Der Anfang
Eine häufige Frage, die dir vielleicht in den Sinn kommt, wenn du das Wort "Epigenetik" zum ersten Mal hörst, ist: Woher kommt dieses Wort eigentlich? Die Geschichte der Epigenetik ist eng mit der Erforschung von Evolution und Entwicklung verbunden [1]. Der Begriff wurde ursprünglich 1942 von dem Embryologen Dr. Waddington geprägt und leitet sich von dem griechischen Wort "Epigenesis" ab, das ursprünglich den Einfluss genetischer Prozesse auf die Entwicklung beschrieb [2]. Obwohl der Begriff erst in den 1940er Jahren aufkam, lässt sich das "Epi" in "Epigenetik" bis ins 19. Jahrhundert zurückverfolgen – die Vorstellung, dass Gene von Faktoren beeinflusst werden, die über das Genom hinausgehen [3].
Spätes 20. Jahrhundert
Bis in die 1950er Jahre wurde das Wort "Epigenetik" ungenau verwendet, um alle Entwicklungsereignisse einzubeziehen, angefangen von der befruchteten Zygote bis zum ausgewachsenen Organismus [1]. Etwa zu dieser Zeit schlug Waddington die berühmte "epigenetische Landschaft" vor. Er beschrieb die Zelle als eine Kugel, die aufgrund der Unebenheit der Oberfläche verschiedene Wege gehen konnte, was intra- und extrazelluläre Umwelteinflüsse symbolisierte [4].
In der Zeit von 1970 bis 1980 ermöglichte die Identifizierung von High Mobility Group (HMG)-Proteinen den Wissenschaftlern zu erkennen, dass es neben Histonen (die Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt wurden) auch andere Proteine gibt, die eine Rolle bei der Phänotyp-Expression und in der Chromatinarchitektur spielen [5]. Dem folgte die Entdeckung des Phänomens der geprägten Gene und ihrer Regulation entsprechend der mütterlichen und väterlichen Vererbung [6].
Nichtsdestotrotz wurden die DNA-Methylierung (5mC) und posttranslationale Histonmodifikationen kurz nach der Aufklärung der DNA-Doppelhelixstruktur identifiziert. Die DNA-Methylierung wurde früh, im Jahr 1965, entdeckt. Andere Modifikationen wie Histonmethylierung, Acetylierung, Phosphorylierung, Ubiquitylierung, Sumoylierung und ADP-Ribosylierung wurden zwischen 1962 und 1977 entdeckt [8,9].
Frühes 21. Jahrhundert
Trotz der Tatsache, dass Mitte des letzten Jahrhunderts schon einiges über die DNA und ihre allgemeine Organisation verstanden wurde, wurde die Epigenetik erst in den 1990er und 2000er Jahren intensiv erforscht. Fortschritte auf dem Gebiet des Klonens (z. B. Dolly das Schaf) trugen dazu bei, mehrere unbeantwortete Fragen zu beantworten [7]. Die Entwicklung von Werkzeugkästen und biochemischen Techniken ermöglichte es Forschern, spezifische Enzyme, Leser, Schreiber und Radierer von epigenetischen Markierungen zu identifizieren.
Gegenwart
Bis heute ist die DNA-Methylierung eine der am besten untersuchten und am besten charakterisierten epigenetischen Modifikationen. Ein Beispiel für die Bedeutung dieses Prozesses und seine biologische Relevanz ist die X-Inaktivierung. Dies ist ein Prozess, bei dem eines der beiden X-Chromosomen in weiblichen Säugetieren inaktiviert wird. Das inaktive X-Chromosom wird stillgelegt und in Heterochromatin verpackt, eine Struktur, die transkriptionell inaktiv ist [10]. Die Stilllegung erfolgt daher aufgrund hoher DNA-Methylierungsgrade, begleitet von anderen Histonmodifikationen [11].
Der Weg zu einem vollständigen Verständnis der Bedeutung der Epigenetik ist lang. Dennoch gibt es in diesem relativ neuen und spannenden Studiengebiet noch viel zu entdecken. Bei MoleQlar Analytics ist es unser Ziel, dazu beizutragen, das Wissen über unseren epigenetischen Code zu vertiefen, Biomarker verschiedener Krankheiten zu validieren und neue epigenetische Medikamente zu identifizieren. In naher Zukunft möchte MoleQlar Analytics in diesem Bereich einen bemerkenswerten Fußabdruck hinterlassen.
