit, die sie so dringend brauchen. Denn je geborgener die Kleinen sich fühlen, desto stabiler begegnen sie zukünftigen Bedrohungen und desto ausgeglichener sind sie.

Meaney und Kollegen entdeckten, wie es auf der epigenetischen Ebene (der der genetischen Schalter) funktioniert, dass sich diese Information ins Gehirn einbrennt. Die ersten Erlebnisse beeinflussen in einer wichtigen Gruppe von Hirnzellen das Muster der Methylgruppen an der DNA und die Histonmodifikationen an einem bestimmten Gen. Dadurch kann dieses Gen mehr oder weniger gut abgelesen werden. Und dieses Gen enthält ausgerechnet den Bauplan einer Andockstelle für das Stresshormon Cortisol.

Wie die Kanadier in einem nächsten Schritt zeigten, haben die Jungen der non licking mothers wenig Stresshormon-Andockstellen im Hippocampus, einer Gehirnregion, deren Aufgabe das Erinnern und Verarbeiten von Erfahrungen ist. Dadurch schüttet ihre Hirnanhangdrüse auch schon bei geringen Belastungen ungewöhnlich viele Signale zur Erhöhung des Stresshormonspiegels ins Blut. Der Charakter dieser Tiere wandelt sich, sie werden ängstlich, aggressiv und können mitunter sogar schlechter lernen, weil unter dem Dauerbeschuss des Gehirns mit Cortisol ganz nebenbei sogar die Lernzentren leiden.

Vergleicht man die Genaktivität im Hippocampus der erwachsenen Nachkommen von Ratten, die ihre Jungen besonders viel oder wenig geleckt haben, zeigten sich Meaney zufolge "Unterschiede bei ein paar hundert Genen. Das legt nahe, dass die Intensität der mütterlichen Zuneigung das epigenetische Programm im Gehirn der Nachkommen im großen Stil verändert."

Potenzielle Ansatzpunkte für eine epigenetische Prägung unseres Charakters gibt es genug. Neben den Stresshormonen beein-flussen noch eine Vielzahl weiterer Botenstoffe die Erregbarkeit von Gehirnzellen und damit das Verhalten und die Persönlichkeit von Tier und Mensch. Oxytocin und Vasopressin bestimmen neueren Studien zufolge entscheidend mit, wie sozial sich Säugetiere verhalten. Beide Stoffe "sind assoziiert mit der Entstehung von sozialer Bindung und elterlicher Fürsorge sowie mit der Regulation von Stress, sozialer Kommunikation und emotionaler Zuwendung", weiß Alison Fries, Psychologin von der University of Wisconsin in Madison, USA.

Oxytocin und Vasopressin werden auch als "Kuschelhormone" bezeichnet, weil Säugetiere sie immer dann in größeren Mengen ausschütten, wenn sie mit Artgenossen Zärtlichkeiten austauschen oder freundlich mit ihnen kommunizieren. Psychologen vermuten, dadurch entstünden angenehme Gefühle, die den zweiten Code beteiligter Gehirnzellen auf Dauer verändern. Das stärke die Bindungsfähigkeit und letztlich die Persönlichkeit. Zumindest im Tierversuch ist inzwischen sogar nachgewiesen, dass es positive Folgen hat, wenn die Kuschelhormone besonders gut auf Zuwendung ansprechen.

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