Trotz jahrhundertelanger medizinischer Forschung und Fortschritte bleiben viele Rätsel ungelöst. Verstehen Sie zunächst, was die Alterung verursacht und wie wir sie verlangsamen oder umkehren können. Doch eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, könnte endlich Antworten auf diese Fragen finden.

Forscher der Universität zu Köln in Deutschland haben herausgefunden, dass nicht nur die Gentranskription – der Prozess, bei dem eine Zelle eine RNA-Kopie eines DNA-Stücks erstellt – mit zunehmendem Alter schneller wird, ungenauer und fehleranfälliger wird, sondern auch mehrere Prozesse können uns helfen, diesen Rückgang umzukehren.

„Das ist bisher die einzige große Entdeckung meines Lebens. Ich meine, solche Entdeckungen macht man nicht alle Tage“, sagte Andreas Beyer, Hauptforscher im Wissenschaftlerteam, und nannte den Fund „eine bahnbrechende Entdeckung“. „Auf Twitter herrscht große Aufregung. „Einige ihrer Kollegen waren sehr begeistert“, sagte er gegenüber Euronews Next.

Bevor Beyer und sein Team vor zehn Jahren mit ihrem Forschungsprojekt begannen, befassten sich die meisten Studien zum Alter „nur mit der differenziellen Genexpression“, sagt Beyer.

Frühere Studien, erklärte er, hätten meist Fragen gestellt wie: „Welche Gene schalten sich mit zunehmendem Alter ein und welche aus?“ und „Wie verändern sich Bewegung oder Stoffwechsel in Zellen, wenn wir älter werden?“

Aber niemand fragt sich, wie sich der Transkriptionsprozess selbst mit dem Alter verändert, wann Stattdessen sind es Stränge, die Erkenntnisse liefern können, die uns letztendlich helfen, den altersbedingten Verfall aufzuhalten oder sogar umzukehren.

Transkript, der Schlüssel zu gesundem Altern

Die Transkription ist von zentraler Bedeutung für die Forschung, da es sich um den Prozess handelt, bei dem eine Zelle eine RNA-Kopie aus einem DNA-Stück erstellt. Diese Kopie ist wichtig, da sie die genetische Information enthält, die für die Herstellung neuer Proteine ​​in der Zelle erforderlich ist. Protein bestimmt die Gesundheit und Funktion der Zellen, aus denen alle Lebewesen bestehen.

Im Laufe unseres Lebens regenerieren sich unsere Zellen, „aber jede Zelle ist anders, und was sie unterscheidet, sind die unterschiedlichen Gene, die in ihnen aktiviert werden“, erklärt Beyer. „Diese Aktivierung nennt man Transkription.“ Da Gene den Zellen ihren „Zweck“ geben, muss ihre Transkription perfekt sein.

„Man muss für jedes Gen die richtige Menge an Transkripten erstellen, um die richtige Kopie der Gensequenz zu erhalten, aber man muss auch das richtige Gen aktivieren, das die Zelle benötigt, um so zu funktionieren, wie sie sollte“, erklärt Beyer.

Im menschlichen Körper gibt es viele Arten von Zellen: Nervenzellen, Muskelzellen, Blutzellen, Hautzellen und so weiter. Und da jede Zelle eine andere Funktion erfüllt, wird in jedem Zelltyp ein anderer Satz von Genen aktiviert (oder transkribiert).

Die „Maschine“ (wie Beyer sie nannte), die für die Erstellung transkriptioneller Kopien von Gensequenzen verantwortlich ist, heißt Pol II (RNA-Polymerase II).

Und sein Team fand heraus, dass sich der Transkriptionsprozess mit zunehmendem Alter beschleunigte. Diese beschleunigte Transkription führt dazu, dass Pol II mehr Fehler macht, was im Wesentlichen zu „fehlerhaften“ Kopien führt, die zu vielen Krankheiten führen können.

„Wenn Pol II zu schnell geht, macht es mehr Fehler, sodass die Sequenz nicht mehr mit der Genomsequenz identisch ist. „Die Folgen ähneln denen, die auftreten, wenn es Mutationen im Genom selbst gibt“, sagte Beyer.

Schluss mit schlechten Kopien, zweite große Erfindung

Frühere Studien haben gezeigt, dass kalorienarme Diäten und die Hemmung der Insulinsignalisierung durch Blockierung der Signale zwischen Insulin und Zellen bei vielen Tieren das Altern verzögern und die Lebensdauer verlängern können. Mit ihrem Experiment wollte Beyers Team herausfinden, ob diese Diät einen Einfluss auf die Geschwindigkeit von Pol II hat, um letztendlich die Anzahl kaputter Kopien zu reduzieren.

Die Untersuchungen, eine gemeinsame Zusammenarbeit von 26 Personen in sechs verschiedenen Labors, führten die ersten Experimente mit genetisch veränderten Würmern, Mäusen und Fruchtfliegen durch, um die Insulinsignalisierung zu hemmen, sowie mit Mäusen auf einer kalorienarmen Diät, um die zelluläre Transkriptionsleistung im Alter zu bestimmen. . In beiden Fällen reagierte Pol II langsamer und machte weniger Fehler.

Beyer und sein Team überwachten dann das Überleben von Fruchtfliegen und Würmern, die Mutationen trugen, die Pol II verlangsamten, und die Tiere lebten 10 bis 20 % länger als ihre nicht mutierten Artgenossen.

Als die Forscher mithilfe von Genbearbeitung die Mutationen in den Würmern rückgängig machten, verkürzte sich die Lebensspanne der Tiere und stellte so einen Ursache-Wirkungs-Zusammenhang her.

Um ihre Experimente am Menschen zu testen, arbeiteten die Wissenschaftler mit Blutproben von jungen und alten Menschen.

„Wenn wir in vitro junge Zellen mit sehr alten Zellen vergleichen, erhalten wir genau die gleichen Ergebnisse“, sagte Argyris Papantonis, einer der leitenden Forscher, gegenüber Euronews Next.

Daher bestätigen die Querverweisergebnisse, dass es sich „tatsächlich um ein allgemeines Phänomen handelt, das für das Altern gilt, und nicht nur spezifisch für ein einzelnes Modell, etwa Fliegen“, sagte Beyer.

„Unsere Studie ergab, dass beispielsweise eine gesunde Ernährung oder eine kalorienreduzierte Ernährung die Transkriptqualität der RNA-Produktion in Zellen verbessern würde. Und das wird sich dann langfristig positiv auf die Zelle auswirken.“

Diese Erkenntnisse können dazu beitragen, die Entstehung von Krebs zu verhindern, sagt Papantonis, als „ein Altersfehler.“ Die Einschränkung von Fehlern könnte eine Möglichkeit sein, das Auftreten von Krebs oder Krankheiten im späteren Leben zu begrenzen.“

Diese Entdeckungen ermöglichen es uns auch, „das Altern besser zu verstehen, besser zu verstehen, was passiert, wenn wir älter werden“ und letztendlich „mehr bevorstehende Entdeckungen zu verstehen, die meiner Meinung nach neue Möglichkeiten eröffnen, das Altern zu verzögern oder ein gesundes Altern zu erreichen“, schloss Beyer.