Über das Sperma

Vaters Ernährung wirkt auf Stoffwechsel der Kinder

Menschliche Spermien unter dem Mikroskop

(Bild: APA/dpa/Jan Woitas)

Eine fettreiche Ernährung des Vaters kann über das Sperma den Stoffwechsel seiner Kinder negativ beeinflussen. Zwei Forscherteams berichten im Fachjournal "Science", dass eine Ernährung mit viel Fett oder mit wenig Proteinen bei Mäusen die Regulierung bestimmter Gene verändert. Eine weitere Gruppe hatte eine ähnliche Wirkung auch schon für Menschen nachgewiesen.

Ein Team um Qi Chen von der University of Nevada in Reno (USA) fütterte eine Gruppe von Mäusemännchen sechs Monate lang mit einem Fettanteil von 60 Prozent. In einer Kontrollgruppe enthielt das Essen nur zehn Prozent Fett. Mit dem Sperma der beiden Gruppen befruchteten die Wissenschaftler Eizellen. Beim Heranwachsen erhielt der Nachwuchs aus beiden Vätergruppen dieselbe Nahrungsmenge, und bei der Gewichtszunahme zeigten sich keine Unterschiede.

Ab der siebenten Lebenswoche enthüllten jedoch spezielle Tests, dass die Nachkommen der fettreich ernährten Nager eine beeinträchtigte Glukosetoleranz und eine Insulinresistenz aufwiesen. Beide Stoffwechselveränderungen treten oft als Vorstufe von Diabetes auf. Die Störungen verstärkten sich noch bis zur 15. Lebenswoche. Die Forscher um Chen fanden nach weiteren Analysen Unterschiede bei der Ribonukleinsäure (RNA) im Sperma der Mäusevätergruppen. Die RNA überträgt unter anderem die im Erbgut gespeicherte Information an die Proteinfabriken der Körperzellen. Sie reguliert aber auch Gene.

RNA-Stücke tragen Information über Essverhalten
Die Forscher identifizierten in einem weiteren Experiment kurze sogenannte tsRNA-Stücke als Träger der Information über das Essverhalten des Vaters. Diese Information führte bei den Kindern der fettreich ernährten Väter unter anderem dazu, dass Gene für den Stoffwechsel - etwa von Zucker und anderen Kohlenhydraten - seltener ausgelesen wurden.

Ein Team um Oliver J. Rando von der University of Massachusetts Medical School in Worcester (USA) kam zu einem ähnlichen Ergebnis: Die Wissenschaftler hatten eine Gruppe von Mäusen mit 19 Prozent, eine andere Gruppe mit nur zehn Prozent Proteinen gefüttert. Das Sperma von Mäusen mit proteinarmer Nahrung hatte einen deutlich erhöhten Anteil an dem Molekül tRNA-Gly-GCC, das eine Untergruppe von Genen unterdrückt. Eines dieser Gene sorgt mit anderen dafür, dass embryonale Stammzellen sich zu den unterschiedlichsten Zelltypen entwickeln können.

RNA-Veränderung passiert im Nebenhoden
Rando und Kollegen fanden auch heraus, wo diese RNA-Veränderung geschieht: im Nebenhoden. Dort reifen die Spermien allmählich heran. Während die unreifen Spermien noch keine RNA-Veränderungen aufweisen, zeigen sich diese jedoch bei den reifen Spermien. Bei dieser Form der Vererbung handelt es sich nicht um eine Änderung des Erbguts an sich, was eine Mutation wäre. Vielmehr fällt sie in den Bereich der Epigenetik - die Informationen werden zwar vererbt, sind jedoch nicht fest im Erbmaterial DNA gespeichert, sondern helfen bei der Regulierung der Gene.

Erst kürzlich hat eine Studie der Universität Kopenhagen an Menschen gezeigt, dass die Anfälligkeit für Übergewicht über das Sperma an die nächste Generation weitergegeben werden kann. Auch in diesem Fall fanden die Forscher um Ida Donkin epigenetische Veränderungen in Spermien. Sie betrafen die Regulierung von Genen, die die Gehirnentwicklung und den Appetit steuern, schrieben die Wissenschaftler im Fachjournal "Cell Metabolism".