Wissenschaftler lüften Geheimnis des Alterns: Genlänge ist der entscheidende Faktor

Wissenschaftler glauben, das Geheimnis des Alterns geknackt zu haben.

Größere genetische Analysen von Menschen, Nagetieren und Fischen haben gezeigt, dass die Länge ihrer DNA in direktem Zusammenhang mit ihrem biologischen Alter steht.

Kürzere Gene wurden mit einer kürzeren Lebensdauer in Verbindung gebracht, während längere Gene mit besserer Gesundheit und Langlebigkeit in Verbindung gebracht wurden.

Wissenschaftler glauben, dass, wenn sie diesen Mechanismus kapern können, der Weg für Jungbrunnen-Medikamente geebnet werden könnte, die das Altern verlangsamen oder sogar umkehren könnten.

Dr. Thomas Stoeger, Hauptautor der Studie von der Northwestern University in Illinois, sagte: „Ich finde es sehr elegant, dass ein einziges, relativ prägnantes Prinzip fast alle Veränderungen der Genaktivität zu erklären scheint, die bei Tieren auftreten, wenn sie altern .‘

Die Länge eines Gens basiert auf der Anzahl der Nukleotide, die es enthält. Jede Nukleotidkette wird in eine Aminosäure übersetzt und bildet ein Protein.

Daher führt ein sehr langes Gen zu einem großen Protein und ein kurzes Gen zu einem kleinen Protein. Eine Zelle muss über eine ausgewogene Anzahl kleiner und großer Proteine ​​verfügen, um Homöostase zu erreichen, und Probleme treten auf, wenn dieses Gleichgewicht aus dem Gleichgewicht gerät.

In der Studie untersuchten die Forscher genetische Daten aus mehreren großen Datensätzen, darunter das Genotype-Tissue Expression Project, eine von den National Institutes of Health finanzierte Gewebebank, die Proben menschlicher Spender zu Forschungszwecken archiviert.

Das Forschungsteam analysierte zunächst Gewebeproben von Mäusen, Ratten und Killifischen unterschiedlichen Alters.

Bei allen Tieren bemerkten die Forscher subtile Veränderungen in Tausenden verschiedener Gene in den Proben.

Das bedeutet, dass nicht nur eine kleine Untergruppe von Genen zum Altern beiträgt. Das Altern hingegen ist durch Veränderungen auf Systemebene gekennzeichnet.

Diese Ansicht unterscheidet sich von gängigen biologischen Ansätzen, die die Auswirkungen einzelner Gene untersuchen.

Seit dem Aufkommen der modernen Genetik im frühen 20. Jahrhundert erwarteten viele Forscher, viele komplexe biologische Phänomene einzelnen Genen zuordnen zu können.

Und obwohl einige Krankheiten, wie Hämophilie, aus Mutationen in einem einzelnen Gen resultieren, muss der enge Ansatz zur Untersuchung einzelner Gene noch zu Erklärungen für die unzähligen Veränderungen führen, die bei neurodegenerativen Erkrankungen und beim Altern auftreten.

Nach Abschluss ihrer Tierversuche wandten sich die Forscher dem Menschen zu. Sie untersuchten Veränderungen in menschlichen Genen im Alter von 30 bis 49, 50 bis 69 und dann 70+.

Messbare Veränderungen der Genaktivität in Abhängigkeit von der Genlänge sind bereits im mittleren Lebensalter des Menschen aufgetreten.

„Es scheint schon früh im Leben etwas los zu sein, aber mit zunehmendem Alter wird es immer ausgeprägter“, sagte Dr. Stoeger.

„Offenbar sind unsere Zellen schon in jungen Jahren in der Lage, Störungen entgegenzuwirken, die zu einem Ungleichgewicht der Genaktivität führen würden. Dann können unsere Zellen plötzlich nicht mehr dagegen ankämpfen.

Luis Amaral von Northwestern, Hauptautor der Studie, sagte: „Das Ergebnis für Menschen ist sehr stark, weil wir mehr Proben für Menschen als für andere Tiere haben.“

„Es war auch interessant, weil alle Mäuse, die wir untersucht haben, genetisch identisch sind, vom gleichen Geschlecht und unter den gleichen Laborbedingungen aufgewachsen sind, aber Menschen sind alle unterschiedlich.

„Sie starben alle an unterschiedlichen Ursachen und in unterschiedlichem Alter. Wir haben männliche und weibliche Proben getrennt analysiert und das gleiche Muster gefunden.

Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, dass sich die Aktivität innerhalb der Zellen mit zunehmendem Alter auf kürzere Gene verschiebt, was das Gleichgewicht stört.

Dies wird bei Menschen mit sehr langen Genen ausgeglichen, da sie längere Proteine ​​in den Zellen zur Verfügung haben.

Dr. Stoeger sagte: „Änderungen in der Genaktivität sind sehr, sehr gering, und diese kleinen Veränderungen betreffen Tausende von Genen.

„Wir fanden heraus, dass diese Veränderung in verschiedenen Geweben und bei verschiedenen Tieren konsistent war.“

Wissenschaftler hoffen, dass die in Nature Aging veröffentlichte Studie die Entwicklung von Therapien zur Verlangsamung oder Umkehrung des Alterns vorantreiben wird.

Gegenwärtig zielen Medikamente eher auf die Symptome als auf die Ursachen des Alterns ab, was Experten des Nordwestens zufolge wie die Verwendung von Schmerzmitteln zur Fiebersenkung ist.

Dr. Amaral sagte: „Fieber kann aus sehr vielen Gründen auftreten. Es kann durch eine Infektion verursacht werden, für deren Heilung Antibiotika erforderlich sind, oder durch eine Blinddarmentzündung, für die eine Operation erforderlich ist.

„Hier ist es dasselbe. Das Problem ist das Ungleichgewicht der Genaktivität. Wenn Sie helfen können, das Ungleichgewicht zu korrigieren, können Sie sich mit den nachgelagerten Folgen befassen.