Neurowissenschaften: Können wir Wissen erben?

6. Februar 2020
Vor Kurzem wurde eine neue Studie veröffentlicht, die sich mit der Möglichkeit befasst, ob Wissen geerbt werden kann. Die Ergebnisse der Studie haben die Weismann-Barriere in Frage gestellt. Lies im Folgenden weiter, um mehr darüber zu erfahren!

Eine Studie, die kürzlich an der Universität Tel Aviv durchgeführte wurde, hat eines der grundlegenden Prinzipien der Biologie in Frage gestellt: die Weismann-Barriere. Diese Studie ist lediglich der erste Schritt für weitere Untersuchungen darüber, ob es möglich ist, Wissen zu erben.

Ein Team, unter der Leitung von Oded Rechavi von der Abteilung für Neurobiologie der George S. Wise-Fakultät für Biowissenschaften,  hat zusammen mit der Sagol School of Neuroscience einen Mechanismus in unserer RNA entdeckt, mit dem neuronale Reaktionen auf die Umwelt vererbt werden können. Diese erlernte Reaktion würde sich also auf das Verhalten deiner Kinder auswirken.

Die Forscher veröffentlichten das Experiment am 6. Juni 2019. Sie hatten es mit Spulwürmern der Caenorhabditis elegans durchgeführt und konnten zeigen, dass die Zellen in ihrem Nervensystem Informationen an nachfolgende Generationen von Würmern übertragen können.

Die  Forscher konnten zeigen, dass die Zellen in ihrem Nervensystem Informationen an nachfolgende Generationen von Würmern übertragen können.

Die Keimabstammung und ob es möglich ist, Wissen zu erben

Es scheint, dass dieser RNA-Regulationsmechanismus es dem Nervensystem von Lebewesen ermöglichen würde, mit der Keimabstammung zu kommunizieren. Diese Erblinie würde das Verhalten der folgenden Generationen dieses Lebewesens beeinflussen. Dies ist eine faszinierende Neuentdeckung.

Wenn sich diese Untersuchung als wahr herausstellt, kann unser Nervensystem eine Rolle bei dem spielen, was unsere Nachkommen wissen. Diese Entdeckung wäre ein völliger Widerspruch zur Weismann-Barriere. Obwohl es sich dabei um eines der am weitesten verbreiteten biologischen Prinzipien handelt, bezweifeln es viele Experten.

Die Weismann-Barriere

Diese Theorie besagt, dass sich die Eigenschaften, die wir erben, in Zellen und im Soma befinden. Außerdem heißt es, dass es keine Möglichkeit gibt, sie an zukünftige Generationen weiterzugeben. Nach Weismann ist dies die Barriere, die Körperzellen und Keimzellen (Eizellen und Spermien) unterscheidet.

August Weismann war ein deutscher Biologe und Genetiker. Er stellte seine Erkenntnisse zur Erbinformation oder zur Vererbung von Keimplasma in einem Buch vor, das im Jahr 1892 erschien.

Nach seiner Theorie würden Veränderungen des Keimplasmas, die durch unsere Umgebung verursacht werden, nur dann die Gene beeinflussen, die wir an unsere Kinder weitergeben, wenn sie im Keimplasma vorkommen. Dies würde nicht passieren, wenn die Änderungen im Soma (Körper) der Zelle stattfinden würden.

Einige Experten haben argumentiert, dass die somatisch-keimtötende Barriere so nicht funktioniert. In den meisten Fällen wurde diese Theorie jedoch als Grundlage für die Ablehnung der Idee verwendet, dass wir erworbene Merkmale erben können.

Die aktuelle Studie

Die kürzlich veröffentlichte Studie hat die Weismann-Barriere in die Knie gezwungen. Die Forscher verwendeten die modernsten Systeme. Um Variationen von Genen oder mutierten Allelen zu erzeugen, verwendeten sie das CRISPR-Cas9-Gen-Editing-Tool. Sie verwendeten auch Calcium Imaging (GECI) und einen codierten Calcium-Indikator, GCaMP2.

Dabei schufen sie Würmer, die nur in ihren Neuronen von RDE-4 abhängige endo-siRNA produzierten. Ziel war es, die vererbbaren Effekte von neuronaler snRNA (small nuclear RNA) zu verstehen. Die Calcium-Bildgebung ermöglichte es ihnen, die neuronale Aktivität mit optogenetischen Systemen zu beobachten.

Diese Entdeckung besagt, dass Zellen im Nervensystem und in der Erblinie kommunizieren können. Dies ermöglicht es uns, die gewonnenen Informationen oder „Wissen“ zu erben und an nachfolgende Generationen weiterzugeben.

Wissen erben: Wie es funktioniert

Die Studie kam zu dem Schluss, dass die snRNA in unseren Neuronen die Gene in der Keimabstammung reguliert und das Verhalten zukünftiger Generationen beeinflussen kann. Der Mechanismus, über den wir sprechen, würde die Expression dieses Gens in der Erblinie für mehrere Generationen steuern.

Insbesondere könnte neuronales RDE-4 die Chemotaxis für mindestens drei Generationen steuern. Dies würde durch Argonaute HRDE-1 geschehen, eine Substanz, die nur in der Erblinie zu finden ist.

Die Tür für mehr Forschung öffnen

Diese Entdeckung besagt, dass Zellen im Nervensystem und in der Erblinie kommunizieren können. Dies ermöglicht es uns, die gewonnenen Informationen oder „Wissen“ zu erben und an nachfolgende Generationen weiterzugeben.

Diese Forschung hat unser Verständnis des Prozesses stark verändert. Darüber hinaus hat es auch massive Auswirkungen auf das, was wir über Genetik, Evolution, Epigenetik und die Fähigkeit, Intelligenz zu erben, wissen.

Lev, I., Gingold, H., & Rechavi, O. (2019). H3K9me3 is required for inheritance of small RNAs that target a unique subset of newly evolved genes. eLife, 8, e40448. doi:10.7554/eLife.40448

Rosso, Cami (2019) New Neuroscience Discovery May Disrupt Biology. Study shows that nervous system cells can transmit information to progeny. Psychology Today

Easley, C. A., Simerly, C. R., & Schatten, G. (2014). Gamete derivation from embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells or somatic cell nuclear transfer-derived embryonic stem cells: state of the art. Reproduction, fertility, and development, 27(1), 89–92. doi:10.1071/RD14317