Laborstudie: Alter des Vaters kann Lebensdauer der Nachkommen beeinflussen

DZNE-Wissenschaftler Dan Ehninger und Kollegen haben generationsübergreifende Einflüsse auf das Altern untersucht. Quelle: DZNE / Daniel Bayer

Der Zeitpunkt Eltern zu werden, hat sich in den westlichen Gesellschaften immer weiter nach hinten verschoben. Das ist nicht unproblematisch, denn ein hohes Alter der Mutter gilt schon lange als Risikofaktor für die Gesundheit der Kinder. Und inzwischen hat sich herausgestellt: Ein fortgeschrittenes Alter des Vaters bei der Zeugung kann sich ebenfalls ungünstig auswirken.

„Statistisch gesehen treten manche Erkrankungen bei Kindern älterer Väter häufiger auf als unter den Nachkommen junger Männer. Das gilt zum Beispiel für psychiatrische Störungen wie Autismus oder Schizophrenie“, erläutert Privatdozent Dr. Dan Ehninger, Arbeitsgruppenleiter am DZNE in Bonn. Sein Team war an der aktuellen Studie federführend beteiligt und kooperierte dabei mit der German Mouse Clinic, München und weiteren Partnern.

„Epidemiologische Studien beschreiben einen Zusammenhang zwischen väterlichem Alter und Gesundheit der Nachkommen. Für diesen Zusammenhang kann es theoretisch viele Ursachen geben. Wir haben einen bestimmten Aspekt untersucht. Uns ging es um die Frage, ob altersabhängige Veränderungen in der männlichen Keimbahn die Gesundheit der Nachkommen beeinflussen können. Gibt es vielleicht einen generationsübergreifenden Effekt? Insbesondere haben wir uns hierbei für die Lebensspanne sowie für altersabhängige Veränderungen in den Nachkommen interessiert.“

Die Wissenschaftler untersuchten dazu zwei Gruppen von Mäusen. Diese umfassten jeweils Nachkommen junger beziehungsweise alter Männchen. Die jungen Mäuse-Väter waren bei der Paarung vier Monate alt gewesen und somit junge Erwachsene. Die alten Väter mit einem Alter von mindestens 21 Monaten waren hingegen schon recht betagt. Die Mäuse-Mütter waren durchgängig vier Monate alt.

Sämtliche Mäuse-Väter gehörten einem bestimmten Mausstamm mit den jeweils gleichen Erbanlagen an. Das galt auch für die Muttertiere. Alle Nachkommen wuchsen unter den gleichen Bedingungen auf und hatten keinen direkten Kontakt mit dem Vatertier. Tiere aus beiden Gruppen wurden im Alter von sechs beziehungsweise 19 Monaten untersucht.

„Wir haben uns 13 biologische Parameter angeschaut, die sich bei Mäusen bekanntermaßen mit dem Alter verändern. Dabei ging es unter anderem um Ablagerungen in den Nieren, Gewebeveränderungen in der Lunge und Veränderungen an Proteinen, die auf oxidativen Stress hinweisen“, sagt Prof. Martin Hrabĕ de Angelis, Direktor der German Mouse Clinic, München. Studien mit Nachkommen alter Mäuse-Väter habe es schon vorher gegeben, so Hrabĕ de Angelis. „Diese haben sich allerdings kaum mit möglichen Auswirkungen auf Alterungserscheinungen befasst.“

Fazit der Analysen: Bei den 19-monatigen Nachkommen alter Männchen waren die altersassoziierten Merkmale stärker ausgeprägt als beim gleichaltrigen Nachwuchs junger Männchen. „In Bezug auf unsere Messparameter kann man durchaus sagen, dass die Nachkommen der betagten Mäuse-Väter schneller alterten“, so Dr. Kan Xie, Wissenschaftler im Team von Ehninger und einer der Erstautoren der aktuellen Veröffentlichung. Unterschiede zeigten sich auch in der Lebensdauer: Die Nachkommen junger Männchen lebten im Durchschnitt länger als Artgenossen mit alten Vätern. Der sogenannte Median der Altersverteilung war um rund zwei Monate nach hinten verschoben.

Die Wissenschaftler gehen nicht davon aus, dass die unterschiedliche Entwicklung durch Fehler im Erbgut der Nachkommen hervorgerufen wurde. „Im Vergleich der beiden Mäusegruppen haben wir keine messbaren Unterschiede in den Mutationsraten feststellen können. Jedenfalls nicht mit unserer Methodik“, sagt Arbeitsgruppenleiter Ehninger. Auffälligkeiten entdeckten die Forscher jedoch in den Spermien der Mäuse-Väter – und zwar an den „epigenetischen Markierungen“ der in den Spermien enthaltenen Erbsubstanz. Hierbei handelt es sich um an der DNA haftende Methyl-Gruppen. Diese chemischen Anhängsel tragen dazu bei, Regionen des Erbguts an- beziehungsweise abzuschalten und dadurch die Genaktivität zu regulieren.

„Im Methylierungsmuster der Spermien haben wir deutliche Unterschiede zwischen jungen und alten Mäuse-Vätern festgestellt. Diese Differenzen waren offensichtlich altersbedingt. Was nicht überraschend ist, denn es ist schon länger bekannt, dass sich die Methylierung mit Alter und Lebensumständen verändern kann“, erläutert Ehninger. Allerdings fanden die Wissenschaftler bei den Nachkommen ähnliche Unterschiede in der Methylierung der DNA. „Da gab es einen Überlapp zwischen Vätern und Nachwuchs. Demnach könnten diese Merkmale von den Vätern an die nächste Generation weitergegeben worden sein.“ Lange habe man angenommen, dass vom Vater stammende epigenetische Markierungen bei der Verschmelzung von Samen- und Eizelle gelöscht werden, so Ehninger weiter. „Man weiß mittlerweile jedoch, dass Methylierungen diesen Prozess teilweise überstehen können.“

In der aktuellen Studie wirkte sich das unter anderem auf Gene aus, die mit der Regulation der Lebensspanne und alternsassoziierten Veränderungen in Zusammenhang gebracht werden. „Wir konnten nachweisen, dass die Nachkommen alter Väter unter anderem einen erhöhten Aktivitätsstatus im sogenannten mTORC1-Signalweg aufwiesen. Dieser molekulare Signalweg  beeinflusst bekanntermaßen das Wachstum und viele Stoffwechselprozesse“, erläutert Ehninger.

Was bedeuten diese Ergebnisse für den Menschen? „Was wir beobachtet haben, sind grundlegende Mechanismen. Diese könnten auch beim Menschen relevant sein. Doch ob das zutrifft und in welchem Umfang, wissen wir derzeit nicht. Darüber gibt unsere Studie keine Auskunft. Insofern lassen sich unsere Ergebnisse nicht unmittelbar auf den Menschen übertragen“, sagt Ehninger. So gebe es bislang nur begrenzte Daten darüber, inwiefern sich die epigenetischen Markierungen menschlicher Spermien mit dem Alter verändern. „Unsere Ergebnisse sind aber sicher ein Anlass, sich das eingehender anzuschauen.“

Originalveröffentlichung
Epigenetic alterations in longevity regulators, reduced lifespan, and exacerbated aging-related pathology in old father offspring mice.
Kan Xie et al. PNAS (2018). DOI: 10.1073/pnas.1707337115

Medienkontakt

Dr. Marcus Neitzert
Wissenschaftsredakteur

 marcus.neitzert@dzne.de

 +49 228 43302-267
 

Ansprechpartner für Medien

Dr. Marcus Neitzert idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Neues Computermodell verbessert Therapie

Mithilfe mathematischer Bildverarbeitung haben Wissenschafter der Forschungskooperation BioTechMed-Graz einen Weg gefunden, digitale Zwillinge von menschlichen Herzen zu erstellen. Die Methode eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der klinischen Diagnostik. Obwohl die…

Teamarbeit im Molekül

Chemiker der Universität Jena erschließen Synergieeffekt von Gallium. Sie haben eine Verbindung hergestellt, die durch zwei Gallium-Atome in der Lage ist, die Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff zu spalten. Gemeinsam…

Älteste Karbonate im Sonnensystem

Die Altersdatierung des Flensburg-Meteoriten erfolgte mithilfe der Heidelberger Ionensonde. Ein 2019 in Norddeutschland niedergegangener Meteorit enthält Karbonate, die zu den ältesten im Sonnensystem überhaupt zählen und zugleich einen Nachweis der…

Partner & Förderer

Indem Sie die Website weiterhin nutzen, stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. mehr Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind so eingestellt, dass sie "Cookies zulassen", um Ihnen das bestmögliche Surferlebnis zu bieten. Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, ohne Ihre Cookie-Einstellungen zu ändern, oder wenn Sie unten auf "Akzeptieren" klicken, erklären Sie sich damit einverstanden.

schließen