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Göttingen Lernfähigkeit kann ererbt sein
Campus Göttingen Lernfähigkeit kann ererbt sein
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05:01 19.04.2018
Kinder in Bewegung auf einer Hüpfburg. Quelle: dpa-Zentralbild
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Göttingen

Körperliche und geistige Aktivität sind nicht nur gut für das eigene Gehirn, sie können auch die Lernfähigkeit späterer Nachkommen beeinflussen – zumindest im Mausmodell. Bestimmte RNA-Moleküle beeinflussen die Genaktivität und reichern sich nach körperlicher und geistiger Aktivität im Gehirn sowie in den Keimzellen an. Prof. André Fischer und Fachkollegen vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Göttingen und München und der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) berichten darüber im Fachjournal „Cell Reports“.

Fischer und Fachkollegen untersuchten nun die Vererbung einer weiteren erworbenen Eigenschaft: der Lernfähigkeit. Es ist bekannt, dass geistige und körperliche Aktivität die Lernfähigkeit verbessern und das Risiko für Erkrankungen wie Alzheimer mindern. Bei Mäusen zeigten die Wissenschaftler nach Angaben der Universitätsmedizin Göttingen, dass Lernfähigkeit epigenetisch vererbt wurde.

Nervenzellverbindungen (Synapsen) im Hippocampus, einer Hirnregion für Lernprozesse. Quelle: Fischer

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, sie sind 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 überprüften die Wissenschaftler daher, welche Rolle diese RNA-Moleküle bei der Übertragung der Lernfähigkeit spielen.

Geistig und körperlich aktive Mäuse untersucht

Dazu extrahierten sie 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.

In weiteren Experimenten mit RNA-Extrakten konnten die Wissenschaftler genauer eingrenzen, welche RNAs für die epigenetische Vererbung verantwortlich sind. Sie zeigten, dass zwei sogenannte microRNAs – miRNA212 und miRNA132 – zumindest einen Teil der vererbten Lernfähigkeit erklären können. microRNAs sind Steuermoleküle, sie beeinflussen die Aktivierung von Genen. „Unsere Arbeiten bringen zum ersten Mal ein epigenetisches Phänomen konkret mit bestimmten microRNAs in Verbindung“, sagt Fischer.

Prof. Dr. André Fischer, leitender Wissenschaftler am DZNE und an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der UMG. Quelle: r

Von Angela Brünjes

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