Gesund bis ins hohe Alter – Genforschung macht Fortschritte

Innerhalb der vergangenen Jahrzehnte verlängerte sich die menschliche Lebenserwartung stetig – doch dies hat leider nicht dazu geführt, dass auch die Gesundheit und Lebensqualität in den gewonnenen Jahren hoch bleiben. Wissenschaftler sind deshalb auf der Suche nach Möglichkeiten, um die Lebensqualität im Alter zu steigern. Ein kürzlich gefundenes Gen in Würmern scheint zu diesem Thema nun neue Antworten zu geben.

Entschlüsselung gesunden Alterns dank diesem Wurm ermöglicht

Während der aktuellen Studie des Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) wurde ein Gen in dem Spulwurm C. Elegans entdeckt, das für ein gesundes Altern des Tieres sorgt. Die Untersuchungsergebnisse wurden in dem englischsprachigen Fachjournal „G3: Genes, Genomes, Genetics“ vorgestellt.
Das Gen elpc-2 übernimmt eine signifikante Rolle bei der Bewahrung der Gesundheit des alternden Wurms. Weist das Gen einen Defekt auf, entwickeln die Tiere mit zunehmendem Alter Bewegungsstörungen. Die Bewegungsfähigkeit in fortgeschrittenem Alter ist ein Indiz für die allgemeine gesundheitliche Verfassung, sowohl bei Würmern als auch bei Menschen. Bei Menschen ist dieses bestimmte Gen konserviert. Wenn sie älter werden, bleibt die Bewegungsfähigkeit bei einigen unverändert, während sie bei anderen immer weiter nachlässt. Den genetischen Ursachen für diese unterschiedlichen Entwicklungen soll nun in naher Zukunft weiter nachgegangen werden.

Details der Untersuchung

Elpc-2 ist jedoch nur eines von vielen Genen, die für gesundes Altern wichtig sind. Anhand eines neuen experimentellen Ansatzes können mehrere hundert Würmer zeitgleich untersucht werden, wodurch zukünftige Forschungsarbeiten erleichtert werden können. Das elpc-2-Gen wird im ganzen Körper des C. elegans exprimiert und leistet einen essenziellen Beitrag für die Bewegungsfähigkeit der älteren Würmer. Da die Tiere keine lange Lebensspanne haben und im Labor einfach manipuliert werden können, eignet sich C. elegans ideal als Untersuchungsmodell in der Altersforschung. Die Wissenschaftler integrierten zufällige Mutationen in das Genom der Würmer. Anschließend wurde anhand der Nachkommen der mutierten Tiere analysiert, welche Mutationen den Gesundheitszustand beeinflussen.
Das Forschungsteam beschäftigte sich mit der Frage, ob die Organismen sich mit zunehmendem Alter weiterhin problemlos zu ihrer Nahrungsquelle bewegen konnten. Dafür wurden die C. elegans in das Zentrum einer Schale gelegt, an dessen Rand das Futter lag. Die Würmer bewegen sich von Natur aus zur Nahrung, wenn ihre Bewegung einwandfrei funktioniert. Alle Tiere, die das Futter innerhalb des ersten Tages nicht erreichten, wurden aus der Untersuchung genommen. Die verbliebenen Versuchsobjekte wurden erneut auf die Probe gestellt, als sie älter wurden – jedes Mal mit derselben Prozedur. In den späteren Tests wurden die Würmer mit Bewegungsstörungen identifiziert und sequenziert, damit ihre DNA mit der ihrer normalen Artgenossen verglichen werden konnte. Auf diese Weise gelang es den Wissenschaftlern Mutationen aufzudecken und die verantwortlichen Gene zu ermitteln.

Entschlüsselung der beteiligten Gene in vollem Gange

Hunderte willkürliche Mutationen zu erstellen war für die Forscher eine leichte Aufgabe, die Effekte der einzelnen Mutationen auf die Bewegungsfähigkeit war jedoch eine komplexere Angelegenheit. Die beschriebene Durchführungsweise des Experiments erlaubte es allerdings Hunderte von Würmern zur gleichen Zeit zu testen. So waren die Forscher in der Lage das Gen elpc-2 und seine beträchtliche Rolle bei der Gesundheit der Tiere zu identifizieren. Elpc-2 kodiert einen Part des Elongatorkomplex. Dieser erfüllt zahlreiche bedeutsame Funktionen im Körper der Würmer, unter Anderem die Steuerung der adäquaten Faltung von Proteinen. Einige dieser Eiweißbausteine haben wiederum eine Rolle bei der Fortbewegung inne. Tieren mit einem schadhaften elpc2-Gen mangelte es an einem funktionierenden Elongatorkomplex. Dies verdeutlicht, warum die Bewegungsfähigkeit beeinträchtigt war. Die Forscher injizierten den Würmern dann eine Kopie des Gens und stellten die volle Bewegung wieder her.
Es wurden noch andere Gene gefunden, die einen starken Effekt auf den Gesundheitszustand der Würmer hatten – allerdings nicht auf die Lebensspanne der Tiere. Die zugrundeliegenden Mutationen hatten also keinen signifikanten Einfluss darauf, wie lange der Wurm lebte – lediglich darauf, wie gut er sich bewegen kann. Damit ist ersichtlich, dass sich Gesundheit und Lebensdauer zwar überschneiden, ihre genetische Grundlage aber voneinander abweicht. Zukünftig sollen nun auch weitere Gene untersucht werden, die für ein gesundes Altern sorgen. Irgendwann wird das Bild der beteiligten Gene schließlich komplett sein, sodass eines Tages mit großer Wahrscheinlichkeit eine Manipulation dieser für eine Verbesserung der Gesundheit beim Menschen möglich wird. Die Forschungsarbeit dafür soll nun am renommierten deutschen Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns fortgeführt werden.

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