Das Zusammenspiel von Epigenetik und Genetik

Formung angeborener und erworbener Eigenschaften

Daten

Datum: 22. Januar 2024
Uhrzeit: Montag, 18:00–21:00 Uhr
Leitung: Prof. Dr. Isabelle Mansuy (Fr)
Sprache: Englisch mit Übersetzung ins Deutsche
Kosten: CHF 130.00

Dieser Abendkurs wird sich mit der Bedeutung des Epigenoms und seinem Beitrag zu Verhaltensweisen und physiologischen Merkmalen exponierter Personen und ihrer Nachkommen befassen. Besonderes Augenmerk wird auf epigenetische Faktoren im Zusammenhang mit Trauma und Stress gelegt, wobei der Schwerpunkt auf der Untersuchung dieser Faktoren in Mausmodellen und den neuesten Forschungsergebnissen zu den potenziellen Mechanismen der epigenetischen Vererbung liegt, um diese bahnbrechende Veränderung in unserem Verständnis der Vererbung zu verdeutlichen.

Die angeborenen Merkmale, die für die Identität eines Menschen grundlegend sind, werden durch das genetische Material bestimmt, das von den Eltern über die Fortpflanzungszellen, d. h. Eizellen und Spermien, vererbt wird. Dieser genetische Bauplan, der in der komplizierten Struktur der DNA verschlüsselt ist, befindet sich im Zellkern und in den Mitochondrien der Zellen. Von der riesigen DNA-Sequenz bestehen nur 1-2 % aus Genen, also spezifischen Sequenzen, die für die Codierung von Proteinen verantwortlich sind. Die restlichen 98-99 % der DNA bestehen aus nicht kodierenden Sequenzen, die zwischen den Genen liegen. Obwohl diese DNA-Sequenzen nicht für Proteine kodieren, können sie in RNA umgeschrieben werden, die sogenannte nicht-kodierende RNA, die in den Zellen wichtige regulatorische Funktionen ausübt. Der genetische Code ist zwar entscheidend für die individuelle Identität, aber er ist nicht der einzige Faktor, der unsere Merkmale prägt. Genauso wichtig ist der epigenetische Code, eine parallele und ergänzende Schicht von individuellen Informationen, die für biologische Funktionen wesentlich sind.

Der epigenetische Code oder das Epigenom, das oft als nicht-genetisch bezeichnet wird, ist eine Ansammlung von Modifikationen und Markierungen, die sich sowohl auf als auch um die DNA herum befinden, die die Genaktivität auf komplizierte Weise orchestrieren und die zwischen den Genen liegenden Sequenzen regulieren. Epigenetische Markierungen sind vielfältig, facettenreich und dynamisch und bilden zusammen einen hochkomplexen Code (komplexer als die DNA-Sequenz selbst). Epigenetische Faktoren und Markierungen arbeiten mit der DNA zusammen, um zelluläre Prozesse während der Entwicklung und im Erwachsenenalter zu regulieren. Epigenetische Markierungen manifestieren sich durch biochemische Veränderungen an der DNA selbst, wie z. B. die Cytosin-Methylierung und an den mit der DNA assoziierten Histonproteinen, einschliesslich Acetylierung, Phosphorylierung und Methylierung. Darüber hinaus spielen nicht-kodierende RNA, Moleküle, die aus regulatorischen DNA-Sequenzen synthetisiert werden und im Zellkern und im Zytoplasma der Zellen vorkommen, eine zentrale Rolle in diesem komplizierten System. Im Gegensatz zu den relativ stabilen DNA-Sequenzen sind die meisten epigenetischen Markierungen und nicht-kodierenden RNA sehr dynamisch und anfällig für Veränderungen, die durch Umweltfaktoren und Lebenserfahrungen ausgelöst werden. In einigen Fällen können die Veränderungen über längere Zeit bestehen bleiben.

Lange Zeit ging man davon aus, dass nur angeborene Merkmale vererbt und an die Nachkommen weitergegeben werden können, da sie mit dem von den Eltern übertragenen genetischen Material verbunden sind. Im Gegensatz dazu wurde allgemein angenommen, dass sich erworbene Merkmale nur im Laufe des Lebens entwickeln können und nicht vererbbar sind. Jüngste Untersuchungen sowohl beim Menschen als auch bei Tiermodellen haben diese Vorstellung in Frage gestellt und gezeigt, dass erworbene Merkmale tatsächlich von den Eltern auf die Nachkommen übertragen werden können, was der Vererbung angeborener Merkmale entspricht. Dieser Paradigmenwechsel hat tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis von Gesundheit und Krankheit, denn es ist bekannt, dass Lebenserfahrungen, einschliesslich traumatischer Ereignisse, Gewalterfahrungen, Ernährungsgewohnheiten und die Exposition gegenüber endokrinen Stoffen, insbesondere in der Kindheit, die psychische und physische Gesundheit der betroffenen Personen erheblich beeinflussen. Die Möglichkeit, dass diese Auswirkungen vererbt werden können, deutet darauf hin, dass auch die Gesundheit der Kinder und möglicherweise sogar der Enkelkinder von exponierten Personen beeinflusst werden kann.

Prof. Dr. Isabelle Mansuy

Prof. Dr. Isabelle Mansuy stammt aus Frankreich und hat an der Universität Louis Pasteur (ULP) und der Ecole Supérieure de Biotechnologie in Strassburg studiert. Seit 2013 ist sie ordentliche Professorin für Neuroepigenetik an der ETH Zürich (Doppelprofessur mit der Universität Zürich). Sie kam 1998 als Assistenzprofessorin für Zelluläre Neurobiologie an das Institut für Zellbiologie und …

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