Natürliche Selektion im Mutterleib erklären kann, gesundheitliche Probleme im Erwachsenenalter
Erkrankungen in der Gebärmutter-wenn der embryo besteht nur aus etwa 100 Zellen-Leben-lang Auswirkungen auf die Gesundheit. Wissenschaftler bisher angenommen, dass dies, weil die Embryonen reagieren auf ungünstige Bedingungen durch die Programmierung Ihrer Genexpression. Nun hat ein internationales team von Wissenschaftlern am Medizinischen Zentrum der Universität Leiden, Wageningen Universität und Research, Lund University, Columbia University Mailman School of Public Health in New York vorschlagen, eine radikal andere alternative. Anstatt programmiert wird, indem die Umgebung, zufällige Unterschiede in der Genexpression einige Embryonen mit ein überlebens-Vorteil, insbesondere, wenn die Bedingungen sind hart. Durch die Untersuchung der DNA-Methylierung, ein wichtiger Mechanismus zur Kontrolle der Genaktivität, fanden die Forscher, dass ein bestimmter Teil der DNA-methylierungs-Muster fehlte unter Hungersnot-exponierten Personen. Die Ergebnisse sind veröffentlicht in der Zeitschrift Cell Reports.
Die neue Forschung war motiviert durch die Beobachtung, dass die Menschen konzipiert, die während der niederländischen Hunger Winter 1944-1945 leiden unter eingeschränkter Herz-Kreislauf-Gesundheit in den Sechzigern. Dies kann zugeschrieben werden, um anhaltende Veränderungen, wie Gene ausgedrückt werden, durch so genannte epigenetische Modifikationen der DNA. „Wir wissen, dass ein Mangel an Nahrung vermindert die Wahrscheinlichkeit von einem embryo, um zu überleben. Unsere neue Studie zeigt, dass die überlebenden der Hungersnot in der Gebärmutter hing mit einem DNA-methylierungs-Muster, so dass auch das Wachstum des Embryos trotz der begrenzten Ressourcen. Aber die gleichen methylierungsmuster kann negative Auswirkungen auf die Gesundheit viel später im Leben,“ sagt Bas Heijmans, epigeneticist am Medizinischen Zentrum der Universität Leiden.
Um zu verstehen, das zusammenspiel zwischen Epigenetik und das überleben des Embryos, nahmen die Forscher inspiration von der evolutionären Biologie. In der evolution, zufällige genetische variation ist, gefiltert durch Natürliche Selektion, was zu einer Ansammlung von Varianten, die am besten „passen“, die Umwelt. Ein computer-Modell zeigte, dass zufällige epigenetische Unterschiede zwischen Embryonen unvermeidbar ist, genau wie die genetische mutation. Einige der random DNA-methylierungs-Varianten erhöhen kann ein embryo eine chance zum überleben haben, auf niedrigen Ernährung. Als Folge werden diese epigenetischen Varianten werden immer häufiger in Kohorten, die ausgesetzt wurden, die eine Hungersnot als Embryonen. „Wir haben immer gekämpft, um zu erklären, wie frühe embryos wäre in der Lage, zu modifizieren bestimmte epigenetische Markierungen in Reaktion auf die Ernährung. Es ist faszinierend, dass die selektive überleben basierend auf zufällige epigenetische variation passt die Daten am besten“, sagt Tobias Uller, Evolutionsbiologe an der Universität von Lund.
Einige gesundheitliche Auswirkungen der holländischen Hungersnot nur zeigen später im Leben und diejenigen ausgesetzt, die während der frühen Schwangerschaft zu sein scheinen am meisten betroffen. „Diese Erkenntnisse haben oft so interpretiert worden, als Beweis für die fetale Anpassungen in der Gebärmutter führen wird, dass die Krankheiten bei Erwachsenen, wenn die Erwachsene Umgebung ändert sich zum besseren. Aber unsere Ergebnisse zeigen einen anderen Mechanismus“, sagt L. H. Lumey, MD, Epidemiologe an der Columbia Mailman School und principal investigator der niederländischen Hunger Winter-Familien-Studie.
