Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat in einem jüngst veröffentlichten Artikel in der Fachzeitschrift „Genetics“ eine grundlegende Neubewertung der genetischen Forschung gefordert. Der Artikel, an dem unter anderem Detlef Weigel und Luisa Pallares vom Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen mitgewirkt haben, argumentiert, dass das traditionelle Modell der Mendelschen Genetik, das über ein Jahrhundert lang die Grundlagen der Vererbung prägte, zunehmend an seine Grenzen stößt. Statt der simplen Annahme „ein Gen – ein Merkmal“ sollte die Forschung vielmehr den komplexen Wechselwirkungen vieler Gene Rechnung tragen, die zusammen mit Umweltfaktoren und dem genetischen Hintergrund eines Individuums die biologischen Merkmale formen.
Die Autoren des Artikels betonen, dass viele Eigenschaften und Krankheitsrisiken nicht einfach einem einzelnen Gen zugeordnet werden können. Sie argumentieren, dass die meisten biologischen Merkmale, von körperlichen Eigenschaften bis hin zu physiologischen Funktionen, das Produkt eines Zusammenspiels zahlreicher genetischer Varianten sind. Die Effekte dieser einzelnen Varianten sind oft klein und variabel, abhängig von den spezifischen Umständen, unter denen sie sich entfalten.
In der Vergangenheit lag der Fokus der genetischen Forschung stark auf klar definierten Einzeleffekten, die in kontrollierten, standardisierten Bedingungen untersucht wurden. Dieses Vorgehen war besonders erfolgreich bei der Aufklärung molekularer Mechanismen, doch für ein umfassendes Verständnis individueller Variationen und komplexer Krankheitsbilder reicht es nicht aus. Laut den Autoren ist es unerlässlich, die genetischen Effekte im Kontext der Umwelt und der Interaktionen zwischen verschiedenen Genen zu betrachten.
Ein zentrales Anliegen der Wissenschaftler ist es, die Erkenntnisse der quantitativen Genetik, Evolutionsbiologie und Züchtungsforschung miteinander zu verknüpfen. Diese Disziplinen zeigen, dass eine einfache Betrachtung von Ein-Gen-Modellen nicht ausreicht, um die Vielfalt in den Phänotypen von Individuen zu erklären. Luisa Pallares, eine der Autorinnen, hebt hervor, dass trotz des Fortschritts im Verständnis der Funktionsweise von Genen die feinen Unterschiede zwischen Individuen nach wie vor unzureichend erklärt werden können. Hier sei ein Umdenken notwendig, das die Komplexität genetischer Wechselwirkungen anerkennt und nicht als Störfaktor betrachtet.
Besonders relevant ist diese Thematik auch für die medizinische Forschung. Viele weit verbreitete Krankheiten werden durch zahlreiche genetische Varianten beeinflusst, wobei jede Variante nur einen geringen Beitrag zum Gesamtrisiko leistet. In Kombination können diese Varianten jedoch signifikante Auswirkungen haben, insbesondere wenn Umweltfaktoren ins Spiel kommen. Der Artikel fordert deshalb neue experimentelle Paradigmen, die es ermöglichen, die genetische Komplexität im Rahmen größer angelegter Studien zu erfassen.
Die Autoren schlagen vor, dass zukünftige Forschungsansätze natürliche genetische Variationen explizit einbeziehen und evolutionäre Prozesse berücksichtigen sollten. Dies könnte durch parallele Selektionsexperimente und genomweite Analysen unter kontrollierten Umweltbedingungen erreicht werden. Um die Herausforderungen der genetischen Komplexität zu bewältigen, benötigen Wissenschaftler Zugang zu umfangreichen Daten, die durch innovative Technologien und Methoden der automatisierten Phänotypisierung gewonnen werden können.
Der Artikel schließt mit dem klaren Appell, dass die genetische Komplexität nicht länger ignoriert oder vereinfacht werden sollte. Stattdessen müsse sie als grundlegender Bestandteil der biologischen Forschung betrachtet werden, um ein tieferes Verständnis für evolutionäre Prozesse sowie für die biologischen Grundlagen komplexer Merkmale und Erkrankungen zu erlangen. Die Wissenschaftler betonen, dass nur durch eine solche integrative Herangehensweise die Herausforderungen, die die genetische Vielfalt mit sich bringt, angemessen adressiert werden können.
