Markierungen im Erbgut zeigen Lebenserwartung an

22. März 2017, 08:38
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Abweichungen an bestimmten Positionen des Erbguts können eine bis zu siebenfach erhöhte Sterblichkeit anzeigen. Besonders ungünstigen Einfluss hat das Rauchen

Verschiedene chemische Modifikationen am Erbgut entscheiden darüber, welche Gene abgelesen oder aber stillgelegt werden. Unter diesen steuernden, "epigenetischen" Faktoren spielen Methylmarkierungen der DNA eine wichtige Rolle. Lebensstil und Umweltfaktoren beeinflussen die Methylierung des Erbguts. Für den Methylierungsstatus einzelner Positionen des Erbguts sind Zusammenhänge mit Krebs und anderen Krankheiten bereits gut belegt.

Unabhängig von der Betrachtung einzelner Krankheiten: Was sagt der Methylierungsstatus des Erbguts über die Gesundheit eines Menschen, über seine Anfälligkeit für Erkrankungen, kurz: über sein Sterblichkeitsrisiko aus? Das untersuchten nun Wissenschaftler um Hermann Brenner vom Deutschen Krebsforschungszentrum gemeinsam mit dem Krebsregister des Saarlands und dem Helmholtz-Zentrum München.

Die Forscher führten ihre aktuelle Untersuchung an insgesamt 1900 Teilnehmern aus zwei großen Studien durch. Basis der Untersuchung war DNA aus Blutzellen: Die durchweg älteren Probanden hatten bei Studieneintritt Blutproben abgegeben. Dies lag mittlerweile bis zu 14 Jahre zurück und zahlreiche Studienteilnehmer waren inzwischen verstorben.

Korrelation mit Sterblichkeit

Methylgruppen werden nur an eine bestimmte Kombination von DNA-Bausteinen angeheftet (CpG). Die Forscher analysierten für fast 500.000 dieser Positionen, ob der Grad ihrer Methylierung einen statistischen Zusammenhang mit dem Überleben aufwies. Nach strengster statistischer Prüfung blieben am Ende 58 CpGs übrig, deren Methylierungsstatus stark mit der Sterblichkeit korrelierte.

Diese 58 CpGs befanden sich alle in Erbgutregionen, deren Bezug zu verschiedenen Krankheiten gut dokumentiert ist. Interessanterweise stimmten 22 der 58 CpGs mit Methylierungspositionen überein, die Brenner und Kollegen kürzlich bei einer Untersuchung der epigenetischen Auswirkungen des Rauchens gefunden hatten. Damit scheint unter allen Gesundheitsrisikofaktoren das Rauchen die stärksten Spuren im Erbgut zu hinterlassen.

"Erfreulicherweise ist der Grad der DNA-Methylierung nicht in Stein gemeißelt, sondern – im Gegensatz zu Mutationen der DNA-Bausteine – reversibel", sagt Brenner. "Das bedeutet zum Beispiel, dass sich nach einem Rauchstopp ein ungünstiger Methylierungsstatus wieder ändern und das Sterblichkeitsrisiko wieder deutlich sinken kann."

Epigenetisches Risikoprofil

Unter den 58 CpGs wählten die Wissenschaftler diejenigen zehn aus, die am stärksten mit der Sterblichkeit korrelierten. Allein anhand dieses epigenetischen Risikoprofils ließ sich die Gesamtsterblichkeit (Krebs, Herz-Kreislauferkrankungen und andere) voraussagen: Studienteilnehmer, die an fünf oder mehr dieser Positionen den "ungünstigen" Methylierungsstatus aufwiesen, hatten ein siebenfach höheres Risiko, innerhalb des Beobachtungszeitraums von bis zu 14 Jahren zu versterben, als Probanden, deren Methylierung an diesen Positionen unauffällig war.

Die DNA-Methylierung zeigte einen weit stärkeren Zusammenhang mit dem Überleben als alle bislang untersuchten Veränderungen einzelner DNA-Bausteine (SNPs, single nucleotide polymorphisms). Das epigenetische Risikoprofil erwies sich damit als ein genauerer Indikator für die Lebensspanne als alle bislang ermittelten genetischen Risikoprofile, die auf Veränderungen der DNA-Bausteine beruhen.

"Wir waren überrascht, dass der Methylierungsstatus von nur zehn Positionen unseres Erbguts so stark mit der Gesamt-Sterblichkeit korreliert", so Brenner. "Noch stärkere Zusammenhänge fanden wir mit der Sterblichkeit an Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wichtig ist es nun herauszufinden, mit welchen Präventionsmaßnahmen man das Methylierungsprofil und die Sterblichkeit am effektivsten günstig beeinflussen kann." (red, idw, 22.3.2017)

  • Unter allen Gesundheitsrisikofaktoren hinterlässt das Rauchen die stärksten Spuren im Erbgut des Menschen.
    foto: apa/dpa/david-wolfgang ebener

    Unter allen Gesundheitsrisikofaktoren hinterlässt das Rauchen die stärksten Spuren im Erbgut des Menschen.

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