Trotz jahrhundertelanger Forschung und Fortschritte in der Medizin gibt es noch viele ungelöste Rätsel, von denen das wichtigste darin besteht, die Ursachen des Alterns zu verstehen und wie wir es verlangsamen oder umkehren können.
Aber eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, könnte endlich Antworten auf diese Fragen gefunden haben.
Forscher der Universität zu Köln haben nicht nur entdeckt, dass die Gentranskription – der Prozess, bei dem eine Zelle eine RNA-Kopie aus einem DNA-Strang erstellt – mit zunehmendem Alter schneller, aber auch weniger präzise und fehleranfälliger wird. Sie fanden auch heraus, dass bestimmte Prozesse uns helfen können, diesen Rückgang umzukehren.
nannte die Ergebnisse eine „große Entdeckung“, sagte Dr. Andreas Beyer, Hauptforscher.
„Es ist ein Twitter-Sturm im Gange“, sagte er Euronews.next. „Einige Kollegen sind wirklich aufgeregt.“
Bevor Bayer und sein Team vor 10 Jahren mit ihrem Forschungsprojekt begannen, betrachtete eine typische Alterungsstudie „nur die differenzielle Genexpression“, sagt Bayer.
Er erklärt, dass frühere Studien Fragen gestellt haben wie: „Wenn Sie älter werden, welche Gene werden aktiviert und welche Gene werden deaktiviert?“ und „Wie verändert das die Regulation oder den Stoffwechsel in der Zelle?“
Aber niemand fragte, wie sich der Transkriptionsprozess selbst mit zunehmendem Alter verändert, eine Fragestellung, die Erkenntnisse liefern könnte, die uns letztendlich helfen könnten, den Rückgang umzukehren oder zu stoppen.
Transkription ist der Schlüssel zu gesundem Altern
Die Transkription steht im Mittelpunkt der Bayer-Forschung, weil es der Prozess ist, bei dem eine Zelle aus einem DNA-Stück eine Kopie der RNA herstellt.
Diese Kopie ist wichtig, weil sie die genetische Information trägt, die benötigt wird, um neue Proteine in der Zelle herzustellen. Proteine bestimmen die Gesundheit und Funktion von Zellen, und dann bauen Zellen alle Lebewesen auf.
Unser Leben lang erneuern sich unsere Zellen, „aber jede Zelle ist anders, und was sie auszeichnet, sind die unterschiedlichen Gene, die in ihr aktiviert werden“, erklärt Bayer. Diese Aktivierung wird Transkription genannt.
Da Gene den Zellen ihren Zweck geben, muss ihre Transkription fehlerfrei sein.
„Sie müssen die richtige Anzahl von Kopien jedes Gens erstellen und eine exakte Kopie der Gensequenz erhalten, aber Sie müssen auch genau die Gene aktivieren, die die Zelle benötigt, um so zu funktionieren, wie sie sollte“, sagte Baer.
Es gibt viele verschiedene Arten von Zellen im menschlichen Körper: Nervenzellen, Muskelzellen, Blutzellen, Hautzellen und so weiter. Da jede Zelle eine andere Funktion erfüllt, wird in jedem Zelltyp ein anderer Satz von Genen aktiviert (transkribiert).
Die „Maschine“ – wie Bayer sie nennt – die für die Herstellung der Transkriptionskopie der Gensequenz von Pol II (RNA-Polymerase II) verantwortlich ist.
Und sein Team entdeckte, dass der Transkriptionsprozess mit zunehmendem Alter schneller wird und diese beschleunigte Transkription dazu führt, dass Pol II mehr Fehler macht und im Wesentlichen „schlechte“ Transkripte erstellt, die zu vielen Krankheiten führen können.
„Wenn Pol II zu schnell wird, macht es mehr Fehler, und dann stimmt die Sequenz nicht mehr mit der Genomsequenz überein. Die Folgen sind ähnlich wie bei Mutationen im Genom selbst“, sagt Baer.
Hören Sie auf, beschädigte Zellen zu kopieren, der zweite große Hack
Frühere Forschungen haben bereits gezeigt, dass eine kalorienarme Ernährung und die Hemmung der Insulinsignalisierung – das Blockieren des Signals zwischen Insulin und Zellen – das Altern verzögern und das Leben vieler Tiere verlängern kann.
In ihren Experimenten versuchte das Team von Bayer herauszufinden, ob dies Auswirkungen auf die Verlangsamung von Pol II und die Verringerung der Anzahl fehlerhafter Kopien hatte.
Die Untersuchung – eine gemeinsame Zusammenarbeit von 26 Personen in sechs verschiedenen Labors – arbeitete zunächst mit Würmern, Mäusen und Fruchtfliegen, die gentechnisch verändert wurden, um die Insulinsignalisierung zu hemmen, und auch mit Mäusen mit kalorienreduzierter Ernährung, um die Zelltranskriptionsleistung im Alter zu bestimmen. . In beiden Fällen reagierte und fuhr Paul 2 langsamer und machte weniger Fehler.
Bayer und sein Team verfolgten dann das Überleben von Fruchtfliegen und Würmern, die die Mutation trugen, die Pol II verlangsamte, und die Tiere lebten 10 bis 20 Prozent länger als ihre nicht mutierten Gegenstücke.
Als die Forscher Mutationen in den Würmern durch Gen-Editierung rückgängig machten, verkürzte sich die Lebensdauer der Tiere, was zu einem kausalen Zusammenhang führte.
Um ihr Experiment am Menschen zu testen, arbeiteten sie an Blutproben von sehr jungen und sehr alten Menschen.
„Als wir im Labor junge Zellen mit sehr alten Zellen verglichen, haben wir genau die gleichen Ergebnisse erhalten“, sagte Argyris Papantonis, einer der leitenden Forscher, gegenüber Euronews.next.
Die artenübergreifenden Ergebnisse bestätigen, dass es sich um „ein allgemeines Phänomen handelt, das für das Altern gilt und nicht spezifisch für das einzelne Modell von beispielsweise Fliegen ist“, sagte Bayer.
„Unsere Studie weist zum Beispiel darauf hin, dass eine gesunde Ernährung oder dieser kalorienreduzierte Eingriff die Transkriptionsqualität der RNA-Produktion in der Zelle verbessern würde, was sich dann langfristig positiv auf die Zellen auswirken würde.“
die Ergebnisse Es kann helfen, das Auftreten von Krebs zu verhindern, bemerkt Papantonis, weil es „eine spät einsetzende Fehlerkrankheit ist. Fehler einzuschränken kann eine Möglichkeit sein, das Auftreten von Krebs oder Krankheiten im fortgeschrittenen Alter zu reduzieren.“
Es kann uns auch ermöglichen, „das Altern besser zu verstehen, besser zu verstehen, was passiert, wenn wir älter werden“ und letztendlich „Interventionen besser zu verstehen, die meiner Meinung nach neue Möglichkeiten eröffnen, das Altern zu verzögern oder ein gesundes Altern zu verlängern“, sagte Bayer.
