Zellmüll verzögert Alterung

Eine reduzierte Müllentsorgung in Zellen kann offenbar von Vorteil sein und den Alterungsprozess verzögern. Das berichtet jetzt ein Kölner Forscherteam in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Cell Biology“. Die Ergebnisse zeigen, wie die einzelne Zelle zur Lebenserwartung beiträgt – zumindest beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans.

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Die letzten zwei Jahrzehnte der Alternsforschung haben zu der Erkenntnis geführt, dass Alterung nicht nur eine Folge zufälliger Schäden ist, die sich über die Jahre in den Körperzellen ansammeln. Alterung wird auch von genetischen Programmen kontrolliert. Diese Programme wirken sich nicht nur auf die Lebensdauer aus, sondern beeinflussen auch bestimmte Entwicklungsprozesse.

Regulation der Alterung enthüllt

Nun haben Professor Thorsten Hoppe und sein Team von der Universität Köln Faktoren des zellinternen Ubiquitin/Proteasom Systems gefunden, die eine wesentliche Rolle bei der Regulation der Alterung spielen. Bedeutende Grundbausteine aller Zellen sind Eiweiße oder Proteine, die die Lebensfunktion eines Organismus koordinieren. Ein Protein ist aus einzelnen Aminosäuren aufgebaut, deren Reihenfolge die Struktur und Funktion bestimmen. Geschädigte Proteine zerstören die Balance der Zelle und können miteinander verklumpen – die Folge sind neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder Parkinson.

Dass fehlerhafte Proteine nicht sofort zum Zelltod führen und in begrenzten Mengen für den Menschen nicht schädlich sind, verdanken wir den Kölner Forschern zufolge der zellulären Qualitätskontrolle. Sie steuert einerseits die Reparatur defekter Proteine, andererseits werden irreparable Proteine mit dem Protein Ubiquitin für den Abbau im Fleischwolf der Zelle, dem Proteasom, markiert.

Fadenwurm als Studienobjekt

Hoppe‘s Team am Institut für Genetik/CECAD versucht herauszufinden, wie dieses Ubiquitin-/Proteasom System reguliert wird, für welche entwicklungsspezifischen Funktionen der Zelle es von Bedeutung ist und wie es dabei Alterungsprozesse beeinflusst. Als Studienobjekt dient der nur einen Millimeter große Fadenwurm Caenorhabditis elegans – ein Vielzeller, der besonders leicht genetisch zu manipulieren ist und bereits grundlegende Ähnlichkeit zum Menschen aufweist.

Mittlerweile kennt man verschiedene genetische Programme, die für die Lebenserwartung von Bedeutung sind. Für das korrekte „timing“ des Alterns müssen die einzelnen Enzyme/Proteine, die an diesen Signalwegen beteiligt sind, sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Das Ubiquitin/Proteasom System wacht über die entwicklungsspezifische Aktivität dieser Maschinerie und drückt den Alterungsregulatoren einen Verfallsstempel auf, wenn diese nicht mehr benötigt werden.

Manipulation der Abbaumaschinerie

Eine Störung dieses Systems führt nach Angaben der Forscher beim Menschen zur Anhäufung und Verklumpung von Proteinen im Gehirn – es kommt zu Bewegungsdefekten und Sprachverlust.

Durch Manipulation der Abbaumaschinerie können Hoppe und Mitarbeiter nun das Verfallsdatum entscheidender Alterungsfaktoren manipulieren, und damit die Lebensdauer verlängern. Daher könnte diese Entdeckung nach Ansicht der Wissenschaftler in der Zukunft für Therapie und Diagnostik degenerativer Alterungserkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder Parkinson interessant werden.

(Universität Köln, 15.02.2011 – DLO)