Alterungsprozesse: mtDNA gibt Gas

23. August 2013
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Wenn Menschen altern, verändern sich die Zellen und werden beschädigt. Jetzt haben Forscher gezeigt, dass Altern nicht nur durch die Ansammlung von Zellschäden während der Lebenszeit bestimmt wird, sondern auch durch das genetische Material, das die Mutter an ihr Kind weitergibt.

Für das Altern gibt es viele Ursachen. Der Alterungsprozess wird bestimmt durch verschiedene Arten von Zellschäden, die die Funktion von Organen beeinträchtigen. Von besonderer Bedeutung für das Altern scheint der Schaden zu sein, der in den „Kraftwerken der Zelle“ auftritt – in den Mitochondrien.

“Das Mitochondrium enthält eine eigene DNA, die sogenannte mitochondriale DNA oder mtDNA. Sie ändert sich stärker als die DNA im Zellkern, und dies hat einen erheblichen Einfluss auf den Alterungsprozess”, sagt Nils-Göran Larsson, Direktor am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, zudem Professor für Mitochondriale Genetik am Karolinska Institut (KI) und Leiter der aktuellen Studie neben Professor Lars Olson (KI). “Viele Mutationen in den Mitochondrien führen allmählich zu einer Beeinträchtigung der zellulären Energieerzeugung.”

Jetzt haben die Forscher gezeigt: Der Alterungsprozess beruht nicht nur auf der Ansammlung mitochondrialer DNA-Schäden, die während der Lebenszeit eines Menschen entstehen. Auch die von der Mutter vererbte mitochondriale DNA spielt eine Rolle.

mtDNA forciert Alterung

“Überraschenderweise konnten wir auch zeigen, dass die mitochondriale DNA unserer Mutter unser eigenes Altern zu beeinflussen scheint”, sagt Professor Larsson. “Wenn wir mtDNA mit Mutationen von unserer Mutter erben, altern wir schneller.”

Normale und beschädigte DNA wird von Generation zu Generation weitergegeben. Dabei stellt sich die Frage, ob es möglich ist, den Grad der Beschädigung an der mtDNA zu beeinflussen, zum Beispiel durch Änderungen am Lebensstil. Das muss noch untersucht werden. Was die Forscher bislang wissen ist, dass milde DNA-Schäden von der Mutter übertragen werden und zur Alterung beitragen.

Forschungen an Modellorganismen fortsetzen

Die aktuelle Studie zeigt zudem, dass geringe Mengen mutierter mütterlicher mtDNA auch entwicklungsbiologische Wirkungen haben. Es können Missbildungen des Gehirns entstehen, wenn während der Lebenszeit große Mengen von Mutationen an der mtDNA hinzukommen.

“Unsere Ergebnisse bringen mehr Licht in den Alterungsprozess und beweisen, dass die Mitochondrien eine zentrale Rolle für das Altern spielen. Sie zeigen auch, dass es wichtig ist, die Anzahl der Mutationen zu reduzieren”, sagt Professor Larsson. Die veröffentlichten Ergebnisse stammen aus Studien an Mäusen. Die Forscher wollen nun ihre Arbeit an diesem Modellorganismus fortsetzen und auch an der Fruchtfliege, um zu untersuchen, ob die Verringerung der Zahl von Mutationen die Lebensdauer verlängern kann.

Originalpublikation:

Germline mitochondrial DNA mutations aggravate ageing and can impair brain development
Nils-Göran Larsson et al.; Nature, doi: 10.1038/nature12474; 2013

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1 Kommentar:

Ich meditiere über die Sätze: “Die aktuelle Studie zeigt zudem, dass geringe Mengen mütterlicher mtDNA auch entwicklungsbiologische Wirkungen haben. Es können Missbildungen entstehen, wenn während der Lebenszeit große Mengen von Mutationen an der mtDNA hinzu kommen.”
Also irgendwas ist an dieser Aussage schief: Geringe Mengen mtDNA, die von der Mutter (also wohl durch das Plasma der Eizelle) übertragen werden, haben für die Entwicklung (des Embryos / Fetus) biologische Wirkungen. O. K. – Daraus ergibt sich, dass man sich als Spermatozoon möglichst eine Eizelle aussuchen sollte, in der wenige Mutationen passiert sind. Logisch. – Auch dass es durch Fehler in der mitochondralen Genetik zu Entwicklungsstörungen / Missbildungen kommen kann (auch des Organs Gehirn) ist nachvollziehbar. – Aber später, im Lauf des phänotypischen Lebens, entstehen doch m.W. keine “Missbildungen” mehr sondern allenfalls Krankheiten – oder?

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