NeuroNetzwerk 2

Umwelterfahrungen, wie z.B. früher Stress beeinflussen in Interaktion mit genetischen Programmen die Entwicklung von Gehirn und Verhalten und stellen einen kritischen Faktor für die Entstehung von Verhaltensstörungen und psychischen Erkrankungen dar. Reguliert wird dieses Zusammenspiel von Genen und Umwelt durch sogenannte epigenetische Mechanismen, die eine Veränderung der Transkription bestimmter Gene zur Folge haben. Epigenetische Mechanismen lassen sich als Veränderungen der genomischen Expression beschreiben, die unabhängig von einer Veränderung der DNA-Sequenz selbst ablaufen und umfassen Veränderungen der DNA-Methylierung bestimmter Genorte und Modifikationen von Histonen, den Hauptbestandteilen des Chromatins (Chromatin Remodelling).

In unserem Forschungsnetzwerk fokussierten wir uns einerseits auf kurzzeitige, dynamische, andererseits aber auch auf stabile, anhaltende epigenetische Veränderungen als Folge von Stresserfahrungen in der frühen Entwicklung (wiederholte Mutterseparation bei Ratten u. Mäusen vom Postnataltag 14-16). Es gelang uns dabei erstmals nachzuweisen, dass frühe Stresserfahrungen zu einer schnellen Erhöhung der Expression bestimmter synaptischer Plastizitätsgene im Hippocampus führen, ein Effekt der spezifisch über einen Anstieg der Acetylierung von Histon H4 reguliert wird (Xie et al., 2013). In einer weiteren Studie gelang es zu zeigen, dass früher Stress zu einer stabilen, lang anhaltenden Veränderung der Expression von Estrogenzezeptoren (ERβ) führt, die die synaptische Plastizität im Hippocampus beeinflusst. Dieser Effekt steht dabei in Zusammenhang mit einer Veränderung der DNA-Methylierung im Bereich der Promoterregion von ERβ (Wang et al., 2013).

Die in unseren Studien nachgewiesenen epigenetischen Veränderungen liefern Hinweise für einen mehrstufigen Prozess, der zur Anpassung neuronaler Netzwerke an frühe Stresserfahrungen dient.