Das MTHFR-Gen kodiert das Enzym Methylentetrahydrofolatreduktase (MTHFR). Das Enzym katalysiert die Reduktion von 5,10-Methylentetrahydrofolat zu 5-Methyltetrahydrofolat, einem wichtigen Derivat bei der Umwandlung von Homocystein zu Methionin. Eine thermolabile Variante des Enzyms Methylentetrahydrofolatreduktase (MTHFR), die eine reduzierte Enzymaktivität aufweist, ist die häufigste genetische Ursache für erhöhte Homocysteinwerte im Plasma (Hyperhomocysteinämie). Ein moderat bis intermediär erhöhter Homocysteinspiegel ist häufig und wird bei 5-7% der Bevölkerung beobachtet. Die häufigste genetische Variante im MTHFR-Gen ist der 677C>T Polymorphismus (NM_005957.4:c.665C>T, rs1801133). Diese Genvariante führt zu einer vermehrten Thermolabilität des Enzyms, das bei höheren Temperaturen weniger aktiv ist. Personen, die diese Variante auf beiden elterlichen Genkopien tragen («TT homozygot»), neigen im Vergleich zu Kontrollen zu einem höheren Homocysteinspiegel und einem niedrigeren Serumfolatspiegel. Ca. 16 % der Bevölkerung sind homozygote Anlageträger für die Variante 677C>T. Bei heterozygoten Trägern der Variante 677C>T («TC heterozygot») trägt die Person nur auf einem der beiden elterlichen Genkopien an Position 677 ein T, auf dem anderen Allel trägt sie an dieser Stelle ein C. Diese Situation betrifft ca. 40 % der Bevölkerung. Bei diesen Personen ist der Homocysteinspiegel allenfalls leicht erhöht. Eine weitere häufige MTHFR-Variante, 1298A>C (NM_005957.4:c.1286A>C, rs1801131), hat allein keinen Einfluss auf den Homocysteinspiegel, sondern ist nur in Kombination mit der Variante 677C>T mit höheren Homocysteinwerten assoziiert. Sie wird aktuell als milder als die «thermolabile» Variante c.665C>T eingeschätzt. Wenn der Homocysteinspiegel erhöht ist, können TT-Homozygote ein leicht erhöhtes Risiko für Venenthrombosen oder Fehlgeburten haben.