Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae lebt länger, wenn sie mehr von dem Protein Gcn4 produziert und damit die Produktion anderer Proteine herunterfährt.
Basel – Forscher der Universität Basel haben entdeckt, dass das Protein Gcn4 das Leben von Hefezellen verlängert, indem es die Produktion neuer Proteine herunterfährt. Das Verständnis, wie einzelne Gene die Lebensdauer beeinflussen, könnte künftig neue Wege eröffnen, den Alterungsprozess und damit auch das Auftreten altersbedingter Krankheiten zu steuern.
Bis zu 40 Prozent längeres Leben
Ein weiteres Puzzlestück zu diesem Verständnis haben Mihaela Zavolan und Anne Spang nun mit ihren Teams hinzugefügt. Wie Zavolan, Spang und Kollegen im Fachblatt "Nature Communications" berichteten, unterdrückt Gcn4 die Produktion von Bestandteilen der Proteinherstellungs-Maschinerie. Dadurch wird die gesamte energieaufwendige Produktion neuer Proteine heruntergefahren, was die Lebensdauer der Hefezellen um bis zu 40 Prozent verlängert.
Aus früheren Studien war bereits bekannt, dass sich eine Hemmung der Proteinherstellung positiv auf die Lebenserwartung auswirkt. Das wurde beispielsweise bei Hefen, Fliegen, Würmern und Fischen gezeigt.
Hefe im Stresstest
Zu einer solchen Hemmung kommt es beispielsweise, wenn die Zellen einem gewissen Stress ausgesetzt sind, zum Beispiel bei Nährstoffmangel. Bei solchem Stress produzieren die Zellen mehr Gcn4. Welche Rolle dieser Faktor in dem Ganzen spielt, war jedoch zuvor nicht klar. Die Wissenschafter um Zavolan und Spang haben daher Hefezellen verschiedenen Stressbedingungen ausgesetzt und dabei ihre Lebensdauer, die Proteinproduktion und die Bildung von Gcn4 gemessen.
Dabei stellten sie fest, dass die Menge dieses Faktors mit einer höheren Lebensdauer der Hefen zusammenhing. Zudem entschlüsselten sie, welche Gene von diesem Faktor abhängen: Demnach hemmt Gcn4 das Ablesen von Genen, die für die Proteinherstellungs-Maschinerie wichtig sind. Damit wird die gesamte Proteinproduktion der Zelle gedrosselt, was wertvolle Energie spart.
Da Gcn4 bei vielen verschiedenen Lebewesen – von Hefezellen bis zu Säugetieren – vorkommt, spiele dieser Faktor wahrscheinlich bei vielen davon eine Rolle beim Altern, berichteten die Wissenschafter. Als nächstes wollen die Forscher herausfinden, ob dieser Faktor auch bei Säugetieren in Reaktion auf Nährstoffmangel und Stress die Proteinproduktion drosselt – und damit die Lebensdauer erhöht. (APA, red, 10.9.2017)