Epigenetik

Die moderne, molekulare Epigenetik beschäftigt sich mit der Variation und Vererbung von Genexpressionszuständen, die im Wesentlichen durch Histonmodifikation und DNA-Methylierung festgelegt sind. Sie studiert die Gene während der Entwicklung und verknüpft damit Vererbung, Entwicklung und Evolution. Variation und Vererbung sind nicht nur das zentrale Thema der Genetik, sondern auch der Epigenetik. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die epigenetische Varianz sehr viel größer ist als die genetische Varianz, weil u.a. der Epigenotyp nicht nur vom Genotyp beeinflusst wird, sondern auch von der Umwelt. Da Gene und Umwelt mittels des Epigenotyps einen bestimmten Phänotyp bestimmen, muss auch das klassische Modell der Genotyp-Phänotyp-Unterscheidung um den Epigenotyp erweitert werden. Dem internationalen Genomprojekt folgte das internationale Epigenomprojekt, in dem nun eine genomweite Referenzkarte zeit- und gewebsspezifischer DNA-Methylierungsmuster erstellt wird. In Deutschland trägt die Deutsche Forschungsgemeinschaft dieser Entwicklung Rechnung durch die Einrichtung eines eigenen Schwerpunktprogramms „Epigenetik“. Die Epigenetik gewinnt auch in der medizinischen Genetik zunehmend an Bedeutung (siehe die Beiträge von D. Kotzot und B. Horsthemke). Es gibt häufige genetische Erkrankungen, die sich hauptsächlich über epigenetische Mechanismen ausprägen. Da epigenetische Muster potentiell reversibel sind, eröffnen sich für Erkrankungen mit epigenetischer Ätiologie völlig neue Therapieoptionen. Es gibt z.B. Substanzen, die die DNA-Methylierung oder Histondeacetylierung inhibieren (Azacytidin, Trichostatin A, Valproinsäure und andere). Damit können – zur Zeit allerdings noch relativ unspezifisch – abgeschaltete Gene wieder angeschaltet werden. Erste klinische Studien mit „epigenetischen Arzneimitteln“ werden zeigen, ob damit ein therapeutisch sinnvoller Weg eingeschlagen werden kann.