Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Winziger Teil des Genoms ermöglicht Vorhersage der maximalen Lebensdauer

12.12.2007
Mechanismen des biologischen Alterns offenbar für alle Lebewesen ähnlich - Neue Erkenntnisse unterstützen die Oxidationstheorie des Alterns

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben eine Methode entwickelt, mit der sich die maximale Lebensdauer fast jeder beliebigen Tierart aus einem bestimmten, sehr kleinen Bereich des Erbmaterials vorhersagen lässt.

Biochemiker der Arbeitsgruppe Evolutionäre Pathobiochemie um Juniorprofessor Bernd Moosmann vom Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie haben sich vor einigen Jahren der Frage zugewandt, warum sich die maximal erreichbare Lebensdauer der verschiedenen Tierarten so stark unterscheidet.

Beim Menschen beispielsweise beträgt das maximale Lebensdauerpotenzial etwa 120 Jahre, bei der Maus hingegen nur etwa 4 Jahre und bei manchen Bodenwürmern sogar nur etwa 2 Wochen. Um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen, begannen die Bioinformatiker, alle in den wissenschaftlichen Datenbanken zugänglichen Gensequenzen mit entsprechenden Berichten über die maximal erreichbare Lebensdauer der verschiedensten Tiere in freier Wildbahn oder in zoologischen Gärten systematisch zu vergleichen.

Nach der Analyse partieller und vollständiger Genomsequenzen von mehreren hundert Tierarten ergab sich, dass schon die Kenntnis eines bestimmten, winzigen Teils eines jeweiligen Genoms ausreicht, um die Größenordnung der maximalen Lebensdauer einer Spezies vorherzusagen. Dieser bestimmte Teil, das mitochondriale Genom, enthält meistens nur 13 Gene, welche in spezielle Proteine umgeschrieben werden, die alle mit der Energiegewinnung durch Atmung und Sauerstoffverbrauch befasst sind. Tiere, bei denen diese 13 Proteine chemisch besonders stabil aufgebaut waren, lebten nun deutlich länger als solche Tiere, bei denen sie leichter oxidierbar und somit instabiler waren. Aus dem genauen Maß an genetisch kodierter Stabilität der 13 Proteine ließ sich daraufhin die maximale Lebensdauer vorhersagen.

Die Bedeutung dieser Ergebnisse, die nun von der Zeitschrift Aging Cell veröffentlicht wurden, besteht darin, dass die neue Methode universell für fast alle bekannten Tiere anwendbar ist, also beispielsweise für Wirbeltiere wie Säuger, Vögel und Fische, aber auch für Krebse, Insekten und Würmer. Diese Tatsache belegt, dass die basalen Mechanismen des biologischen Alterns offenkundig für alle Lebewesen aus dem Tierreich dieselben sind, was für die Erforschung des menschlichen Alterns von großer Relevanz ist. Darüber hinaus demonstrieren die neuen Ergebnisse, dass die chemische Oxidationsstabilität einiger weniger, aber zentraler Proteine für ein hohes maximales Lebensdauerpotenzial essentiell ist, was die sogenannte Oxidationstheorie des Alterns (auch Freie-Radikal-Theorie des Alterns genannt) nachhaltig stützt. Die genannten 13 Gene werden interessanterweise ausschließlich über die Mutter eines jeden Individuums vererbt.

Zurzeit arbeiten die Wissenschaftler daran, die neue Vorhersagemethode zu präzisieren und die Mechanismen, nach welchen sich die genannten 13 Gene und ihre Proteinprodukte während der Evolution verändert haben, besser zu verstehen. Hierzu soll die Kooperation mit den experimentellen Alternsforschern um Christian Behl, ebenfalls vom Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, noch weiter ausgebaut werden, um die Möglichkeiten für eine gezielte Manipulation im Sinne einer Erhöhung der Stabilität der genannten 13 Atmungsproteine auszuloten.

Kontakt und Informationen:
Jun.-Prof. Dr. Bernd Moosmann
Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-26707, Fax +49 6131 39-20185
E-Mail: moosmann@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/PhysiolChemie/patho/ag_moosmann.htm

Weitere Berichte zu: Altern Genom Pathobiochemie Physiologische Protein Tierart

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie