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Gereizte Genome

Wie Gene auf das soziale Umfeld reagieren. Und wieso wir unserem Genom zuliebe wählen gehen sollten.
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(13. September 2013) Warnung: Dieser Text beeinflusst ihre Genexpression. Ebenso der Tratsch mit den Laborkollegen in der Kaffeepause oder der Rüffel vom Chef, weil die dringenden Experimente immer noch nicht gemacht sind. Unsere sozialen Erfahrungen, positive wie negative, lassen nicht nur kurzfristig Hormone Achterbahn fahren – offenbar schrauben sie auch vielmehr an der Aktivität unserer Gene, mit Auswirkungen auf unser Verhalten und unsere Gesundheit.

David Dobbs, ein Wissenschafts-Autor aus Vermont, hat in einem kürzlich erschienenen Artikel im amerikanischen Magazin Pacific Standard das recht neue Forschungsgebiet der „Sozialen Genetik“ ausführlich vorgestellt. Auch wenn Dobbs, vielleicht in populärwissenschaftlichem Übereifer, einige Resultate als revolutionär darstellt, die konzeptuell gesehen recht konventionelle Lehrbuch-Genetik sind – spannend und gesellschaftlich relevant ist die Forschung zwischen Verhaltensbiologie, Psychologie, Epidemiologie und Genomik allemal.

Staatenbildende Insekten eignen sich naturgemäß besonders gut als Versuchsobjekte für die Sozial-Genomiker. Apis mellfifera ligustica ist unsere europäische Honigbiene, eine recht friedliche Nektarsammlerin – Apis mellifera scutellata dagegen, in den Medien gerne als „Killerbiene“ bezeichnet, ist berüchtigt für ihr aggressives Verhalten. Rein äußerlich sind die beiden Unterarten kaum zu unterscheiden. Gene Robinson von der University of Illinois und seine Mitarbeiter nahmen vor ein paar Jahren einige Jungtiere der friedlichen europäischen Bienen und ließen sie in einem Stock der Apis mellifera scutellata aufwachsen. Die Folge: die Gäste wurden ebenfalls aggressiver.

Robinson sah den Einfluss der „Aggro-Bienen“ auf die ursprünglich friedlichen Untermieter aber auch am globalen Gen-Expressionsmuster. Eigentlich kann man Ligustica- und Scutellata-Bienen klar unterscheiden, wenn man deren Genaktivität analysiert: aktive und stumme Gene ergeben ein typisches Muster, an dem man die jeweilige Unterart erkennen kann. Das gilt aber nicht mehr für die Adoptivbienen, die im jeweils anderen Stock aufwuchsen: Die Aktivitätsmuster der Gene gleichen sich dabei den Gastgeberinnen an (Annual Review of Genetics, Vol. 46: 591-615).

Das Finken-Genom antwortet auf Gesang

Ein anderes Beispiel für den direkten Draht des sozialen Umfelds in den Zellkern kommt ebenfalls aus der fliegenden Tierwelt: Je nachdem, ob ein Zebrafink den Gesang eines Artgenossen freundlich oder bedrohlich empfindet, werden jeweils andere Gene aktiviert oder stillgelegt. Besonders interessant ist dabei der Transkriptionsfaktor ZENK. Dessen Gen ist ein sogenanntes „Immediate Response Gene“ – das heißt, es steht ganz oben in einer Kaskade von Gen-Antworten. Schon wenige Minuten nach dem sozialen Stimulus können Forscher an der ZENK-Aktivität die Antwort des Genoms auf das Finken-Gepiepse ablesen. (Annual Review of Genomics and Human Genetics, Vol. 14: 45-65).

Dass Gen-Netzwerke spezifisch auf Umwelteinflüsse reagieren, wissen wir zwar schon seit 1961, als Jaques Monod und François Jacob die regulative Logik des Lac-Operons in Escherichia coli entschlüsselten. Und nur damit keine Missverständnisse aufkommen: Es geht um (reversible) Änderungen der Genaktivität – also darum, welche Gene in mRNA (und dann eventuell in Protein) übersetzt werden, und welche stillgelegt sind. Es geht nicht um Mutationen in der DNA-Sequenz selbst. Aber überraschend ist dann eben doch, wie schnell und in welchem Ausmaß soziale Erfahrungen die Aktivität des Genoms auf breiter Front beeinflussen.

Politischer Sprengstoff im Genom

Und dass wir inzwischen die technischen Werkzeuge besitzen, um die Antwort des gesamten Genoms auf soziale Reize ablesen zu können, birgt dies durchaus politischen Sprengstoff – nämlich dann, wenn die Forscher nicht Biene und Zebrafink, sondern den Menschen ins Visier nehmen. Wie wirken sich soziale Ungerechtigkeit, Armut und Vereinsamung auf die Genexpression aus? Wie beeinflussen Eltern, Lehrer und Erzieher die genetischen Aktivitätsprofile der ihnen anvertrauten Kinder? Wie hängt all dies wiederum mit Wohlbefinden, Krankheit und Lebenserwartung zusammen?

Antworten auf diese Fragen scheinen in greifbare Nähe zu rücken. Eine ganze Reihe von Studien aus den letzten Jahren zeigte beispielsweise folgendes: Soziale Isolation verändert Genexpression in erstaunlich konsistenter Weise – gleich ob bei Amerikanern oder Europäern, bei vereinsamten Krebs-Kranken oder bei vernachlässigten Kindern.

In einer kleinen Stichprobe aus Blutproben von vereinsamten Männern in Chicago konnten Forscher um Steve Cole (UCLA) und John Cacioppo (University of Chicago) etwa Entzündungs-regulierende Gene identifizieren, die überdurchschnittlich aktiv waren (Genome Biology, Vol. 8: R189). Seitdem haben weitere Studien, etwa mit HIV- und Krebspatienten, diese ersten Hinweise auf den Zusammenhang zwischen sozialer Situation und der Aktivität Entzündungs-regulierender Gene bestätigt. Der Mangel an sozialen Kontakten beeinflusst die Gen-Expression; und immer sind es die „inflammatorischen“ Gen-Netzwerke, die besonders betroffen sind. (Current Directions in Psychological Science, Vol. 18(3): 132-7; Clinical Psychological Science, Vol. 1(3): 331-48)

Eine Maschine, die Erfahrungen in Biologie umsetzt

Ursache und Wirkung sauber zu trennen, ist in epidemiologischen Studien oft schwer, und viele der Arbeiten in diesem Feld beruhen auf sehr wenigen Teilnehmern. Aber auch wenn das Forschungsgebiet der Sozialen Genomik noch jung ist und einzelne Studien skeptisch betrachtet werden sollten – man kann Steve Cole kaum widersprechen, wenn er in dem Pacific Standard-Artikel sagt: „Die Zelle ist eine Maschine, die Erfahrungen in Biologie umsetzt.“

Welche sozialen Erfahrungen eine Gesellschaft für ihr Bürger bereithält, wie unser Zusammenleben gestaltet wird – das ist indes DAS Thema der Politik. Womit der Bogen von der Genomik der Killerbiene zur anstehenden Bundestagswahl geschlagen ist.

Biologen und Genetiker sieht man ja eher selten in den geschwätzigen Runden bei Jauch, Plasberg und Co. Aber vielleicht wird bald vor zukünftigen Wahlen ein Genetiker in den Talkshows darüber spekulieren, wie sich das Wahlprogramm von CDU oder SPD auf die Genexpression der ärmsten 10% der Bevölkerung auswirken würde; und welche genomischen Risiken mit den Ideen der FDP, der Grünen oder der Linken jeweils verbunden seien.

Bis dahin ist es wohl (hoffentlich?, leider?) noch ein weiter Weg. Aber trotzdem würde ich mir dann Politiker wünschen, denen bewusst ist: Ihre Entscheidungen schrauben an den Genen der Bürger. Wenn das mal kein guter Grund ist, wählen zu gehen.

Hans Zauner



Letzte Änderungen: 16.10.2013

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