Molekulare Veränderung bringt Ernährung und Entgiftung ins Gleichgewicht

Kontrollschalter in einem Enzym findet sich bei den meisten heute lebenden Menschen, jedoch nicht bei Neandertalern

Auf den Punkt gebracht

• Moderne Variante eines menschlichen Enzyms: Forschende haben im Enzym NAT1 einen molekularen Kontrollschalter entdeckt, der zwar bei den meisten heutigen Menschen, jedoch nicht bei Neandertalern vorkommt.
• Von Neandertalern geerbte Variante: Rund zwei Prozent der heute lebenden Menschen tragen eine ältere Version von NAT1, die sie von Neandertalern geerbt haben.
• Balance zwischen Folat und Entgiftung: Das Enzym NAT1 hilft dabei, sowohl das lebenswichtige Vitamin Folat (Vitamin B9) als auch schädliche Substanzen aus der Umwelt zu verarbeiten. Die moderne menschliche Variante kann durch eine chemische Markierung herunterreguliert werden, wodurch möglicherweise Folat im Körper bewahrt wird.
• Mögliche Bedeutung für Schwangerschaft und Ernährung: Folat ist besonders während der Schwangerschaft wichtig. Die Forschenden vermuten, dass der moderne Kontrollmechanismus es dem Menschen ermöglicht haben könnte, sich an eine folatärmere Ernährung  anzupassen. Diese Hypothese muss jedoch in zusätzlichen Studien weiter untersucht werden.

Der menschliche Körper ist auf Enzyme angewiesen, um Stoffe aus der Umwelt zu verarbeiten, darunter Nährstoffe und Vitamine, aber auch schädliche Chemikalien wie jene, die im Zigarettenrauch enthalten sind. Eines dieser Enzyme heißt NAT1. Es erfüllt im Körper zwei Funktionen: Zum einen ist es am Abbau des Vitamins Folat beteiligt, auch bekannt als Vitamin B9, das unter anderem in grünem Blattgemüse und Obst vorkommt. Folat ist besonders während der Schwangerschaft von großer Bedeutung, da niedrige Folatwerte das Risiko für Fehlbildungen beim ungeborenen Kind erhöhen. Andererseits hilft NAT1 dabei, potenziell krebserregende Schadstoffe aus der Umwelt zu entgiften.

In einer neu veröffentlichten Studie haben Forschende des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig herausgefunden, dass zwei Prozent der heute lebenden Menschen eine Neandertaler-Version des Enzyms NAT1 tragen. „Wir haben festgestellt, dass einige moderne Menschen eine alte Version des NAT1-Gens von Neandertalern geerbt haben, als sich beide Gruppen vor etwa 50.000 Jahren miteinander vermischten“, sagt Mikel Lana Alberro, leitender Bioinformatiker der Studie.

Molekularer Kontrollschalter beim modernen Menschen

Die Forschenden fanden heraus, dass sich die neuere Version des Enzyms, die heute bei fast allen Menschen zu finden ist, durch zwei Veränderungen von der älteren Version unterscheidet, die bei Neandertalern vorkam. Eine dieser Veränderungen schafft eine Kontrollstelle, an der eine chemische „Markierung” angebracht werden kann. Diese Markierung verringert die Aktivität des Enzyms. „Wir haben beide Versionen des Enzyms getestet und festgestellt, dass sie sich gleich verhalten, solange diese Kontrollstelle nicht genutzt wird“, erklärt Luise Fast, Erstautorin der Studie. „Wenn wir die chemische Markierung jedoch an der modernen menschlichen Version anbrachten, sank ihre Aktivität deutlich. Die ältere Version lässt sich auf diese Weise nicht regulieren.“

Dieser Mechanismus könnte es modernen Menschen ermöglichen, die Aktivität des Enzyms herunterzufahren, wenn es wichtig ist, Folat im Körper zu erhalten. Das ist insbesondere während der Schwangerschaft von Bedeutung, da eine ausreichende Folatversorgung das Risiko von Fehlbildungen senken kann. Eine solche Anpassung könnte von Bedeutung gewesen sein, als Menschen begannen, sich stärker auf gekochte Nahrung zu stützen, da Kochen Folat zerstören kann. Heute wird Schwangeren häufig empfohlen, zusätzlich Folat einzunehmen. „Bei modernen Menschen könnte dieser Kontrollmechanismus daher eine Ernährung mit weniger Folat ermöglicht haben”, sagt Hugo Zeberg, Seniorautor der Studie. „Die Studie formuliert dies jedoch als Hypothese, die noch in Entwicklungsmodellen überprüft werden muss“, betont er.