Alterungsprozess: Positive Proteinansammlungen

14. Januar 2016
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Proteinablagerungen in Zellen, wie sie bei Parkinson und Alzheimer vorkommen, können auch vorteilhaft sein – jedenfalls für Hefezellen. In diesen wurde eine neue Form von altersabhängigen Ablagerungen gefunden. Eine neue Sicht auf das Altern und auf Demenzerkrankungen.

Wir altern, weil die Zellen unseres Körpers über die Jahre beginnen, fehlerhaft zu funktionieren. Das ist die gängige Auffassung, die Wissenschaftler vom Alterungsprozess haben. Mit fortschreitendem Alter versagt zum Beispiel die zellinterne Qualitätskontrolle, die normalerweise Proteine aussortiert, die instabil geworden sind und als Folge davon ihre dreidimensionale Struktur geändert haben. In einer Reihe von Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer häufen sich solche verformten Proteine in den Zellen an.

Für Yves Barral, Professor für Biochemie der ETH Zürich, greift die Auffassung, der Alterungsprozess sei eine Folge von fehlerhaften Zellfunktionen und Krankheiten, zu kurz. Denn diese Ansicht vernachlässige, dass die erwähnten sogenannt Prion-ähnlichen Proteinanhäufungen mit großer Wahrscheinlichkeit auch positive Aspekte hätten und daher nicht als zelluläres Fehlverhalten bezeichnet werden sollten, sagt er.

Alte Zellen widerstehen Stress besser

Jüngst fanden Barral und seine Kollegen in solchen Zellen eine neue Art von Proteinaggregat, die mit zunehmendem Alter der Zellen entstehen. Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, entstehen sie nicht als Folge einer fehlerhaften zellinternen Qualitätskontrolle – ganz im Gegenteil: in Hefezellen mit solchen Aggregaten funktioniert die Qualitätskontrolle sogar besser. „Es sieht ganz danach aus, dass diese Aggregate den Hefezellen helfen, mit altersbedingten Veränderungen im Stoffwechsel umzugehen“, sagt Juha Saarikangas, Postdoc in der Gruppe von Barral und Erstautor der Studie. „Wir sind nun daran zu erforschen, welche Art von Information in diesen Zellstrukturen genau gespeichert ist.“

Wissenschaftler fanden in Hefezellen Proteinaggregate (helle grüne Flecken). Mit zunehmendem Alter werden diese zahlreicher (mikroskopische Aufnahme). © ETH Zürich / Juha Saarikangas

Wissenschaftler fanden in Hefezellen Proteinaggregate (helle grüne Flecken). Mit zunehmendem Alter werden diese zahlreicher (mikroskopische Aufnahme). © ETH Zürich / Juha Saarikangas

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese altersabhängigen Aggregate von mehreren verschiedenen Proteinen gebildet werden. Ein Prion-ähnliches Protein haben die Forscher bereits als Bestandteil der Anhäufungen ermittelt. Welche weiteren Proteine beteiligt sind und warum die Aggregate bei der Zellteilung in der Mutterzelle verbleiben, ist Gegenstand weiterer Forschung.

Aggregate verbessern das Gedächtnis

Erste Vermutungen, dass aggregierende Proteine in den Zellen grundsätzlich auch eine positive Rolle spielen können, haben Wissenschaftler seit wenigen Jahren. Barral und seine Forschungsgruppe zeigten schon 2013, dass Hefezellen auch Erfahrungen im Zusammenhang mit einer versuchten erfolglosen sexuellen Fortpflanzung in Form von aggregierten Proteinen abspeichern. Diese Aggregate – die nicht identisch sind mit den nun gefundenen altersabhängigen Anhäufungen – dienen den Hefezellen also als molekulares Gedächtnis. Und auch bei Mäusen gibt es einen positiven Zusammenhang von Prion-ähnlichen Aggregaten und Gedächtnisleistung. Amerikanische Wissenschaftler haben vor einigen Monaten gezeigt, dass Mäuse mit solchen Ansammlungen in ihren Nervenzellen ein stabileres Langzeitgedächtnis haben.

„Schlechtes Ende einer guten Sache“

Ob solche altersabhängigen Proteinansammlungen primär ein Fehlverhalten oder eine normale Funktion gesunder Zellen sind, ist für Barral eine naturwissenschaftliche Frage, in die auch die Weltanschauung mitreinspielt: „Unsere westliche Gesellschaft fasst das Altern als etwas vorwiegend Negatives auf, als Krankheit, die es zu bekämpfen gilt“, sagt er. „Dieses Denken widerspiegelt sich auch in der Arbeit vieler Wissenschaftler, die bei der Erforschung des Alterns Ausschau halten nach Defekten in den Zellen“, sagt er. Andere Gesellschaften hingegen gewichteten positive Auswirkungen des Alterns wie die Zunahme an Erfahrung und Wissen höher – eine Sichtweise, die sich besser decke mit der nun gefundenen Rolle der Aggregate als Informationsspeicher oder Gedächtnis für die Zellen.

„Wir sind eine noch nicht sehr große Gruppe von Wissenschaftlern, die sagen: Aggregierende Proteine sind nicht pathologisch – kein Unfall und kein Schaden“, sagt Barral. Vielmehr aggregierten diese Proteine, weil es ihre normale Funktion sei. Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer entstünden nur, wenn das System aus den Fugen gerate und sich in den Zellen zu viele Prion-ähnliche Proteine am falschen Ort anhäuften. Barral: „Es gibt zwei Aspekte des Alterns. Ja, man stirbt am Ende des Prozesses, das ist negativ. Aber man stirbt weise. Und Alzheimer ist möglicherweise das schlechte Ende einer an sich guten Sache.“

Originalpublikation:

Protein aggregates are associated with replicative aging without compromising protein quality control
Juha Saarikangas et al.; eLife, doi: 10.7554/eLife.06197; 2015

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1 Kommentar:

Medizinjournalist

Jedes Gehirn blockt Neues, weil das Organ ein Leben lang äußerst mühsam sortiert und kontrolliert, was passt und was nicht. Bereits erworbenes – verschaltetes – Wissen wird deshalb verteidigt. Erst muss man ein Problem durchdenken, also die Idee aufnehmen ins Gekröse und abfragen – anstrengend vergleichen – Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit den vorhandenen Daten ermitteln, Evidenz prüfen und erst dann kann man einen neuen Gedanken bewerten. Im Günstigsten Falle wird er in den Kanon aufgenommen und mit Tausenden anderen Speicherungen verknüpft. Das ist das Hindernis. Nur hart geprüftes Prädikatswissen kommt in den Speicher dauerhaft hinein. Meist jedoch wird ein neuer Gedanken oder von anderen Gedachtes bereits am Eingangstor abgelehnt. Alle Talk-Shows bleiben in diesem Stadium hängen. Unser Hirn, beobachten sie Kleinkinder, muss sich gewaltig anstrengen, um gescheit zu werden. Weise werden wir erst nach vielen strukturierenden, vom beschriebenen System nicht abweisbaren, häufig belastenden, prägenden Erfahrungen im Alter. Der Aufwand ist in jedem einzigen Menschen riesig, weshalb unverrückbar das Gehirn sein aktuelles Weltbild hart verteidigt und deshalb sein Türsteher 99 % aller eingehenden Nachrichten noch vor der Tür abweist. Nach einem extrem kurzen Check wird die Tür zugeworfen. Nichts dringt in das Verarbeitungsgehirn. Abgefragt wird oberflächlich nur der erste Widerspruch jedes Sprechers zum dem eigenen Kopfinhalt. Danach wird Aufwand sparend jedes Argument identisch behandelt; jeder Beitrag dieser Person verworfen. Das eigene Hirn guckt dann Eingänge gar nicht mehr an, sondern greift knallhart in Reflexen zu lange geübten Floskeln und haut die Argumente sämtlichst weg. Gespräche haben nur Sinn, wenn alle erst zuhören, dann tagelang nachdenken und wahrlich geprüfte Ansichten dem Publikum vorstellen. Life-Gespräche sind Gaga und werden es immer sein.

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