Beeinflusst körperliche Aktivität die Gesundheit künftiger Nachkommen?

Körperliche und geistige Aktivität sind nicht nur gut für das eigene Gehirn, sie können auch die Lernfähigkeit späterer Nachkommen beeinflussen – zumindest bei Mäusen.

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Diese besondere Form der Vererbung wird durch bestimmte RNA-Moleküle vermittelt. Sie beeinflussen die Genaktivität und reichern sich nach körperlicher und geistiger Aktivität nicht nur im Gehirn, sondern auch in den Keimzellen an. Prof. André Fischer und Fachkollegen vom DZNE in Göttingen und München und der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) berichten darüber im Fachjournal Cell Reports.

Erworbene Eigenschaften ändern nicht die DNA-Sequenz und können daher nicht an die Nachkommen weitergegeben werden – so lautete lange Zeit das Dogma der Genetik. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler jedoch einige Beispiele gefunden, die diesem Prinzip widersprechen. Eine schlechte Ernährung beispielsweise erhöht das Krankheitsrisiko – nicht nur das eigene, sondern auch das der Nachkommen. Wissenschaftler nennen dieses Phänomen „epigenetische“ Vererbung, da sie nicht mit einer Veränderung der DNA-Sequenz einhergeht.

Prof. André Fischer und Fachkollegen untersuchten nun die Vererbung einer weiteren erworbenen Eigenschaft: der Lernfähigkeit. Bei Mäusen zeigten die Wissenschaftler, dass Lernfähigkeit epigenetisch vererbt wurde. Wenn Fischer und Kollegen Mäuse einer stimulierenden Umgebung aussetzten, in der sie viel Bewegung hatten, profitierten davon auch ihre späteren Nachkommen: Sie schnitten – im Vergleich zu den Tieren einer Kontrollgruppe – in Tests der Lernfähigkeit besser ab. Darüber hinaus war die sogenannte synaptische Plastizität im Hippocampus, einer wichtigen Lernregion des Gehirns, verbessert. „Synaptische Plastizität“ ist ein Maß dafür, wie gut Nervenzellen miteinander kommunizieren und damit die zelluläre Grundlage für das Lernen.

Als nächstes untersuchten die Wissenschaftler, welcher Mechanismus diesem Phänomen zugrunde liegen könnte. Sie konzentrierten sich dabei auf die epigenetische Vererbung von Vätern und suchten nach dessen materieller Grundlage in den Spermien. Spermien enthalten neben der väterlichen DNA – dem Molekül, in dem die Erbanlagen gespeichert sind – auch sogenannte RNA-Moleküle. In Experimenten extrahierten die Wissenschaftler die RNA aus Spermien von Mäusen, die körperlich und geistig aktiv waren. Diese injizierten sie in befruchtete Eizellen und untersuchten die Tiere, die sich daraus entwickelten. Fazit: Auch in diesen Mäusen waren die synaptische Plastizität und die Lernfähigkeit verbessert. Die körperliche und geistige Aktivität wirkte sich also auf die kognitiven Fähigkeiten der Nachkommen positiv aus und dieser Effekt wurde durch die RNA in den Spermien übertragen.

(idw) Dr. Marcus Neitzert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE)

RNA-dependent intergenerational inheritance of enhanced synaptic plasticity after environmental enrichment Eva Benito, Cemil Kerimoglu et al. Cell Reports (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.059