Keimdrüsen sind vor allem bekannt für ihre Rolle bei der Fortpflanzung des Modellwurms der Genetik und Altersforschung C. elegans. Jetzt haben Forscher des Kölner Max-Planck-Institutes herausgefunden, dass die Zellen auch einen Einfluss auf die Lebenserwartung des jeweiligen Organismus haben. Durch das Entfernen der Keimzellen werde eine Art molekularer Schalter umgelegt, der das Leben der Würmer verlängere, so die Forscher in der Fachzeitschrift „Science“.
Der Rundwurm Caenorhabditis elegans ist ein nicht nur in der Erforschung der Alterungsprozesse beliebter Modellorganismus. Generell kommt er in der Genetik und der Entwicklungsbiologie häufig zum Einsatz und auch die Entdeckung der bereits nobelpreisgekrönten si-RNA ist ihm zu verdanken. Gesteuert durch eine Art “Entwicklungs-Kontroll-Uhr”, entwickelt er sich vom Ei über vier Larvenstadien zum erwachsenen Wurm, wobei sich die einzelnen Stadien unter anderem aufgrund seiner festen Zellzahl gut untersuchen lassen. Hinzu kommt die Einfachheit der Handhabung im Labor. Seine Durchsichtigkeit und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Wirbeltiere und den Menschen machten ihn zu einem der bestuntersuchten Organismen weltweit.
Nun haben Wissenschaftler unter Leitung Adam Antebis vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns mit einem Laser die Keimzellen des Rundwurmes entfernt. Sie entdeckten dabei, dass der verbleibende Teil der Keimdrüse die Produktion von Dafachronsäure auslöst. Dieses Steroidhormon aktiviert sogenannte microRNAs, die wiederum als winzige “molekulare Schalter” funktionieren und auf Gene einwirken. In diesem Falle regulieren sie offenbar Gene, deren Produkte die Langlebigkeit des C. elegans begünstigen.
Umprogrammiert
Antebi und seine Kollegen zeigten bereits früher, dass die Kombination aus dem nachgewiesenen Steroidhormon und den microRNAs die Entwicklung des Wurmes kontrollieren müssten. Erst jetzt konnten sie zeigen, wie das Zusammenspiel abläuft. Dass nämlich durch Entfernung der Gonaden eine Signalkaskade ausgelöst wird, die Elemente der Larvenentwicklung aktiviert. So wird die „Entwicklungs-Kontroll-Uhr“ des Organismus umprogrammiert, was zur verlängerten Lebenszeit führt. Das würde bedeuten, dass eine solche Uhr genau festlegt, wann der Wurm welche Phase, wie lange zu durchleben hat.
Mit diesen Erkenntnissen glauben die Max-Planck-Wissenschaftler, weitere Puzzleteile zu Beschreibung und Verständnis der Regulation von Langlebigkeit hinzugefügt zu haben. Zu klären bleibt jetzt, ob es ein ähnliches Schalter-System auch beim Menschen gibt. Das könnte helfen, den Alterungsprozess auch im menschlichen Organismus zu verstehen. (doi: 10.1126/science.1228967)
(Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, 18.12.2012 – KBE)
