Mäuse vererben Merkmale entgegen Mendels Regeln

Die Regeln der Vererbung, die der Mönch Gregor Mendel vor über 150 Jahren an Erbsenpflanzen aufstellte, gelten als Fundament der Genetik. Sie besagen, dass jedes Merkmal durch zwei Genkopien (Allele) bestimmt wird – eine von der Mutter, eine vom Vater. Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch. Doch die Natur hält mehr bereit: Schon länger ist bekannt, dass epigenetische Markierungen – chemische Anhängsel an der DNA, die die Genaktivität steuern, ohne den DNA-Code zu verändern – ebenfalls vererbt werden können.

Eine neue, von den US-Gesundheitsinstituten NIH und der National Science Foundation finanzierte Studie an Mäusen zeigt nun, dass etwa 7% dieser epigenetischen Vererbungsmuster die Mendelschen Gesetze brechen. Die Forscher um Andrew Feinberg von der Johns Hopkins University und David Threadgill von der Texas A&M University untersuchten drei Generationen von Mäusen und analysierten, wie Methylierungen – das Anheften von Kohlenstoff-Wasserstoff-Gruppen an die DNA – weitergegeben werden. Dabei stießen sie auf 522 Fälle, in denen die Vererbung nicht den klassischen Regeln folgte.

Besonders überraschend: In 54 Fällen tauchten Methylierungen auf, die bei keinem der Elternteile vorhanden waren – sie schienen „aus dem Nichts“ zu entstehen. Zudem entdeckten die Wissenschaftler eine natürliche Paramutation in einem Gen namens Capn11, das für die Spermienentwicklung wichtig ist. Bei einer Paramutation überträgt eine Methylierung auf einem Allel die Methylierung auf das andere Allel – ein Phänomen, das bisher nur bei Pflanzen und Fliegen bekannt war, nicht bei Säugetieren.

„Nicht-Mendelsche Vererbungsmuster könnten ein schnellerer Weg sein, neue Merkmale zu erwerben als Veränderungen im DNA-Code selbst – besonders als Reaktion auf Umweltdruck“, erklärt Feinberg. Die Studie wurde am 20. Mai in der Fachzeitschrift Nature Genetics veröffentlicht. Die Forscher planen nun, auch menschliche Genomdaten auf solche Muster zu untersuchen. Das könnte helfen, Krankheitsmuster in Familien besser zu verstehen und zu erklären, wie Umweltfaktoren wie Ernährung die Vererbung beeinflussen.