Zwei Forscher von Eötvös Loránd haben einen aufregenden Durchbruch beim Verständnis des menschlichen Alterns erzielt. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Verwaltung transponierbarer Elemente in der DNA über den Piwi-piRNA-Weg die Lebensdauer verlängert. Die Entdeckung verknüpft die DNA-Aktivität mit dem Altern und eröffnet neue Möglichkeiten für die medizinische und biologische Forschung zur Verbesserung der Gesundheit und zur Altersbestimmung.
Die Forscher Dr. Ádám Sturm und Dr. Tibor Vellai aus Eötvös Loránd, Ungarn, haben bedeutende Entdeckungen in der Alterungsforschung gemacht. Ihre Forschung konzentriert sich auf „transponierbare Elemente“ (TEs) in der DNA, das sind Abschnitte, die innerhalb des genetischen Codes verschoben werden können. Eine übermäßige Bewegung dieser transponierbaren Elemente führt zu einer Instabilität des genetischen Codes, was zum Alterungsprozess beitragen kann.
Wissenschaftler haben einen spezifischen Prozess namens Piwi-piRNA-Weg identifiziert, der bei der Kontrolle dieser TEs hilft. Sie sahen diesen Weg in bestimmten Zellen am Werk, die nicht altern, etwa in Krebsstammzellen, und insbesondere in der mysteriösen Turritopsisdohrnii (Leuchtturmqualle, allgemein bekannt als „unsterbliche Qualle“). Durch die Stärkung dieses Signalwegs bei einem Wurm namens Caenorhabditis elegans konnte die Lebensdauer des Wurms erheblich verlängert werden.
In zuvor veröffentlichten wegweisenden Artikeln mit den Titeln „Mechanisms of Aging: The Major Role of Transposable Elements in Genome Desorganization“ (2015) und „The Piwi-piRNA Pathway: The Road to Immortality“ (2017) theoretisierten Dr. Sturm und Dr. Vellai die tiefgreifende Beziehung zwischen dem Piwi-piRNA-System und dem faszinierenden Konzept der biologischen Unsterblichkeit. Jetzt liefern sie experimentelle Beweise in einem neuen Artikel, der in Nature Communications veröffentlicht wurde. Ihre Forschung zeigt, dass die Kontrolle der Aktivität von TEs tatsächlich die Lebensdauer verlängern kann, was darauf hindeutet, dass diese mobilen DNA-Elemente eine entscheidende Rolle im Alterungsprozess spielen.
Technisch gesehen nutzen Forscher Techniken, um die Aktivität von TEs „herunterzuregulieren“ oder zu reduzieren. Als sie dies mit bestimmten TEs in den Würmern taten, zeigten die Würmer Anzeichen einer langsameren Alterung. Darüber hinaus addieren sich die Auswirkungen der Verlängerung der Lebensdauer, wenn mehrere TEs gleichzeitig gesteuert werden.
Dr. Sturm erklärte: „In unseren Experimenten zur Lebensspanne konnte allein durch die Herunterregulierung von TEs oder die somatische Überexpression von Piwi-piRNA-Signalwegelementen ein statistisch signifikanter Lebensspannenvorteil beobachtet werden. Dies öffnet die Tür zu unzähligen potenziellen Anwendungen in Medizin und Biologie.“
Darüber hinaus stellte das Team fest, dass sich die DNA dieser Würmer mit zunehmendem Alter epigenetisch verändert, insbesondere bei TEs. Es wurde beobachtet, dass diese als DNAN6-Adenin-Methylierung bekannten Veränderungen die TE-Transkription und das Springen mit zunehmendem Alter der Tiere erhöhen.
Dr. Vellai betonte die potenzielle Bedeutung dieser Entdeckung: „Diese epigenetische Modifikation könnte den Weg für Methoden zur Altersbestimmung anhand der DNA ebnen und so eine genaue biologische Uhr liefern.“
Durch ein besseres Verständnis dieser mobilen DNA-Elemente und der Wege, die sie steuern, können Wissenschaftler möglicherweise Wege finden, das Leben zu verlängern und die Gesundheit im späteren Leben zu verbessern.