Epigenetik einfach erklärt: Einblick in eine komplexe Wissenschaft

Das Feld der Epigenetik einfach erklärt in einem Satz: Die Epigenetik beschäftigt sich mit der Frage, welchen Einfluss die Umwelt auf unsere Gene hat. Doch ganz so kinderleicht ist die Epigenetik dann doch nicht komplett erklärt.

Umwelteinflüsse können unser Erbgut zwar nicht verändern, sie können jedoch die Aktivität unserer Gene regulieren: Sie können darüber entscheiden, welche unserer Gene abgelesen werden und so Einfluss auf unseren Körper haben und welche Gene stumm geschaltet werden.

Die Epigenetik untersucht nicht nur, welche Faktoren Einfluss auf unsere Gene haben, sondern auch die beteiligten Mechanismen. In diesem Artikel erfährst Du einfach erklärt, was die Wissenschaft der Epigenetik ist. Weil das Feld der Epigenetik doch nicht so einfach ist, findest Du in diesem Artikel die wichtigsten Fragen zum Feld der Epigenetik einfach erklärt. 

Epigenetik einfach erklärt

Die Bezeichnung Epigenetik ist zusammengesetzt aus der altgriechischen Vorsilbe „epi“ und dem Begriff „Genetik“. Der Ausdruck Genetik leitet sich vom griechischen Wort „genesis“ ab, was übersetzt so viel wie „Ursprung“ oder „Abstammung“ bedeutet. Die Silbe „Epi“ wiederum bedeutet übersetzt so viel wie „darüber hinaus“. Die Epi-genetik beschreibt also einen Mechanismus über der Genetik – eine „Neben-“ oder „Übergentik“ könnten wir sagen. 

Was ist der Unterschied zwischen Genetik und Epigenetik?

Die Genetik, welche früher noch als Vererbungslehre, Erbkunde oder auch Erblehre bezeichnet wurde, ist ein Teilgebiet der Biologie. Sie beschäftigt sich mit der DNA, ihrer Organisation in Genen, ihrer Veränderung durch Mutationen und ihrer Vererbung an die nächste Generation.

Unsere DNA enthält den Bauplan für unsere Zellen und somit für unseren Körper. Es gibt jedoch noch weitere Faktoren, welche die Entwicklung und Funktion eines Lebewesens beeinflussen können. Diese Faktoren werden als Epigenetik bezeichnet. Das relativ neue Forschungsgebiet der Epigenetik befasst sich mit Veränderungen (Modifikationen) unseres Erbguts. 

Wie funktioniert die Epigenetik?

Diese sogenannten epigenetischen Modifikationen der DNA verändern im Gegensatz zu Mutationen nicht unsere genetischen Informationen, also unsere DNA-Sequenz. Sie nehmen also keinen Einfluss auf unseren sogenannten Genotyp. Als Genotyp bezeichnen wir die Gesamtheit der genetischen Informationen, welche in unserem Organismus vorhanden sind.

Ohne die zugrunde liegende DNA-Sequenz zu verändern, können epigenetische Modifikationen stattdessen die Struktur unserer DNA verändern. Dadurch beeinflussen sie, wie unsere Gene abgelesen werden. Sie regulieren die sogenannte Transkription eines Gens.  So entscheiden sie darüber, welche Gene aktiviert oder welche Gene stummgeschaltet werden. Auf diese Weise beeinflussen sie unseren sogenannten Phänotyp.

Unter Phänotyp verstehen wir im Wesentlichen das äußere Erscheinungsbild und physiologische Eigenschaften eines Organismus.

Was gehört alles zur Epigenetik?

Es gibt drei Hauptmechanismen, die epigenetisch wirken und so unsere Gene regulieren können: DNA-Methylierung, Histonmodifikation und RNA-vermittelte Mechanismen.

• Bei der DNA-Methylierung werden Methylgruppen an die DNA-Bausteine angeheftet. Dies führt dazu, dass die Ablesung eines Gens blockiert wird, wodurch das entsprechende Gen “deaktiviert” bleibt. Ein Beispiel dafür ist das Stilllegen von Genen, welche mit Entzündungsreaktionen in Verbindung stehen, wenn der Körper eine bestimmte Ernährungsweise einhält.
• Die Histonmodifikation ist ein weiterer epigenetischer Mechanismus, der sich auf die Struktur der DNA auswirkt. Histone sind Proteine, um die sich die DNA wickelt. Werden diese Histone modifiziert, kann dies die DNA lockern oder verdichten und somit den Zugang zu bestimmten Genen erleichtern oder erschweren.
• Zusätzlich gibt es RNA-vermittelte Mechanismen, bei denen bestimmte RNA-Moleküle eine Rolle bei der Genregulation spielen. Diese Mechanismen können Gene gezielt stummschalten, indem sie die Ablesung verhindern oder deren Stabilität beeinträchtigen.

3. Was kann die Epigenetik beeinflussen?

Unsere Epigenetik wird maßgeblich durch unsere individuellen Umwelteinflüsse und Lebensstil geprägt: Sie reagiert sensibel auf unsere Umwelt und passt sich ihr an. Zu den Faktoren, welche unsere Epigenetik beeinflussen, gehören nicht nur unsere Ernährung, unsere körperliche Aktivität und unser Schlaf.

Auch andere Dinge spielen eine Rolle, wie beispielsweise unsere Gedanken und Gefühle sowie unser soziales Umfeld. In unserer Ausbildung zum Epigenetik-Coach lernst Du diese Faktoren kennen und wie Du sie positiv beeinflussen kannst.

Epigenetik einfach erklärt an einem Beispiel

Ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie stark Nahrung das Ablesen der Gene, beziehungsweise die Genexpression, beeinflussen kann, liefert uns unser Tierreich. Untersuchungen an Bienen zeigten, dass ausschlaggebend dafür, welche Bienenlarve sich zu einer Arbeiterin und welche sich zu einer Königin entwickelt, nicht etwa ihre jeweilige DNA-Sequenz, sondern der Methylgehalt ihrer Nahrung ist.

Larven, die nach dem dritten Stadium nur noch Pollen und Honig erhalten, werden zu Arbeiterinnen. Diejenigen Larven, die jedoch in den Genuss kommen, sich über die gesamten Entwicklungsstadien hinweg bis zum Erwachsenenalter ausschließlich von Gelee Royal zu ernähren, werden zu Königinnen.

Nur durch Veränderungen des Methylierungsmuster der DNA wird über das Schicksal einer Bienenlarve entschieden, welches schließlich ihre Lebensdauer, Aussehen und Verhalten beeinflusst. Möchtest Du mehr erfahren? In unserem Blogartikel “Epigenetische Veränderungen” verraten wir die optimalen Lebensmittel für Deine Epigenetik, außerdem erklären wir die epigenetische Modifikation.

Auch belastende Gefühle und Emotionen, destruktive Glaubenssätze und erlebte Traumata haben einen negativen Einfluss auf unsere Epigenetik und somit auch auf unsere Genaktivität. Eine Studie wurde in São Gonçalo, einer für Gewalt bekannten brasilianischen Stadt, durchgeführt. Diese Studie deckte auf, dass die DNA von Enkelkindern auffällige epigenetische Veränderungen zeigte. Dies betraf besonders die Enkelkinder, deren Großmütter mütterlicherseits stark von Gewalt betroffen waren.

Ein Teil dieser Veränderungen ist im Zusammenhang mit dem CFTR-Gen bei unserer Herz-Kreislauf-Regulation von großer Bedeutung. Es war bereits bekannt, dass epigenetische Veränderungen am CFTR-Gen bei Vernachlässigung und/oder traumatischen Erlebnissen in der Kindheit entstehen können.

Epigenetische Forschung und ihre Bedeutung für die Medizin

Die Epigenetik spielt eine immer größere Rolle in der medizinischen Forschung, insbesondere wenn es darum geht, die Ursachen von Krankheiten besser zu verstehen und präventive Maßnahmen zu entwickeln.

Die Möglichkeit, Gene durch Umwelteinflüsse zu aktivieren oder zu deaktivieren, ohne die zugrunde liegende DNA-Sequenz zu verändern, bietet neue Ansätze zur Behandlung von Krankheiten wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Stoffwechselstörungen.

Ein besonders interessantes Beispiel bietet die Forschung zur genetischen und epigenetischen Vererbung bei Typ-2-Diabetes (T2D). Eine Studie von Omar Ali, zeigt, dass Typ-2-Diabetes sowohl durch genetische Veranlagung als auch durch Umwelteinflüsse wie Ernährung und Lebensstil beeinflusst wird.

Die Studie stellt fest, dass epigenetische Veränderungen, welche durch Umweltfaktoren wie Stress oder eine ungesunde Lebensweise verursacht werden, die Anfälligkeit für Diabetes erhöhen können. So wird das Risiko, an T2D zu erkranken, stark von epigenetischen Prozessen beeinflusst, welche Gene regulieren, welche mit Insulinproduktion und -empfindlichkeit in Verbindung stehen.

Die Erkenntnisse der epigenetischen Forschung könnten es in Zukunft ermöglichen, präzisere Diagnosen zu stellen und maßgeschneiderte Therapien für Patienten zu entwickeln, welche auf ihrem individuellen epigenetischen Profil basieren.

Dies eröffnet neue Wege in der personalisierten Medizin, wo nicht nur genetische, sondern auch epigenetische Faktoren berücksichtigt werden, um den Krankheitsverlauf zu beeinflussen.

Wie beeinflusst die Umwelt unsere Gene?

Unsere Umwelt hat einen entscheidenden Einfluss auf die Aktivität unserer Gene, ohne dabei die DNA selbst zu verändern. Zu diesen Einflüssen zählen unter anderem Faktoren wie unsere Ernährung, Bewegung, Schlaf und auch Stress. Diese äußeren Bedingungen können darüber entscheiden, welche Gene aktiv sind und welche inaktiv bleiben.

Ein gutes Beispiel ist die Ernährung. Was wir täglich zu uns nehmen, kann unsere Genexpression beeinflussen. Bestimmte Nährstoffe können Gene aktivieren, welche für unsere Gesundheit wichtig sind, während ungesunde Ernährung dazu führen kann, dass Gene aktiviert werden, welche mit Krankheiten in Verbindung stehen.

Auch psychische Belastungen wie Stress spielen eine Rolle. Dauerhafte Anspannung kann epigenetische Veränderungen bewirken, welche die Stressbewältigung im Körper verändern. Ebenso können positive Umwelteinflüsse wie Bewegung oder ein stabiler Schlafrhythmus die Genregulation positiv beeinflussen.

Unsere Umwelt, sei es physisch oder emotional, hinterlässt also Spuren auf unseren Genen. Indem wir unsere Lebensgewohnheiten bewusst gestalten, können wir aktiv Einfluss auf unsere Genaktivität nehmen und so unsere Gesundheit positiv unterstützen.

Epigenetische Vererbung: Wie prägen Erfahrungen die nächste Generation?

Die Epigenetik zeigt, dass Umwelteinflüsse und Erlebnisse nicht nur unser eigenes Leben prägen, sondern möglicherweise auch an die nächste Generation weitergegeben werden können – ohne dass sich unsere DNA verändert. Stattdessen hinterlassen einschneidende Erfahrungen wie Traumata oder chronischer Stress epigenetische Spuren auf unseren Genen, welche die Genaktivität beeinflussen können.

Diese epigenetischen Veränderungen können unter bestimmten Umständen an unsere Nachkommen vererbt werden, was bedeutet, dass auch deren Gesundheit und Verhalten von den Erlebnissen der Vorfahren beeinflusst sein könnten. Besonders deutlich zeigt sich dies bei psychischen Belastungen, welche manchmal bei den Nachkommen von Menschen auftreten, die starken Stress oder extreme Traumata erlebt haben.

Dieses Phänomen wird als transgenerationale Epigenetik bezeichnet und untersucht, wie Erfahrungen der Vorfahren das Wohlbefinden der nachfolgenden Generationen beeinflussen können. Wenn Du mehr darüber erfahren möchtest, findest Du in unserem Artikel zur transgenerationalen Epigenetik mehr Informationen.

Wann & von wem wurde die Epigenetik entdeckt?

Noch vor 1980 hatten sich nur wenige Zell- und Molekularbiologen mit der Epigenetik auseinandergesetzt, gar von ihr gehört. Ihren Aufschwung hat sie besonders nach der Entschlüsselung des menschlichen Genoms erlangt, als deutlich wurde, dass über die Genetik nur ein Bruchteil der komplexen Vorgänge im Körper erklärt werden kann.

Es war allerdings der Embryologe und Entwicklungsbiologe Conrad Waddington, der das Fachgebiet bereits 1942 erstmals definierte. Er bezeichnete die Epigenetik als den „Zweig der Biologie, der die kausalen Wechselwirkungen zwischen Genen und ihren Produkten untersucht, welche den Phänotyp hervorbringen“.

Du möchtest weiter in das Feld der Epigenetik eintauchen, wusstest Du, dass die Zwillingsforschung spannende Einblicke über den Einfluss der Umwelt auf unser Erbgut geben kann? Mehr dazu erfährst Du in diesem Artikel: Epigenetik – Deine Gesundheit liegt in Deiner Hand.

Werde Teil einer Gemeinschaft von Gleichgesinnten!

Komm in unserer HealVersity App, wir haben hier eine Challenge-Gruppe ins Leben gerufen. Du kannst mit Gleichgesinnten neue gesunde Routinen entwickeln. Von kalt duschen über zuckerfrei essen bis hin zu 20 Minuten Bewegung. In dieser Gruppe findest Du Menschen, die gemeinsam mit Dir diese Herausforderung ausprobieren, sich darüber austauschen und sich gegenseitig motivieren. Darüber hinaus teilen wir interessante Fakten und Informationen in der Gruppe. Das Beste daran: Die App ist kostenfrei!

Lass Dir diese Gelegenheit nicht entgehen und werde Teil unserer Gemeinschaft in der HealVersity App! Zusammen können wir uns gegenseitig inspirieren, motivieren und gemeinsam wachsen. Wir freuen uns darauf, Dich in unserer Challenge-Gruppe willkommen zu heißen!

Hier gelangst Du zur Desktopversion der App.

Die Welt braucht Dich!

Möchtest Du tiefer in das Feld der Epigenetik eintauchen? Dann informiere Dich unverbindlich bei einem kostenlosen Beratungsgespräch über unsere Ausbildung zum Epigenetik-Coach. Wir bieten Dir die Möglichkeit, Dich intensiv mit diesem spannenden Thema auseinanderzusetzen.