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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wissenschaftler entdecken ein "Alterungs-Gen" |
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| | | Mit zunehmendem Alter zeigen sich am menschlichen Körper diverse "Verfallserscheinungen": Muskelschwund tritt ebenso auf, wie das Problem der immer dünner werdenden Knochen. Die Haut verliert ihre Elastizität und Wunden heilen sehr viel langsamer als früher. Eine Ursache für diese Alterungsprozesse liegt offenbar bei einem bestimmten Gen, wie US-Forscher nun berichten. |
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Das Forscherteam um Robert Costa vom Department of Molecular Genetics der University of Illinois at Chicago hat als eine Ursache des Alterns die Fehlfunktion des Gens "FoxM1B" auf dem Chromosom 12 identifiziert, wie die Wissenschaftler in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten.
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"FoxM1B essential for DNA replication and mitosis"
Der Artikel "The Forkhead Box m1b transcription factor is essential for hepatocyte DNA replication and mitosis during mouse liver regeneration" ist erschienen in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS), Bd. 99, Nr. 26, Seiten 16881-16886, vom 24. Dezember 2002 (doi: 10.1073/pnas.252570299). |
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 Abstract des Originalarikels in den PNAS |
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Wichtig für Heilung und Regeneration von Gewebe |
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Die Forschergruppe konnte in Versuchen an Mäusen zeigen, dass FoxM1B eine wichtige Rolle bei der Heilung und Regeneration von Gewebe spielt: Demnach verursacht ein Defekt oder Ausfall des Gens eine Flut von Aktivitäten in Genen, die mit diversen Alterserscheinungen assoziiert werden.
Die eigentliche Ursache hierfür: DNA könne sich nicht mehr duplizieren, damit sei die Zellteilung gestört, so die Experten in den PNAS. FoxM1B kodiert demnach für einen so genannten Transkriptionsfaktor: Diese Proteine wirken auf die Transkription eines oder mehrerer Gene.
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Fox-Gene und ihre Rolle im Lebenszyklus einer Zelle |
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Der Molekulargenetiker Costa arbeitet bereits seit Jahren an FoxM1B - er hat die Familie der so genannten Fox-Gene 1993 entdeckt. Forschungen konnten seitdem zeigen, dass diese Gen-Familie - man findet sie in Insekten ebenso wie in Säugetieren - in den gesamten Lebenszyklus einer Zelle involviert ist.
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Jugend, Alterung, Zellteilung und Mutationen
Die äußeren Anzeichen der Alterung beim Menschen - Größe, Haltung, Beweglichkeit, Haut, Haarfarbe, etc. - sowie die Alterserscheinungen der Organe - Versteifung von Geweben, Veränderungen bzw. Verschlechterungen der Sinnesorganen, Abnahme der Elastizität der Blutgefäße und der Leistung des Herzens, etc. - sind zwar Hinweise auf den biologischen Vorgang des Alterns, die genaue Ursache der verschiedenen Alterungsprozesse ist jedoch nicht geklärt.
Man kennt heute allerdings eine Reihe von Details des Alterungsprozesses auf zellulärer bzw. molekularbiologischer Ebene: So weiß man etwa, dass der Zelltod (Apoptose) nach einer Reihe von Zellteilungen genetisch programmiert ist. (Die natürliche Alterung der Haut beginnt beispielsweise schon ab dem 20. Lebensjahr - durch verlangsamte Zellteilung erneuert sich die Haut nicht mehr so schnell wie früher, durch verminderte Aktivität der Talgdrüsen wird sie trockener.) Hinzu kommen mit Mutationen der Erbsubstanz, die nicht nur als eine der Hauptursachen für die Entstehung von Krebs gelten, sondern auch für den Alterungsprozess. |
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Was bewirkt FoxM1B innerhalb der Zelle? |
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Eine wichtige Erkenntnis konnten die Forscher bereits im vergangenen Jahr bei Untersuchungen an Mäusen gewinnen: Demnach sorgt FoxM1B in der Leber der Tiere für die Regeneration des Gewebes.
In ihrer neuen Studie untersuchten die Wissenschaftler nun im Detail, wie das Gen den "molekularen Verkehr" innerhalb einer Zelle regelt, damit sich diese vermehren bzw. teilen kann: Die Forscher züchteten zunächst so genannte "Knock-out-Mäuse", in deren Leberzellen FoxM1B fehlte.
Danach untersuchten sie die Regenerationsrate bei diesen Mäusen sowie bei einer Kontrollgruppe, deren Tiere intakte Leberzellen aufwiesen. Das Ergebnis: Ohne FoxM1B verlief die Regeneration des Lebergewebes deutlich langsamer.
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Gewebe-Regeneration und Zellteilung |
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Zur natürlichen Regeneration von Gewebe setzt der Körper den Prozess der Zellteilung ein; dafür bedarf es zweier wesentlicher Schritte: Zunächst muss sich die DNA verdoppeln, dann folgt ein Prozess namens Mitose - die verdoppelte DNA wird auf zwei neue Tochterzellen aufgeteilt.
Beide Schritte werden - den Ergebnissen der Wissenschaftler zufolge - von dem Fox-Gen kontrolliert. Nach Angaben von Costa konnten die Wissenschaftler zeigen, dass ein Fehlen von FoxM1B zu Fehlern bei der Zellteilung bzw. zu deren Verhinderung führt: Ein Protein häufe sich in der Zelle an, das eine Reihe von Vorgängen auslöse, die wiederum die Zellteilung verhindern.
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Weitere Gene werden aktiv |
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Gleichzeitig werde dadurch auch eine Reihe von weiteren Genen aktiviert, die in Zusammenhang mit verschiedenen Altersbedingten Erkrankungen stehen. Die Anhäufung des Proteins p21Cip1 zeige sich im Alter, so Costa, und hänge zusammen mit Erkrankungen wie Alzheimer oder Krebs.
Ein weiteres Ergebnis der Studie: FoxM1B spielt offenbar auch eine Rolle beim letzten Schritt der Mitose - der Teilung der beiden neu entstandenen Zellen. "Diese Ergebnisse bringen FoxM1B deutlich in Verbindung mit dem Versagen der Gewebeheilung", so Costa. "Und im Alter, wenn FoxM1B tatsächlich nicht mehr aktiv ist, sehen wir die Ergebnisse."
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01.01.2010 |
