Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Warum hungernde Zellen das Leben verlängern

13.10.2008
Forscher decken die Rolle mitochondrialer Sirtuin-Proteine auf
Veröffentlichung im Journal of Molecular Biology

Dass die stressbedingte Schädigung von Zellen eine wichtige Rolle bei Alterungsprozessen spielt, leuchtet ein. Erstaunlich ist aber, dass Nahrungsmangel, der selbst eine Form von Stress darstellt, Alterungsprozesse verlangsamt und die Lebensspanne von Organismen verlängert.

Als mitverantwortlich für diese Mechanismen werden schon lange Proteine der Sirtuin-Familie angesehen. Die genauen Aufgaben ihrer sieben Mitglieder bei Säugetieren waren bislang allerdings ungeklärt.

Erstes Licht bringen jetzt Studienergebnisse von Bochumer und Dortmunder Proteinforschern um Juniorprofessor Dr. Clemens Steegborn (Institut für Physiologische Chemie der RUB) in die Angelegenheit. Sie ermittelten erste Funktionen der beiden menschlichen Sirtuine Sirt3 und Sirt5, die sich in den Mitochondrien, den Energie liefernden "Zellkraftwerken", aufhalten. Ihre Ergebnisse sind die aktuellen Ausgabe des Journal of Molecular Biology veröffentlicht.

Einfluss auf das zelluläre Selbstmordprogramm

Mitochondrien sind in der Zelle für die Bereitstellung von Energie durch Verwertung von Nahrungsmolekülen verantwortlich. Daher liegt es nahe, dass dort lokalisierte Sirtuine am lebensverlängerten Effekt von Nahrungsmangel mitwirken. Die Forscher fanden allerdings heraus, dass Sirt5 sich nicht nur im Innern der Mitochondrien befindet, sondern auch im so genannten Intermembranraum zwischen äußerer und innerer Membran der Mitochondrien. Dort kann es das Protein Cytochrom c modifizieren, das sowohl bei der Energiegewinnung als auch beim zellulären Selbstmordprogramm (Apoptose), der Reaktion auf extremen zellulären Stress, eine zentrale Rolle spielt. "Eine Störung der Apoptose könnte die vermutete Rolle von Sirt5 bei bestimmten Krebserkrankungen erklären", so Dr. Steegborn, "aber die genaue Funktion von Sirt5 und der Modifikation von Cytochrom c konnten noch nicht endgültig geklärt werden."

Alternative Energiequellen nutzen

Für Sirt3 fanden die Wissenschaftler dagegen eine klar definierte Funktion. Sie konnten zeigen, dass Sirt3 zwei zentrale Stoffwechselenzyme verändert und sie dadurch aktiviert. Diese Aktivierung ermöglicht es der Zelle, bei Mangel an herkömmlichen Nährstoffen andere Energiequellen zu verwenden und diese effizient zu nutzen. Sirt3 aktiviert dabei spezielle Formen dieser Enzyme, die gleichzeitig NADPH bilden, welches für die Regeneration zellulärer Anti-Stress-Systeme benötigt wird. Das erklärt, wie die bei Nahrungsmangel erhöhte Sirt3-Aktivität zu einer verlängerten Lebensspanne beitragen kann.

Fernziel: Gesundes Altern

Verschiedene Forschergruppen konnten in Modellorganismen zeigen, dass eine Erhöhung von Sirtuinaktivität deren Lebensspanne verlängern kann. Die Situation im Menschen ist allerdings komplexer, da hier sieben verschiedene Sirtuine an verschiedenen Orten in der Zelle und jeweils mit spezifischen Funktionen zu finden sind. Die aktuellen Arbeiten der Bochumer und Dortmunder Forscher sind ein erster Schritt zum Verständnis dieser Prozesse. Ein genaues Verständnis der spezifischen Funktionen ist Voraussetzung, um für eine gewünschte therapeutische Wirkung das richtige Sirtuin als Zielmoleküle zu verwenden. "Dadurch wird sich vermutlich kein lebensverlängerndes Elixir finden", schätzt Dr. Steegborn, "aber wir hoffen, durch diese Arbeiten Wirkstoffe zu erhalten, mit denen altersbedingte Erkrankungen behandelt werden können und die somit ein 'gesundes Altern' ermöglichen."

Titelaufnahme

Christine Schlicker, Melanie Gertz, Panagiotis Papatheodorou, Barbara Kachholz, Christian F.W. Becker, Clemens Steegborn: Substrates and regulation mechanisms for the human mitochondrial sirtuins Sirt3 and Sirt5. In: J Mol Biol., Oct 10, 2008 vol. 382, no. 3, 790-801.

Weitere Informationen

Juniorprofessor Dr. Clemens Steegborn, Institut für Physiologische Chemie, Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-27041, E-Mail: Clemens.Steegborn@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/
http://www.ruhr-uni-bochum.de/physiolchem/steegborn/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie