Zusammenfassung:
Eine neue biologische Studie zeigt, dass das Alter einer Mutter zum Zeitpunkt der Geburt biologische Spuren bei ihren Nachkommen hinterlassen kann, die über mehrere Generationen hinweg bestehen bleiben und sich auf deren körperliche Merkmale, Lebensdauer und Verhaltensleistung auswirken. Die Forscher glauben, dass dieser Effekt wahrscheinlich nicht auf Veränderungen in der DNA selbst zurückzuführen ist, sondern mit einem reversiblen epigenetischen Mechanismus zusammenhängt.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft nennt dieses Phänomen den „Effekt des mütterlichen Alters“. Forscher haben ähnliche Phänomene bei allen Tieren beobachtet, von Wirbellosen bis hin zu Menschen, Elefanten und anderen Säugetieren. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass ältere Mütter dazu neigen, ihre Nachkommen anfälliger für bestimmte Nebenwirkungen zu machen, doch die biologischen Mechanismen hinter diesem Phänomen sind seit langem unklar.
Das Forschungsteam des US Marine Biological Laboratory wies darauf hin, dass fast alle Lebensformen in unterschiedlichem Ausmaß Auswirkungen auf das mütterliche Alter aufweisen und die meisten dieser Auswirkungen mit der Fruchtbarkeit im fortgeschrittenen Alter zusammenhängen. Wissenschaftler haben jedoch Schwierigkeiten zu erklären, wie diese Effekte von einem Elternteil auf den nächsten übertragen werden und warum die Evolution diese Phänomene nicht beseitigt hat.
Um Antworten zu finden, wandte sich das Forscherteam an winzige Wassertiere namens Rädertierchen. Die kurzen Lebenszyklen und die schnelle Fortpflanzung von Rädertierchen ermöglichen es Forschern, mehrere Generationen in kurzer Zeit zu beobachten, was sie zu einem idealen Modell für die Untersuchung generationsübergreifender biologischer Effekte macht.
In dem Experiment verglichen die Forscher zwei unterschiedliche Genotyppopulationen derselben Rädertierart und verfolgten die Auswirkungen des mütterlichen Alters auf die Nachkommen und nachfolgende Generationen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich diese Effekte mit dem Generationswechsel nicht akkumulieren und verstärken, sondern innerhalb nur einer Generation vollständig verschwinden können.
Die Entdeckung überraschte die Forscher. Denn wenn der mütterliche Alterseffekt hauptsächlich auf akkumulierte Zellschäden oder DNA-Mutationen während des Alterungsprozesses zurückzuführen ist, sollten die damit verbundenen Effekte theoretisch anhalten oder sogar allmählich zunehmen und sich nicht so schnell umkehren.
Aufgrund dieses Ergebnisses begann das Forschungsteam zu vermuten, dass der Wirkungsübertragungsmechanismus zur Kategorie der Epigenetik gehören könnte. Der sogenannte epigenetische Mechanismus bezieht sich auf die Beeinflussung biologischer Merkmale durch die Regulierung des An- oder Aus-Zustands von Genen, ohne die DNA-Sequenz selbst zu verändern. Die Forscher glauben, dass ein möglicher Mechanismus die „Histonmodifikation“ ist, ein Prozess, der steuert, ob bestimmte Gene aktiviert und exprimiert werden.
Derzeit überprüft das Forschungsteam weiter, ob die Histonmodifikation der Hauptübertragungsweg für Auswirkungen auf das mütterliche Alter ist. Gleichzeitig untersuchen sie auch eine weitere Möglichkeit, nämlich ob mitochondriale DNA an diesem Prozess beteiligt ist. Da mitochondriale DNA hauptsächlich von Müttern an ihre Nachkommen weitergegeben wird, könnte sie eine Rolle bei der Übermittlung von Informationen über das mütterliche Alter spielen.
Die Studie ergab außerdem, dass der genetische Hintergrund die spezifische Ausprägung mütterlicher Alterseffekte beeinflussen kann. In Rädertierpopulationen unterschiedlichen Genotyps kann die gleiche Veränderung des mütterlichen Alters mitunter zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen führen. In manchen Gruppen schneiden die Nachkommen älterer Mütter schlechter ab; in anderen Gruppen leben die Nachkommen älterer Mütter länger oder haben eine bessere Fortpflanzungsleistung.
Dieses Phänomen zeigt, dass der Einfluss des mütterlichen Alters nicht unbedingt negativ ist. Das Endergebnis kann von der genetischen Variation des Individuums und dem im Laufe der langfristigen Evolution gebildeten Anpassungsmechanismus abhängen. Forscher glauben, dass es in der Natur einige genetische Varianten geben könnte, die die negativen Auswirkungen einer Schwangerschaft im fortgeschrittenen Alter verringern oder sogar ausgleichen können.
Das Forschungsteam gab an, dass in dieser Studie zwar ein einfaches Tiermodell für Wirbellose verwendet wurde, der aufgedeckte Mechanismus den Wissenschaftlern jedoch voraussichtlich dabei helfen wird, ein tieferes Verständnis ähnlicher Phänomene beim Menschen zu erlangen. Wenn sich in Zukunft bestätigt, dass Auswirkungen auf das mütterliche Alter hauptsächlich durch epigenetische Faktoren verursacht werden, dann sind diese Effekte theoretisch reversibel und werden auch neue Richtungen für die Untersuchung von Alterung, Fruchtbarkeit und generationsübergreifenden Gesundheitsproblemen bieten.
Wissenschaftler glauben, dass die wichtige Botschaft dieser Studie darin besteht, dass die genetische Information, die Eltern ihren Nachkommen hinterlassen, möglicherweise nicht nur aus der DNA-Sequenz selbst stammt. Das Lebensstadium und der physiologische Zustand der Mutter können sich auch auf komplexere und dynamischere Weise auf den Lebensverlauf künftiger Generationen auswirken.
Kommentare