Eine neue Studie aus Deutschland hat möglicherweise Antworten auf alte Fragen gefunden: Was treibt das Altern an und was können wir tun, um es umzukehren?
Trotz jahrhundertelanger Forschung und Fortschritte in der Medizin bleiben immer noch viele Rätsel ungelöst. Das wichtigste davon ist das Verständnis darüber, was die Alterung verursacht und wie wir sie verlangsamen oder umkehren können.
WERBUNGDoch eine neue Studie eines deutschen Wissenschaftlerteams, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, könnte endlich Antworten auf diese Fragen gefunden haben.
Forscher der Universität zu Köln in Deutschland haben nicht nur herausgefunden, dass die Gentranskription – der Prozess, bei dem eine Zelle eine RNA-Kopie eines DNA-Strangs erstellt – mit zunehmendem Alter schneller, aber auch weniger präzise und fehleranfälliger wird; Sie fanden auch heraus, dass bestimmte Prozesse uns dabei helfen könnten, diesen Rückgang umzukehren.
„Das ist bisher der einzige Aha-Moment in meinem Leben. Ich meine, das ist eine Art Entdeckung, die man nicht jeden zweiten Tag macht“, sagte Dr. Andreas Beyer, der leitende Forscher, und bezeichnete die Ergebnisse als „großartig“. Entdeckung”.
„Es gibt einen Sturm auf Twitter. Einige Kollegen sind sehr aufgeregt“, sagte er gegenüber Euronews Next.
Bevor Beyer und sein Team vor zehn Jahren mit ihrem Forschungsprojekt begannen, befasste sich die typische Alterungsstudie „nur mit der differenziellen Genexpression“, sagt Beyer.
Frühere Studien, erklärt er, stellten Fragen wie „Welche Gene werden mit zunehmendem Alter aktiviert und welche ausgeschaltet?“ und „Wie verändert sich dadurch die Regulation bzw. der Stoffwechsel in der Zelle?“
Aber niemand fragte, wie sich der Transkriptionsprozess selbst mit zunehmendem Alter verändert, eine Untersuchung, die Erkenntnisse liefern könnte, die uns letztendlich dabei helfen könnten, den Niedergang umzukehren oder zu stoppen.
Transkription, der Schlüssel zu gesundem Altern
Die Transkription ist für Beyers Forschung von grundlegender Bedeutung, da es sich um den Prozess handelt, bei dem eine Zelle eine RNA-Kopie eines DNA-Stücks erstellt.
Diese Kopie ist wichtig, da sie die genetische Information trägt, die zur Herstellung neuer Proteine in einer Zelle erforderlich ist. Proteine bestimmen die Gesundheit und Funktion der Zellen, und Zellen strukturieren dann alles Lebewesen.
Im Laufe unseres Lebens regenerieren sich unsere Zellen, „aber jede Zelle ist anders, und was sie unterscheidet, sind die unterschiedlichen Gene, die in ihr aktiviert werden“, erklärt Beyer. „Diese Aktivierung nennt man Transkription“.
Da Gene den Zellen ihren Zweck geben, muss ihre Transkription fehlerfrei sein.
WERBUNG„Man muss für jedes Gen die richtige Menge an Transkripten erstellen und über eine exakte Kopie der Gensequenz verfügen, aber man muss auch genau die Gene aktivieren, die die Zelle benötigt, um so zu funktionieren, wie sie sollte“, sagte Beyer.
Im menschlichen Körper gibt es viele verschiedene Arten von Zellen: Nervenzellen, Muskelzellen, Blutzellen, Hautzellen und so weiter. Und da jede Zelle eine andere Funktion erfüllt, werden in jedem Zelltyp unterschiedliche Gene aktiviert (transkribiert).
Die „Maschine“, wie Beyer sie nennt, die für die Erstellung der Transkriptionskopie der Gensequenzen verantwortlich ist, heißt Pol II (RNA-Polymerase II).
Und was sein Team herausfand, war, dass der Transkriptionsprozess mit zunehmendem Alter schneller wird, und diese beschleunigte Transkription führt dazu, dass Pol II mehr Fehler macht, was zu im Wesentlichen „schlechten“ Kopien führt, die zu zahlreichen Krankheiten führen können.
„Wenn Pol II zu schnell wird, macht es mehr Fehler und dann ist die Sequenz nicht mehr identisch mit der Genomsequenz. „Die Folgen sind ähnlich wie bei Mutationen im Genom selbst“, sagte Beyer.
WERBUNGStoppen fehlerhafter Zellkopien
Frühere Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass eine kalorienarme Ernährung und die Hemmung der Insulinsignalisierung – die Blockierung des Signals zwischen Insulin und Zellen – bei vielen Tieren das Altern verzögern und die Lebensdauer verlängern kann.
In ihren Experimenten wollte Beyers Team herausfinden, ob diese Auswirkungen haben, um die Geschwindigkeit von Pol II zu verlangsamen und die Anzahl fehlerhafter Kopien zu verringern.
Die Untersuchung – eine gemeinsame Zusammenarbeit von 26 Personen in sechs verschiedenen Labors – wurde zunächst mit Würmern, Mäusen und Fruchtfliegen durchgeführt, die genetisch verändert wurden, um die Insulinsignalisierung zu hemmen, sowie mit Mäusen, die eine kalorienarme Diät einnahmen, um die Leistung der Zelltranskription im Alter zu bestimmen . In beiden Fällen reagierte Pol II langsamer und machte weniger Fehler.
Beyer 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 Artgenossen.
Als die Forscher die Mutationen bei Würmern mithilfe von Genbearbeitung rückgängig machten, verkürzte sich die Lebensspanne der Tiere, was einen ursächlichen Zusammenhang herstellte.
WERBUNGUm ihr Experiment am Menschen zu testen, arbeiteten sie mit Blutproben von jungen und alten Menschen.
„Und als wir die jungen Zellen in vitro mit den sehr alten Zellen verglichen, erhielten wir genau die gleichen Ergebnisse“, sagte Argyris Papantonis, einer der Hauptforscher, gegenüber Euronews Next.
Die artenübergreifenden Ergebnisse bestätigen, dass es sich „tatsächlich um ein allgemeines Phänomen handelt, das sich auf das Altern bezieht und nicht nur auf ein einzelnes Modell beispielsweise von Fliegen beschränkt ist“, sagte Beyer.
„Unsere Studie besagt, dass beispielsweise eine gesunde Ernährung oder dieser Eingriff zur Kalorienrestriktion die Qualität der Transkription der RNA-Produktion in der Zelle verbessern würde. Und dies hätte dann auf lange Sicht positive Auswirkungen auf die Zellen.“ “.
Die Ergebnisse könnte dazu beitragen, die Entstehung von Krebs zu verhindern, stellt Papantonis fest, da „es aufgrund von Fehlern eine Krankheit im späten Lebensalter ist. Die Einschränkung von Fehlern könnte eine Möglichkeit sein, die Entstehung von Krebs oder Krankheiten im späten Lebensalter einzudämmen.“
Sie könnten es uns auch ermöglichen, „das Altern besser zu verstehen, besser zu verstehen, was passiert, wenn wir altern“ und letztendlich „Interventionen besser zu verstehen, die meiner Meinung nach neue Möglichkeiten zur Verzögerung des Alterns oder zur Ausweitung eines gesunden Alterns eröffnen“, sagte Beyer.