Auch Zwillinge können durch unterschiedliche Umweltbedingungen verschieden altern. Forschungsteams untersuchen, wie Alterungsprozesse auf Zellebene ablaufen.
Foto: Reuters/Stringer Beijing

Die Suche nach Möglichkeiten, das Leben zu verlängern, prägt Wissenschaft und Kultur schon seit langem. Letztendlich könnte man die Gesundheitsforschung allgemein als Bestreben sehen, möglichst lange und mit hoher Lebensqualität zu bestehen: Immerhin sammeln wir im Laufe eines Lebens auch diverse negative Veränderungen an, die die Entstehung von Krankheiten wie Krebs begünstigen.

In der Zellbiologie beschäftigt man sich anhand diverser Arten von Lebewesen damit, wie Alterungsprozesse aussehen und wie sie verändert werden können. Ein österreichisches Forschungsteam hat sich dabei vor allem drei forschungstechnisch beliebte Modellorganismen angeschaut: Fruchtfliegen, Hefepilze und Fadenwürmer. Und es gelang ihnen, ihr Leben zu verlängern.

Spezialisierte Proteinfabriken

Dafür machten sich die Biotechnologen – Johannes Grillari und Markus Schosserer vom Institut für Molekulare Biotechnologie an der Universität für Bodenkultur Wien – an den Ribosomen zu schaffen. Diese Strukturen sind in einer Zelle essenziell: Sie kümmern sich um das Herstellen von Proteinen, also Eiweißstoffen; die Information, welche Proteine gerade benötigt werden, erhalten sie indirekt von der Erbsubstanz DNA.

"In den letzten Jahren wurde klar, dass dies kein starrer Prozess ist, sondern Ribosomen spezielle Proteine abhängig von den Bedingungen der Umgebung erzeugen. Darüber wussten wir lange nichts", sagt Markus Schosserer, der mit Grillari eine Forschungsgruppe an der Boku leitet. Es entstehen also basierend auf den Umweltbedingungen gewissermaßen spezialisierte Ribosomen. Und diese helfen der Zelle wiederum dabei, möglichst gut und schnell auf die potenziell schädlichen Umwelteinflüsse zu reagieren.

Höheres Alter, bessere Fitness

Bei ihrem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt konzentrierten sich die Forscher auf drei von mehr als 200 möglichen Anpassungen eines einzelnen Bausteins. Dabei stellten sie fest, dass sich die Modifikationen, die die Eiweißherstellung beeinflussen, auch positiv auf den Alterungsprozess der Lebewesen auswirken können: "Wenn man bei Fliegen, Würmern und Hefe einen Eiweißstoff namens NSUN-5 entfernt oder vermindert, erhöht sich deren durchschnittliche Lebensspanne um bis zu 20 Prozent", sagt Schosserer.

Nicht nur das reine Verlängern der Lebenszeit scheint dabei positiv hervorzutreten: Würmer und Fliegen wurden durch diese Umstellung sogar beweglicher. Und bei der Hefe zeigte sich eine bessere Resistenz gegenüber oxidativem Stress, der durch reaktive Sauerstoffverbindungen – Stichwort: freie Radikale – entsteht.

Alterung und Fruchtbarkeit

Interessant ist hierbei auch die Beobachtung, dass sich manche Veränderungen bei einem anderen Protein namens NSUN-1 je nach Alter des Organismus ausprägten. Fadenwürmer höheren Alters lebten durch eine Anpassung der Proteinkonzentration länger, bei jüngeren Exemplaren trat aber eine eher unpraktische Nebenwirkung auf: "Nach einer Modifikation von NSUN-1 in jungen Jahren beobachteten wir hingegen in der Folge verringerte Fruchtbarkeit", sagt Schosserer.

Derzeit wird in einer Studie beobachtet, ob die Ergebnisse auch auf höher entwickelte Tiere wie Mäuse übertragbar sind. Und es sieht ganz danach aus, als gebe es hier einen ähnlichen Effekt.

Die Forschungsergebnisse könnten einmal Eingang in die Praxis finden. Eine Möglichkeit dazu wäre, mit diesen Proteinen neue Marker zur Verfügung zu haben, "um zu sehen, wer altert schneller oder langsamer, und wer ist anfällig für bestimmte Krankheiten", sagt Grillari, der unter anderem das Christian-Doppler-Labor für Biotechnologie der Hautalterung leitet. Die Grundlagenforschung ermöglicht es aber auch auszuloten, in welche Richtung einmal Krankheiten besser oder unterstützend therapiert werden könnten. (red, 28.9.2021)