Ermunterung für Sportmuffel: Bereits ein einmaliges Training beeinflusst unmittelbar die DNA ? und zwar im positiven Sinn, hat jetzt ein internationales Forscherteam gezeigt. Dabei werden nicht die genetischen Sequenzen selbst verändert, sondern Schaltermoleküle entfernt, die Gene für den Muskelaufbau sonst stilllegen.
Der genetische Code ? die Abfolge der DNA-Bausteine ? galt lange Zeit als einziger Ursprung der Eigenschaften eines Lebewesens. Doch seit einigen Jahren wird immer deutlicher, dass spezielle Kontrollsysteme das Erbgut ebenfalls maßgeblich beeinflussen. Diese sogenannten epigenetischen Faktoren basieren unter anderem auf chemischen Schalter-Molekülen (Methylgruppen), die auf der DNA sitzen und bestimmen, ob eine Erbanlage ein- oder ausgeschaltet ist. Welche Gene in den unterschiedlichen Geweben eines Lebewesens also aktiv oder inaktiv sind, hängt vom Methylierungsmuster der Erbsubstanz ab. Die aktuelle Studie zeigt nun, wie schnell das Verhalten des Menschen dieses Regulationssystem umprogrammieren kann.
Die Forscher um Juleen Zierath vom schwedischen Karolinska-Institut führten ihre Untersuchungen an 14 untrainierten Frauen und Männern durch. Für die Studie sollten die Probanden auf einem Fitnessgerät strampeln, bis sie etwa 400 Kilokalorien verbraucht hatten. Vor und unmittelbar nach dem Training entnahmen die Forscher den Studienteilnehmern durch eine sogenannte Biopsie winzige Gewebeproben aus den betreffenden Muskeln. Das Methylierungsmuster der DNA dieser Muskelzellen untersuchten die Wissenschaftler dann mittels gentechnischer Methoden.
Stillgelegte Erbanlagen werden aktiviert
Der Vergleich der Analyse-Ergebnisse vor und nach dem Training offenbarte, dass die Bewegung gezielt Blockade-Moleküle von Genen entfernt hatte, von denen bereits eine Rolle im Rahmen von Muskelaufbau und Steigerung der Leistungsfähigkeit bekannt ist, berichten die Forscher. Um dieses Ergebnis zu bestätigen, führten sie zusätzlich Versuche an Muskelzellen in Gewebekultur durch, die sie durch Stromimpulse zur wiederholten Kontraktion brachten. Die so ?trainierten? Muskelzellen, zeigten vergleichbare epigenetische Veränderungen wie die der Probanden, ergaben die Analysen.
Die Ergebnisse sind erneut ein Beweis dafür, dass unser Genom viel dynamischer ist als gedacht, sagen die Wissenschaftler: Epigenetische Modifikationen, die Gene an- und wieder ausschalten, können offenbar sehr flexibel auf Ereignisse reagieren und auf diese Weise die DNA in unseren Zellen an veränderte Anforderungen anpassen. Im Fall des Sports kommt das eindeutig der Gesundheit des Menschen zugute: “Bewegung ist Medizin und sie scheint sogar sehr schnell unser Genom auf Fitness zu programmieren”, resümiert Zierath.
Juleen Zierath (Karolinska-Institut) et al.: Cell Metabolism, DOI: 10.1016/j.cmet.2012.01.001 © wissenschaft.de ? Martin Vieweg
