Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gesünder im Alter durch neuen Genschalter

19.04.2016

Der Funktionsverlust von Stammzellen des blutbildenden Systems führt im Alter zu einer immer schlechteren Immunabwehr. Forscher vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena identifizierten nun ein Gen, bei dessen Abschaltung die Anzahl von Abwehrzellen im Blut von alten Mäusen stabil bleibt und ihnen eine längere Lebenszeit beschert. Die Ergebnisse werden am 18. April online im Journal Nature Cell Biology veröffentlicht.

Wie kaum eine andere Altersgruppe leiden Senioren unter den Folgen von Infektionen, die sie mit zunehmendem Alter immer häufiger treffen und einen schwereren Verlauf nehmen. Eine der Hauptursachen dafür ist die abnehmende Funktion der hämatopoetischen Stammzellen (HSZ), die für Blutbildung und Immunabwehr zuständig sind.


Das Ausschalten des Gens Per2 führt in Mäusen zu einer Verbesserung der Immunabwehr sowie zu einer Verlängerung der Lebensspanne um bis zu 15%.

[Grafik: iStock/FLI/Wang et al. 2016]

Besonders die mit dem Alter nachlassende Bildung von Lymphozyten verändert die Zusammensetzung des Blutes und führt zu Immundefekten, die die körperliche Fitness einschränken und die Lebensspanne verkürzen. Ein Grund dafür liegt in der zunehmenden Anzahl von DNA-Schäden, die sich im Laufe des Lebens in den HSZ ansammeln.

Forschern um Karl Lenhard Rudolph, Wissenschaftlicher Direktor am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena, ist es nun gelungen, in Mäusen das Gen „Per2“ als Genschalter für eine gesündere Immunabwehr zu identifizieren: Wird es abgeschaltet, werden HSZ resistenter gegenüber DNA-Schäden, und die Funktionsfähigkeit der Stammzellen bleibt im Alter länger erhalten.

Die untersuchten Mäuse waren weniger anfällig für Infektionen und lebten – ohne gesteigertes Krebsrisiko – im Schnitt 15% länger. Die Ergebnisse der Studie erscheinen am 18. April im Journal Nature Cell Biology.

„Innere-Uhr“-Gen Per2 durch RNAi-Screenings als Genschalter identifiziert

Für Ihre Untersuchungen führten die Wissenschaftler in vivo-RNA-mediierte Interferenz-Analysen (RNAi) an Mäusen durch und prüften 459 potenzielle Tumor-Suppressor-Gene darauf, ob sie die Selbsterneuerungskapazität von HSZ infolge von DNA-Schäden begrenzen.

Bei DNA-Schäden, die auf g-Verstrahlung, Replikationsstress oder fortgeschrittenes Alter zurückzuführen waren, erwies sich das „Period circadian clock 2 (Per2)“-Gen – das eigentlich zusammen mit anderen Erbanlagen den Schlaf-Wach-Rhythmus („Innere Uhr“) steuert – als maßgeblich für den Erhalt und die Vermehrung von HSZ: Seine Abschaltung führte zu einer ausgewogeneren Produktion von Lymphozyten und damit zu einer Verbesserung der Immunabwehr.

Die Per2-Inaktivierung verbesserte auch den Erhalt von Stammzellen mit verkürzten Telomeren – den Schutzenden der Chromosomen. Dieser Mechanismus wird als Ursache für die Alterung des Menschen angesehen.

Ein Schritt auf dem Weg zu einem gesunden Altern

„Die Ergebnisse sind vielversprechend und gleichermaßen überraschend“, fasst K. Lenhard Rudolph zusammen. „Dass die Abschaltung eines einzelnen Gens so eindeutig zu einer Verbesserung der Immunabwehr führt, war nicht zu erwarten.“ Allerdings weist der Alternsforscher darauf hin, dass die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Menschen erst noch untersucht werden muss. Interessanterweise gibt es Mutationen im Per2-Gen in Menschen, die an einer Schlafstörung leiden. Die Patienten werden frühzeitig am Abend sehr müde und können nicht spät aufbleiben. „Ob diese Mutationen eine gute Seite haben und etwa die Immunfunktion im Alter verbessern, ist nicht bekannt – wir haben starkes Interesse, das näher zu untersuchen“ so Rudolph.

Publikation

Wang J, Morita Y, Han B, Niemann S, Löer B, Rudolph KL.
Per2 induction limits lymphoid-biased haematopoietic stem cells and lymphopoiesis in the context of DNA damage and ageing.
Nature Cell Biology 2016 (e-pub ahead of print), DOI: 10.1038/ncb3342.


Kontakt

Dr. Evelyn Kästner
Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI), Beutenbergstr. 11, 07745 Jena
Tel.: 03641-656373, Fax: 03641-656351, E-Mail: presse@leibniz-fli.de


Hintergrundinformation

Das Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena widmet sich seit 2004 der biomedizinischen Alternsforschung. Über 330 Mitarbeiter aus 30 Nationen forschen zu molekularen Mechanismen von Alternsprozessen und alternsbedingten Krankheiten. Näheres unter http://www.leibniz-fli.de.

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 88 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.100 Personen, darunter 9.200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,6 Milliarden Euro. http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Weitere Informationen:

http://www.leibniz-fli.de - Homepage Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI)

Dr. Kerstin Wagner | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Genetische Vielfalt schützt vor Krankheiten
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt
22.05.2018 | Technische Universität München

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: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics