Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben gemeinsam mit Kollegen aus Jena unter 40.000 Genen dreier verschiedener Organismen einzelnen Gene identifiziert, die am körperlichen Altern beteiligt sind. „Beeinflusst man nur eines dieser Gene, verlängert sich die gesunde Lebensspanne von Versuchstieren und möglicherweise auch des Menschen.“
Wie das Team um den ETH-Professor Dr. Michael Ristow und vom Konsortium „JenAge“ (bestehend aus Forschern des Leibniz-Instituts für Alternsforschung, des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie sowie der Friedrich-Schiller-Universität und des Universitätsklinikums Jena) aktuell im Fachjournal „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/ncomms10043) berichten, haben sie die Genome von drei unterschiedlichen Organismen systematisch nach den Genen abgesucht, die mit dem Alterungsprozess in Verbindung stehen, in allen drei der untersuchten Arten vorkommen und dementsprechend von Genen eines gemeinsamen Vorfahren abstammen. „Diese sog. orthologen Gene sind sehr nahe miteinander verwandt, obwohl sie in unterschiedlichen Organismen vorliegen, und kommen auch alle im Menschen vor.“ Untersucht wurden der Fadenwurm C. elegans, Zebrafische und Mäuse.
„Als Maß für die Gen-Aktivität maßen die Forschenden die Menge an Boten-RNS-Molekülen, die in den Zellen dieser Tiere zu finden waren. Die Boten-RNS (englisch: mRNA) ist die Abschrift eines Gens und der Bauplan eines Proteins. Liegen viele Kopien einer Boten-RNS eines bestimmten Gens vor, ist dieses sehr aktiv – das Gen ist ‚hochreguliert‘. Wenige RNS-Kopien werden hingegen als Zeichen von geringer Aktivität gewertet“, erläutert Prof. Ristow.
Anhand statistischer Modelle bildeten die Forscher dann aus diesem Informationsgemenge eine Schnittmenge von Genen, die bei Wurm, Fisch und Maus vergleichbar reguliert waren. Dabei zeigte sich, dass die drei Organismen lediglich 30 Gene, die den Alterungsprozess maßgeblich beeinflussen, gemeinsam haben.
Mit Versuchen, bei denen die Boten-RNS der entsprechenden Gene selektiv blockiert wurden, klärten die Forschenden deren Wirkung auf den Alterungsprozess beim Fadenwurm. Bei einem Dutzend dieser Gene wirkte ihre Blockierung um mindestens fünf Prozent lebensverlängernd.
Als besonders einflussreich erwies sich das bcat-1-Gen: „Blockierten wir die Wirkung dieses Gens, nahm die mittlere Lebensspanne des Fadenwurms markant zu, und zwar um bis zu 25 Prozent“, so Ristow und führt weiter aus: „Das bcat-1-Gen trägt den Code für das gleichnamige Enzym, welches sogenannte verzweigtkettige Aminosäuren abbaut.“
Einen lebensverlängernden Effekt erzielten die Wissenschaftlerinnen auch, wenn sie den Fadenwürmern diese drei Aminosäuren ins Futter mischten: „Allerdings war der Effekt insgesamt geringer ausgeprägt, da das bcat-1-Gen aktiv blieb, sodass diese Aminosäuren fortlaufend abgebaut wurden und ihre lebensverlängernde Wirkung weniger gut entfalten konnten.“
Dass der gleiche Mechanismus wahrscheinlich so auch beim Menschen abläuft, davon sind die Forscher schon jetzt überzeugt: „Wir haben ausschließlich jene Gene gesucht, die evolutionär konserviert sind und deshalb in allen Organismen vorkommen, auch beim Menschen.“
Bislang haben die Wissenschaftler die Auswirkungen auf den Menschen allerdings noch ausgeklammert. Doch eine Folgestudie ist bereits in Planung. Bei dieser könne allerdings „aus offensichtlichen Gründen die Lebenserwartung beim Menschen nicht gemessen werden“, so der ETH-Professor abschließend. Geplant sei aber stattdessen, diverse Gesundheitsparameter wie Cholesterin oder den Blutzuckerspiegel in ihre Untersuchungen einzubeziehen, um Anhaltspunkte für den Gesundheitsstatus der Probanden zu erhalten.
Grundsätzlich sei es aber auch nicht das Ziel der Studie, Menschen noch älter werden zu lassen, sondern ihnen eine längere Gesundheit zu ermöglichen. Hierzu liefere die Untersuchung wichtige Anhaltspunkte dafür, wie der Alterungsprozess beeinflusst und Erkrankungen im Alter wie etwa Diabetes oder Bluthochdruck verhindert werden könnten.
Im Hinblick auf die ungünstige Demografie und die stetig steigende Lebenserwartung sei es wichtig, die Phase gesunden Lebens auszudehnen und nicht, ein noch höheres, aber von chronischen Krankheiten geprägtes Lebensalter zu erreichen, finden die Forscher. Mit derartigen Präventivmaßnahmen könnte ein älterer Mensch seine Lebensqualität erheblich steigern und gleichzeitig die medizinischen Versorgungskosten um mehr als die Hälfte reduzieren.
Quelle: http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/gene-fuer-laengeres-gesuenderes-leben20151201/#sthash.n38iacYZ.dpuf
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| Frühere Vorstellung von einem besseren Alter: Das Gemälde Der Jungbrunnen von Lucas Cranach dem Älteren. Copyright/Quelle: gemeinfrei / Wikimedia commons |
„Als Maß für die Gen-Aktivität maßen die Forschenden die Menge an Boten-RNS-Molekülen, die in den Zellen dieser Tiere zu finden waren. Die Boten-RNS (englisch: mRNA) ist die Abschrift eines Gens und der Bauplan eines Proteins. Liegen viele Kopien einer Boten-RNS eines bestimmten Gens vor, ist dieses sehr aktiv – das Gen ist ‚hochreguliert‘. Wenige RNS-Kopien werden hingegen als Zeichen von geringer Aktivität gewertet“, erläutert Prof. Ristow.
Anhand statistischer Modelle bildeten die Forscher dann aus diesem Informationsgemenge eine Schnittmenge von Genen, die bei Wurm, Fisch und Maus vergleichbar reguliert waren. Dabei zeigte sich, dass die drei Organismen lediglich 30 Gene, die den Alterungsprozess maßgeblich beeinflussen, gemeinsam haben.
Mit Versuchen, bei denen die Boten-RNS der entsprechenden Gene selektiv blockiert wurden, klärten die Forschenden deren Wirkung auf den Alterungsprozess beim Fadenwurm. Bei einem Dutzend dieser Gene wirkte ihre Blockierung um mindestens fünf Prozent lebensverlängernd.
Als besonders einflussreich erwies sich das bcat-1-Gen: „Blockierten wir die Wirkung dieses Gens, nahm die mittlere Lebensspanne des Fadenwurms markant zu, und zwar um bis zu 25 Prozent“, so Ristow und führt weiter aus: „Das bcat-1-Gen trägt den Code für das gleichnamige Enzym, welches sogenannte verzweigtkettige Aminosäuren abbaut.“
Einen lebensverlängernden Effekt erzielten die Wissenschaftlerinnen auch, wenn sie den Fadenwürmern diese drei Aminosäuren ins Futter mischten: „Allerdings war der Effekt insgesamt geringer ausgeprägt, da das bcat-1-Gen aktiv blieb, sodass diese Aminosäuren fortlaufend abgebaut wurden und ihre lebensverlängernde Wirkung weniger gut entfalten konnten.“
Dass der gleiche Mechanismus wahrscheinlich so auch beim Menschen abläuft, davon sind die Forscher schon jetzt überzeugt: „Wir haben ausschließlich jene Gene gesucht, die evolutionär konserviert sind und deshalb in allen Organismen vorkommen, auch beim Menschen.“
Bislang haben die Wissenschaftler die Auswirkungen auf den Menschen allerdings noch ausgeklammert. Doch eine Folgestudie ist bereits in Planung. Bei dieser könne allerdings „aus offensichtlichen Gründen die Lebenserwartung beim Menschen nicht gemessen werden“, so der ETH-Professor abschließend. Geplant sei aber stattdessen, diverse Gesundheitsparameter wie Cholesterin oder den Blutzuckerspiegel in ihre Untersuchungen einzubeziehen, um Anhaltspunkte für den Gesundheitsstatus der Probanden zu erhalten.
Grundsätzlich sei es aber auch nicht das Ziel der Studie, Menschen noch älter werden zu lassen, sondern ihnen eine längere Gesundheit zu ermöglichen. Hierzu liefere die Untersuchung wichtige Anhaltspunkte dafür, wie der Alterungsprozess beeinflusst und Erkrankungen im Alter wie etwa Diabetes oder Bluthochdruck verhindert werden könnten.
Im Hinblick auf die ungünstige Demografie und die stetig steigende Lebenserwartung sei es wichtig, die Phase gesunden Lebens auszudehnen und nicht, ein noch höheres, aber von chronischen Krankheiten geprägtes Lebensalter zu erreichen, finden die Forscher. Mit derartigen Präventivmaßnahmen könnte ein älterer Mensch seine Lebensqualität erheblich steigern und gleichzeitig die medizinischen Versorgungskosten um mehr als die Hälfte reduzieren.
Quelle: http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/gene-fuer-laengeres-gesuenderes-leben20151201/#sthash.n38iacYZ.dpuf
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