Hochleistungsprotein steuert gesundes Altern und Lebenserwartung

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Neue Erkenntnisse aus der Alterungsforschung

Jahrtausende lang wurde das Altern als ein unaufhaltsamer Prozess angesehen. Heute sieht die Wissenschaft das Altern als einen biologischen Ablauf an, den man entschlüsseln, verlangsamen und vielleicht auch irgendwann anhalten kann. Forschende auf der ganzen Welt versuchen, der Alterung ihre Geheimnisse zu entlocken. Nun hat ein deutsches Forschungsteam ein leistungsstarkes Protein entdeckt, dass eine Schlüsselrolle im Alterungsprozess zu spielen scheint.


Eine Gruppe des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie (BIMSB) hat einen epigenetischen Mechanismus entschlüsselt, der entscheidenden Einfluss auf ein gesundes Altern hat. Es handelt sich dabei um das Protein LIN-53, dass die Funktionsfähigkeit der Muskeln, die Lebenserwartung und den Spiegel eines essentiellen Zuckers steuert. Somit besitzt dieses Protein erheblichen Einfluss auf das Altern an sich. Die Forschungsergebnisse wurden in dem Fachjournal „Aging Cell“ präsentiert.

Für immer jung bleiben, ein Menschheitstraum oder eine Wissenschaft? (Bild: JenkoAtaman/fotolia.com)

Neues Hochleistungsprotein entdeckt

Die Forschungsgruppe entdeckte das Protein LIN-53 bei Versuchen an dem Rundwurm Caenorhabditis elegans, aus der Gruppe der Fadenwürmer (Nematoden). Wurde das Protein entfernt, traten bei den Würmern schwerwiegende Muskelschäden, eingeschränkte Beweglichkeit und ein vorzeitiger Tod ein. Bei genaueren Analysen fand das Team heraus, dass LIN-53 an zwei Signalwege beteiligt ist, die den Alterungsprozess steuern. „Das ist ein Schlüssel zum Verständnis der menschlichen Gesundheit und von altersbedingten Erkrankungen wie beispielsweise Muskeldystrophie“, betont Laborleiter Dr. Baris Tursun.

Was unterscheidet LIN-53 von anderen Proteinen?

Laut dem Studienteam ist LIN-53 ein ganz besonderes Protein. Es ist in der Lage, sich direkt an sogenannte Histone zu binden. Histone sind Moleküle, die sich direkt an die DNA-Stränge binden und sich eng an diese anschmiegen, um in den Zellkern zu passen. Veränderungen an den Histonen sorgen dafür, dass bestimmte Gene aktiviert oder deaktiviert werden. Somit kann LIN-53 Histone beeinflussen, die wiederum die DNA beeinflussen, was sich folglich auf die Gene auswirkt. Die grundlegende DNA-Sequenz wird den Forschenden zufolge hierdurch jedoch nicht verändert.

Vom Wurm zum Menschen

Seine Erkenntnisse gewann das Forschungsteam am Modell von Nematoden. Diese Rundwürmer sind die primären Modellorganismen in der Alterungsforschung, da viele ihrer Gene hochgradig konserviert sind oder artenübergreifend gefunden werden. „Es ist ein so kleiner Organismus und trotzdem sind menschliche Gewebe, Signalwege und Genregulation ähnlich“, berichtet die Erstautorin der Studie Stefanie Müthel. Aus diesem Grund könne man die Ergebnisse auch auf den Menschen übertragen.

Bindeglied zwischen Lebenserwartung und Gesundheitsspanne

LIN-53 wurde als wichtiger Faktor für eine gesunde Muskulatur und für die Lebensspanne herauskristallisiert. Das Protein beeinflusst gleich zwei entscheidende Proteinkomplexe (NuRD und Sin3), die massiven Einfluss auf die Entwicklung der Muskulatur und die Lebenserwartung haben. Da LIN-53 das erste Protein ist, das nach derzeitigem Wissensstand an beiden Signalwege beteiligt ist, bezeichnet das Studienteam das Protein als Bindeglied zwischen Lebenserwartung und Gesundheitsspanne.

Einfluss auf die Zuckerbildung?

Darüber hinaus könnte LIN-53 auch eine Rolle im Zuckerhaushalt spielen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erkannten, dass das Protein in Interaktion mit dem Sin3-Komplex den Stoffwechsel reguliert. Würmer, bei denen LIN-53 entfernt wurde, hatten nur geringe Mengen eines Zuckers namens Trehalose in ihrem Körper. Dieser Zucker besteht nur aus zwei Glukosemolekülen und ist laut Forschungsteam bei wirbellosen Tieren für eine normale Lebenserwartung unerlässlich. Das genaue Zusammenspiel zwischen LIN-53, dem Sin3-Komplex und der Zuckerbildung muss jedoch in weiteren Studien genauer ergründet werden. „Sobald wir die Zusammenhänge zwischen dem Altern und allen begleitenden nachteiligen Auswirkungen kennen, können wir überlegen, wie wir sie voneinander abkoppeln können“, resümiert Laborleiter Tursun. (vb)

Autor:
Diplom-Redakteur (FH) Volker Blasek
Quellen:
  • Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft: A genetic chaperone for healthy aging? (Abruf: 09.08.2019), EurekAlert
  • Müthel, Stefanie / et al.: The conserved histone chaperone LIN-53 is required for normal lifespan and maintenance of muscle integrity in Caenorhabditis elegans, Aging Cell, 2019, Aging Cell