Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schlüsselprotein im Alterungsprozess

05.02.2008
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken Protein, das möglicherweise die Zellalterung aufhalten kann

Mit steigender Lebenserwartung in den Industriestaaten nimmt auch das Risiko für Alterskrankheiten zu. Die Frage, wie wir gesund Altern können, rückt daher in den Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Die molekularen Mechanismen der Alterung sind noch weitgehend unverstanden. Neben der zunehmenden Erlahmung der körpereigenen Reparaturmechanismen scheint eine verminderte Resistenz gegenüber zellulären Stressreizen ein wichtiger Grund für das fortschreitende Altern zu sein. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun ein Protein identifiziert, das für die Regulation der zellulären Antwort auf Stress verantwortlich ist. (Circulation Research, online 31. Januar 2008)


Degeneration des Herzmuskels bei Sirt7-Knockout-Mäusen: Im Fluoreszenzmikroskop wird in histologischen Präparaten die massive Einlagerung von Collagen III (grün) bei den Sirt7-Knockout-Mäusen (rechts) deutlich - ein Anzeichen für Fibrose. Herzmuskelzellen sind rot gefärbt, Zellkerne blau. Bild: MPI für Herz- und Lungenforschung


Zwei gleichaltrige Mäuse mit unterschiedlichem biologischen Alter: Die Sirt7-Knockout-Maus (unten) weist im Vergleich zur Wildtyp-Maus (oben) deutliche Degenerationserscheinungen wie Wirbelsäulenverkrümmung, Abmagerung und mattes, lichteres Fell auf. Bild: MPI für Herz- und Lungenforschung

Differenzierung, Teilung, Alterung und programmierter Zelltod (Apoptose) - alle diese Prozesse werden schon länger mit dem Altern eines Organismus in Zusammenhang gebracht. Eine bestimmte Proteinfamilie ist maßgeblich an der Kontrolle dieser zellulären Prozesse beteiligt: die Sirtuine. Interessanterweise geht bei einem Vertreter aus dieser Proteinfamilie, Sirt7, die Expression bei vielen Säugerarten mit zunehmendem Alter stark zurück. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung haben daher untersucht, ob es möglicherweise einen Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Sirt7 und dem Fortschreiten des Alterungsprozesses gibt.

Für ihre Untersuchungen generierten die Forscher Knockout-Mäuse, bei denen das Gen für Sirt7ausgeschaltet war. Dieser Eingriff ging den Mäusen im wahrsten Sinne des Wortes zu Herzen: Im Vergleich zu ihren nicht manipulierten Artgenossen trat bei ihnen eine alterstypische Veränderung am Herz, die degenerative Herzhypertrophie, wesentlich früher auf. So zeigten die Tiere bereits im Alter von neun Monaten eine starke Vergrößerung der Herzwand, Anzeichen einer krankhaften Vermehrung des Bindegewebes (Fibrose) und eine Aktivierung von Markerproteinen, die ein molekulares Anzeichen für die fortschreitende Herzdegeneration sind. Zudem gingen deutlich mehr Zellen den programmierten Zelltod ein, und es trat eine chronische Entzündung des Herzmuskels auf.

Ein ähnliches Bild ergaben Untersuchungen an kultivierten, isolierten Herzmuskelzellen: Die Anzahl der Herzmuskelzellen, die spontan in den programmierten Zelltod eintraten, war bei den aus Knockout-Mäusen stammenden Zellen mehr als doppelt so hoch wie beim Wildtyp. Die Forscher konnten durch weitere Experimente ausschließen, dass der verstärkt einsetzende Zelltod nur die Folge der chronischen Entzündung des Herzmuskels war. "Er beruht tatsächlich auf autonomen Zellprozessen", erklärt Eva Bober. Zusammen mit ihrem Team konnte die Nauheimer Forscherin zum großen Teil klären, auf welche Weise Sirt7 die Zellalterung reguliert: Sirt7 inaktiviert ein Apoptose-auslösendes Protein, das als P53 bezeichnet wird. Fehlt Sirt7 - was im Alter aufgrund der herunterregulierten Expression der Fall ist -, geht die P53-Regulation aus dem Lot. Und das führt zu der beobachteten Verstärkung der Apoptose, also des programmierten Zelltods.

Die Wissenschaftler fanden zudem Hinweise für einen Einfluss von Sirt7 auf wenigstens zwei Signalwege, die bei der Entstehung der Herzhypertrophie und der Kardiomyopathie (Erkrankungen des Herzmuskels) aktiv sind. "Sirt7 dürfte der Entwicklung einer degenerativen Herzhypertrophie entgegensteuern", sagt Bober. Sie betont, dass man sich in der Studie zwar auf die Rolle von Sirt7 bei der Herzalterung konzentriert habe, "es ist aber wahrscheinlich, dass die verringerte Expression von Sirt7 mit zunehmendem Alter generell ein wichtiger Faktor für die abnehmende Widerstandsfähigkeit der Zellen gegenüber Stressreizen sein dürfte."

Die Nauheimer hoffen daher, mit Sirt7 einen geeigneten Ansatzpunkt gefunden zu haben, um Alterungsprozesse möglicherweise aufzuhalten. Ihr nächstes Ziel ist es, Substanzen zu identifizieren, mit denen die Sirt7-Expression künstlich aufrecht erhalten werden kann.

[MH/CB]

Originalveröffentlichung:

Vakhrusheva, O., Smolka, C., Gajawada, P., Kostin, S., Boettger, T., Kubin, T., Braun, T., Bober, E.
Sirt7 increases stress resistance of cardiomyocytes and prevents apoptosis and inflammatory cardiomyopathie in mice

Circ Res. 2008;102:0-0 - DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.107.164558

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Alterungsprozess Herzmuskel Protein Zelltod

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise