Eine alternde Zelle macht erhebliche Veränderungen durch: Defekte Proteine werden nicht mehr beseitigt, Mitochondrien – die Kraftwerke der Zelle – funktionieren nicht mehr richtig, die Zellen verlieren ihre Fähigkeit auf Nährstoffe zu reagieren. Alle diese Defekte verkürzen unsere Lebensdauer. Auf den ersten Blick scheinen sie auf zellulärer Ebene nichts miteinander zu tun zu haben. „Tatsächlich sind diese Alterungserscheinungen untereinander stark verknüpft“, sagt Adam Antebi, Direktor des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns.
„Wir haben ein Netzwerk aus Regulatoren gefunden, das alle diese unterschiedlichen zellulären Prozesse miteinander verbindet.“ Für ihre Untersuchungen nutzen die Forscher den Rundwurm Caenorhabditis elegans, ein häufig verwendeter Modellorganismus in der Altersforschung.
Caenorhabditis elegans als Modellorganismus
Alles begann mit einer Entdeckung, welche die Wissenschaftler bereits vor einigen Jahren gemacht hatten: Rundwürmer leben viel länger, wenn man ihnen ihre Keimzellen, aus denen später die Spermien und Eier hervorgehen, entfernt. „Wir wussten damals nicht, warum das passiert“, erklärt Antebi. Um genau dieser Frage nachzugehen, schalteten die Forscher bestimmte Gene im Wurm aus und testeten, ob die vorher langlebigen Würmer nun nur noch kurz lebten. Wenn dies der Fall war, nahmen sie an, dass sie ein Gen gefunden hatten, das die Lebenszeit verlängert. Am Ende hatten die Wissenschaftler eine Liste von Proteinen, welche das Leben verlängern. Viele von ihnen gehören zu den sogenannten Transkriptionsfaktoren – Proteine, die im Zellkern andere Gene an- und abschalten können.
Transkriptionsfaktoren arbeiten zusammen
Die entdeckten Transkriptionsfaktoren scheinen alle miteinander zusammen zu arbeiten. „Wir haben herausgefunden, dass sich alle diese Transkriptionsfaktoren gegenseitig regulieren und unterstützen. Tatsächlich arbeiten sie wie in einem Netzwerk zusammen“, sagt Antebi. Dieses Netzwerk beeinflusst unterschiedliche Prozesse in den Wurm-Zellen: das Recycling System, die Verdauung und die Wahrnehmung von Nährstoffen. „Am Ende läuft es immer darauf hinaus, dass sich der Stoffwechsel des
Wurmes ändert. Der Stoffwechsel ist der Prozess, bei dem aufgenommene Nährstoffe im Körper in die benötigten Bausteine und Energie umgewandelt werden.“ Mit ihrer Untersuchung haben die Wissenschaftler einen ersten Einblick bekommen, wie Fortpflanzung, Stoffwechsel und Lebenszeit miteinander verflochten sind. (idw, red)
Literatur:
Shuhei Nakamura, Özlem Karalay, Philipp S. Jäger et al.: Mondo complexes regulate TFEB via TOR inhibition to promote longevity in response to gonadal signals. Nature Communications 2016, 7, DOI:10.1038/ncomms10944
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