Wenn eine Maus trainiert wird, sich vor einem bestimmten Geruch zu fürchten, reagieren auch ihre Welpen empfindlicher auf diesen Geruch. Die Forscher sagen, dass das Wissen darüber, wie Mauseltern ihre Nachkommen beeinflussen können, ein Schritt dahin ist, zu verstehen, wie menschliche Eltern einige psychiatrische Störungen an ihre Kinder weitergeben können.
Traumata können Menschen so unauslöschlich einschüchtern, dass ihre Kinder davon betroffen sind. Die Geschichte bietet Beispiele für Generationen, die von Krieg und Hunger traumatisiert sind und deren Kinder eine veränderte Physiologie erfahren.
Jetzt haben Forscher des Yerkes National Primate Research Center der Emory University einen Fall gefunden, in dem Tiere ihren Nachkommen spezifischere Informationen über ein traumatisches Erlebnis übermitteln. Diese Informationen kommen nicht durch soziale Kommunikation, sondern durch Vererbung.
Bildnachweis: Shutterstock / anyaivanova
Forscher haben herausgefunden, dass, wenn eine Maus lernt, sich vor einem bestimmten Geruch zu fürchten, ihre Welpen empfindlicher für diesen Geruch sind, obwohl die Welpen ihm noch nie begegnet sind. Die Ergebnisse wurden am Sonntag, den 1. Dezember in Nature Neuroscience online veröffentlicht.
„Wenn wir wissen, wie die Erfahrungen der Eltern ihre Nachkommen beeinflussen, können wir möglicherweise generationsübergreifende psychiatrische Störungen verstehen und Therapiestrategien entwickeln“, sagt Dr. med. Kerry Ressler, Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften an der Universität Düsseldorf Emory School of Medicine.
Ressler ist ein vom Howard Hughes Medical Institute unterstützter Forscher am Yerkes National Primate Research Center der Emory University. Der erste Autor der Arbeit ist Postdoktorand Brian Dias, PhD.
Dias und Ressler trainierten Mäuse, um sich vor einem Geruch zu fürchten, indem sie den Geruch mit einem leichten elektrischen Schlag kombinierten. Sie maßen dann, wie sehr das Tier als Reaktion auf ein lautes Geräusch zu Beginn und in Verbindung mit der Präsentation des Geruchs erschrak.
Überraschenderweise stellten sie fest, dass die naiven erwachsenen Nachkommen der sensibilisierten Mäuse auch stärker auf den besonderen Geruch reagierten, den ein Elternteil zu fürchten gelernt hatte. Darüber hinaus waren sie eher in der Lage, geringe Mengen dieses bestimmten Geruchs zu erkennen. Geruchssensibilisierte Nachkommen waren im Allgemeinen nicht ängstlicher; Dias stellte fest, dass sie keine Angst mehr hatten, die exponierten Bereiche eines Labyrinths zu erkunden.
Dias und Ressler nutzten frühere Forschungen zur Biologie der Geruchserkennung. Die Wissenschaftler wussten, dass die Chemikalie Acetophenon einen bestimmten Satz von Zellen in der Nase und ein bestimmtes "Geruchsrezeptor" -Gen in diesen Zellen aktiviert.
Sowohl eine geruchssensibilisierte Vatermaus als auch seine Welpen haben mehr Platz im geruchsbearbeitenden Teil ihres Gehirns, dem so genannten Riechkolben, der sich dem Geruch widmet, für den sie empfindlich sind (siehe Abbildung).
Dias stellte fest, dass sowohl Mütter als auch Väter eine erlernte Sensibilität für einen Geruch weitergeben können, obwohl Mütter dies mit gepflegten Welpen nicht tun können, was zeigt, dass die Sensibilität nicht durch soziale Interaktion übertragen wird. Zukünftige Mütter erhalten ihr Geruchsschock-Training vor (und nicht während) der Empfängnis und Schwangerschaft.
Die Vererbung erfolgt auch dann, wenn die Mäuse durch In-vitro-Fertilisation gezeugt werden, und die Empfindlichkeit tritt sogar bei der zweiten Generation (Enkelkinder) auf. Dies deutet darauf hin, dass auf irgendeine Weise Informationen über die mit dem Geruch verbundenen Erfahrungen über das Sperma oder die Eizellen übertragen werden.
Dias entdeckte, dass die DNA aus dem Sperma von geruchsempfindlichen Vatermäusen verändert ist. Dies ist ein Beispiel für eine „epigenetische“ Veränderung: übertragen nicht in der buchstabenweisen Sequenz der DNA, sondern in ihrer Verpackung oder in chemischen Modifikationen.
Bei Mäusen, die Angst vor Acetophenon haben, hat das Geruchsrezeptorgen, das auf Acetophenon reagiert, ein verändertes Methylierungsmuster: eine chemische Modifikation der DNA, die die Aktivität der Gene reguliert. Es ist jedoch nicht klar, ob die Veränderungen in diesem Gen ausreichen, um die Geruchsempfindlichkeit eines Tieres zu beeinflussen.
"Während die Sequenz des Gens, das den Rezeptor codiert, der auf den Geruch reagiert, unverändert bleibt, kann die Art und Weise, wie das Gen reguliert wird, beeinflusst werden", sagt Ressler. „Es gibt Hinweise darauf, dass einige der generalisierten Auswirkungen von Diät- und Hormonveränderungen sowie Traumata epigenetisch übertragen werden können. Der Unterschied besteht darin, dass der Lernprozess der Geruchssensitivität das Nervensystem - und anscheinend auch die Fortpflanzungszellen - auf eine bestimmte Weise beeinflusst. “
Was die Forscher noch nicht wissen:
Sind diese Effekte reversibel - wenn sensibilisierte Eltern später lernen, keine Angst vor Gerüchen zu haben, sind sie bei ihren Welpen immer noch spürbar?
Kommt es nur mit Gerüchen vor? Könnten Mäuse, die darauf trainiert sind, Angst vor einem bestimmten Geräusch zu haben, beispielsweise eine Empfindlichkeit für dieses Geräusch weitergeben?
Tragen alle Spermien oder Eizellen epigenetische Spuren, die Geruchsempfindlichkeit vermitteln?
Wie gelangen Informationen über die Geruchsexposition zu Sperma oder Eizellen?
„Wir kratzen an dieser Stelle wirklich nur an der Oberfläche“, sagt Dias. "Unser nächstes Ziel muss es sein, Nachkommengenerationen vor diesen Auswirkungen zu schützen. Solche Eingriffe könnten den Kern einer Behandlung bilden, um die Entwicklung von neuropsychiatrischen Erkrankungen mit Wurzeln im Trauma der Vorfahren zu verhindern."
Über die Emory University