Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Geheimnis des Alterns auf der Spur

13.11.2012
Gleiches Gen macht Hydra unsterblich und Menschen älter
Warum altern wir? Wann sterben wir und wieso? Gibt es ein Leben ohne Altern? Schon seit Jahrhunderten faszinieren diese Fragen die Wissenschaft.

Jetzt haben Forscherinnen und Forscher aus Kiel untersucht, warum das Nesseltier Hydra unsterblich ist – und stießen unerwartet auf einen Zusammenhang mit dem menschlichen Altern. Die Studie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) erscheint in dieser Woche im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). Sie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziert.

Das Rätsel um die Unsterblichkeit der Hydra
Der winzige Süßwasserpolyp Hydra zeigt keine Alterungsprozesse und ist potentiell unsterblich. Dieses vermeintliche Paradoxon eines unsterblichen Organismus in einer Welt, in der alles Leben endlich ist, hat eine relativ einfache biologische Erklärung: in diesen Tieren erfolgt die Vermehrung ausschließlich ungeschlechtlich durch Knospung. Diese Art der Vermehrung setzt aber voraus, dass jeder individuelle Polyp Stammzellen enthält, die sich ständig teilen können. Gingen diese Stammzellen verloren, könnten die Tiere sich nicht mehr vermehren. Aufgrund dieser Unsterblichkeit ist Hydra seit vielen Jahren ein besonders interessantes Objekt für die Alterungsforschung.

Alterungsprozesse beim Menschen
Beim Menschen verlieren mit zunehmendem Alter mehr und mehr Stammzellen ihre Fähigkeit, neue Zellen zu bilden. Alterndes Gewebe kann sich dadurch kaum noch regenerieren, so dass sich beispielsweise Muskeln abbauen. Der Mensch hat weniger Kraft und fühlt sich schwach, da auch Herzmuskelzellen betroffen sind. Gelänge es, diesen Prozess zu beeinflussen, würden sich auch alte Menschen länger wohl und körperlich fit fühlen. Das Studium eines tierischen Gewebes wie das von Hydra, das ein Leben lang voller aktiver Stammzellen ist, kann daher wertvolle Erkenntnisse für das Verständnis von Alterungsprozessen bei Stammzellen allgemein liefern.

Menschliches Langlebigkeitsgen bei Hydra gefunden
„Auf der Suche nach dem Gen, das für die Unsterblichkeit der Hydra verantwortlich ist, sind wir unerwartet ausgerechnet auf das sogenannte FoxO-Gen gestoßen“, sagt Anna-Marei Böhm, Doktorandin an der CAU und Erstautorin der neuen Studie. Um das Gen zu finden, hatte die Arbeitsgruppe zunächst Stammzellen isoliert und dann alle Stammzellgene untersucht. Das FoxO-Gen ist seit längerem bekannt und kommt in allen Tieren bis hin zum Menschen vor. Allerdings war bislang unklar, warum die menschlichen Stammzellen mit dem Alter weniger und inaktiver werden, welche biochemischen Mechanismen damit verbunden sind und ob FoxO hier eine Rolle spielt.

Mechanismus der Unsterblichkeit bei Hydra verstanden
Die Biologin Böhm untersuchte FoxO näher an verschiedenen, genetisch veränderten Polypen: Hydren mit normal aktivem FoxO, mit ausgeschaltetem FoxO und mit verstärktem FoxO. Das Kieler Forschungsteam konnte dabei zeigen, dass Tiere ohne FoxO deutlich weniger Stammzellen besitzen und langsamer wachsen. Interessanterweise veränderte sich in Tieren mit inaktivem FoxO-Gen gleichzeitig auch das Immunsystem. „Ähnlich drastische Veränderungen des Immunsystems wie bei den genetisch veränderten Hydren kennen wir auch von Menschen im Alter“, erläutert Professor Philip Rosenstiel vom Institut für Klinische Molekularbiologie des UKSH, der an der Studie mitarbeitete.

FoxO verlängert auch menschliches Leben
„Unsere Forschungsgruppe konnte erstmals direkt zeigen, dass zwischen dem FoxO-Gen und der Alterung ein unmittelbarer Zusammenhang besteht“, sagt der Leiter der Hydra-Studie, Professor Thomas Bosch vom Zoologischen Institut der CAU. „Da besonders aktives FoxO bereits bei über hundertjährigen Menschen festgestellt wurde, ist es mit großer Wahrscheinlichkeit ein entscheidender Faktor beim Altern – auch beim Menschen.“ Doch am Menschen könne man natürlich keine genetischen Experimente durchführen. Als nächstes müsse man daher zunächst an Hydra weiter untersuchen, wie das Langlebigkeitsgen im Detail funktioniert und welchen Einfluss die Umwelt auf FoxO hat. Man sei mit diesen Ergebnissen dem Geheimnis des Alterns des Menschen einen wichtigen Schritt näher gekommen.

Ohne Stammzellen sterben wir
Zweierlei wissenschaftliche Schlüsse lassen die neuen Erkenntnisse zu. Zum einen bestätigen sie, dass das FoxO-Gen eine entscheidende Rolle beim Erhalt von Stammzellen und somit der Bestimmung der individuellen Lebensspanne spielt – vom ursprünglichen Nesseltier bis hin zum Menschen. Zum anderen verdeutlichen sie, dass der Alterungsprozess und die Langlebigkeit eines Organismus tatsächlich von zwei wesentlichen Faktoren abhängig sind: dem Erhalt von Stammzellen und der Aufrechterhaltung eines funktionellen Immunsystems.

Weitere Informationen:
Originalpublikation: Anna-Marei Boehm, Konstantin Khalturin, Friederike Anton-Erxleben, Georg Hemmrich, Javier A. Lopez-Quintero, Ulrich C. Klostermeier, Hans-Heinrich Ober, Malte Puchert, Philip Rosenstiel, Jörg Wittlieb, and Thomas C. G. Bosch (2012): FoxO is a critical regulator of stem cell maintenance in immortal Hydra, PNAS, http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1209714109

Kontakt:
Prof. Dr. Dr. Thomas Bosch
Zoologisches Institut
Tel. +49/431/880-4170
E-Mail: tbosch@zoologie.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | Uni Kiel
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de
http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2012/2012-332-foxogen.shtml

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer körpereigener HIV-Hemmstoff entdeckt: Peptid blockiert Viren-Eintrittspforte und Signalweg
24.04.2015 | Universität Ulm

nachricht Rasterfahndung in Biobanken: MDC-Neurobiologen entdecken Protein, das vor Chorea Huntington schützt
24.04.2015 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Elektromobilität: Ultraleichtes Kraftpaket für das elektrische Fliegen

Siemens hat einen einzigartigen Elektromotor entwickelt, der hohe Leistung mit einem minimalen Gewicht kombiniert. Durch konsequente Optimierung aller Komponenten stellt der neue Antrieb in seiner Klasse einen Weltrekord beim Leistungsgewicht auf. Dadurch kommt der routinemäßige Einsatz von elektrisch angetriebenen Flugzeugen oder Helikoptern einen großen Schritt näher.

Manchmal lässt sich eine technische Revolution ganz knapp in einer einzigen Zahl zusammenfassen. In diesem Fall lautet sie: fünf Kilowatt pro Kilogramm – das...

Im Focus: Fast and Accurate 3-D Imaging Technique to Track Optically-Trapped Particles

KAIST researchers published an article on the development of a novel technique to precisely track the 3-D positions of optically-trapped particles having complicated geometry in high speed in the April 2015 issue of Optica.

Daejeon, Republic of Korea, April 23, 2015--Optical tweezers have been used as an invaluable tool for exerting micro-scale force on microscopic particles and...

Im Focus: Von Innen nach Außen: Rätsel der galaktischen Scheiben gelöst

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Ivan Minchev, Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), hat mithilfe hochmoderner theoretischer Modelle das Rätsel um die Entwicklung der Galaxienscheiben gelöst. Die jetzt veröffentlichte Studie zeigt, dass sich Sternpopulationen gleichen Alters durch Galaxienkollisionen nach außen hin ausweiten. Ähnlich wie die Blüten einer Rose reichern sich diese Populationen schichtweise in der Galaxie an und formen so allmählich die dicke Scheibe.

„Wir können nun zum ersten Mal zeigen, dass dicke Scheiben nicht nur aus alten Sterngenerationen bestehen, sondern – in einem größeren Abstand zum...

Im Focus: NOAA, Tulane identify second possible specimen of 'pocket shark' ever found

Pocket sharks are among the world's rarest finds

A very small and rare species of shark is swimming its way through scientific literature. But don't worry, the chances of this inches-long vertebrate biting...

Im Focus: Morbus Crohn: neuer Entstehungsmechanismus entschlüsselt

Bakteriengemeinschaften verursachen Darmentzündung

Morbus Crohn zählt zu den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Bei der Krankheit spielt die genetische Veranlagung eine Rolle - und offenbar auch...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Familienunternehmensforschung

24.04.2015 | Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie am 29. April 2015

24.04.2015 | Veranstaltungen

Wirtschaftsempfang 2015: WissensRÄUME

24.04.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Simulation und virtuelle Welten: Virtueller Messerundgang mit dem Smartphone

24.04.2015 | Informationstechnologie

Elektromobilität: Ultraleichtes Kraftpaket für das elektrische Fliegen

24.04.2015 | Energie und Elektrotechnik

Siemens integriert Sitop-Stromversorgung in Prozessleitsystem Simatic PCS 7

24.04.2015 | Messenachrichten