Forscher des Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) identifiziert haben, einen epigenetischen Mechanismus, scheint einen starken Einfluss auf ein gesundes Altern. Es ist ein protein, das steuert Muskel-Integrität, – Lebensdauer und-Ebenen ein essentieller Zucker. Wie funktioniert ein protein haben, das viel Strom?
Forscher am MDC Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB) gefunden haben, ein protein, das hat erhebliche Auswirkungen auf die gesunden Muskeln und Lebensdauer. Tieren fehlt dieses protein, genannt LIN-53, schweren Muskel-defekte, eingeschränkte Beweglichkeit und sterben früh-im Vergleich zu Tieren, die mit dem protein.
Dr. Baris Tursun, wer führt BIMSB der Genregulation und der Cell Fate Decision Lab, und seine Mitarbeiter herausgefunden, zwei spezifische Möglichkeiten, LIN-53 arbeiten in der Spulwürmer. Ihre Ergebnisse, berichtet in der Zeitschrift Aging Cell, legen den Grundstein für weitere Studien über die menschliche version des proteins.
„Die Identifizierung der genetischen Faktoren, die eine Rolle spielen bei der Verknüpfung von Lebenserwartung und healthspan ist der Schlüssel für das Verständnis menschlichen Gesundheits-und altersbedingten Krankheiten wie Muskeldystrophie,“ Tursun sagte.
Epigenetische Faktor
LIN-53 ist nicht einfach nur irgendein protein, es ist ein „Histon-Chaperon,“ die Bindung an die Moleküle, so genannter histone, dass lange DNA-Stränge eng umbrochen, um fit in den Zellkern. Histon-Modifikationen kann letztlich wiederum die Genexpression Ebenen nach oben oder unten, Auswirkungen auf den Organismus ist Entwicklung, Funktion und Lebensdauer. LIN-53 ist als eine „epigenetische Faktor“, weil durch die Interaktion mit Histonen, kann es helfen, aktivieren und deaktivieren von Genen können dazu führen, dass die erblichen Eigenschaften an die Nachkommen weitergegeben, aber ohne Veränderung der zugrunde liegenden DNA-Sequenz.
Tursun und seine Kollegen wollten verstehen, wenn diese epigenetischen Faktor, der beeinflusst, wie lange ein Organismus lebt, (Lebensdauer), und wie lange ein Organismus lebt in einem gesunden Zustand (healthspan). Sie wollten auch erfahren, ob die Lebensdauer und healthspan direkt.
„Normalerweise, wenn wir älter werden, erleben wir-aging-Symptome, begleitet von Muskel-Verlust,“ Tursun sagte. „Ist das alles Zufall oder ist es verbunden, und wenn ja, wie ist es verbunden? Unser Papier ist einer der ersten, die zeigen, dass die epigenetische link.“
Ein Faktor, zwei Routen
Das team von Molekularbiologen und Genetikern untersucht LIN-53 die Rolle in Caenorhabditis elegans (C. elegans), ein Wurm, der nur 1 millimeter lang. Auch bezeichnet als ein Fadenwurm, ist es einer der wichtigsten Modellorganismen in der altersforschung, denn viele Gene sind hochgradig konserviert ist, oder gefunden wird, wird über Spezies.
„Es ist ein so kleiner Organismus und trotzdem ähnelt dem menschlichen Gewebe, Wege und Genregulation, so sind wir in der Lage, um die übertragung von Ergebnissen aus der Fadenwurm bis zum Menschen“, sagt Stefanie Müallen, Erstautor der Studie und Postdoktorand in der Myologie Lab am Experimental and Clinical Research Center (ECRC), eine gemeinsame Einrichtung der Charité und das MDC.
Wenn die Forscher ausgeschlagen das gen LIN-53, die Würmer zeigten reduzierte Fähigkeit sich zu bewegen und nicht so lange Leben wie die Kollegen mit der gen.
Klar darauf hingewiesen LIN-53 spielt die Rolle für gesunde Muskeln und Lebensdauer. Das team weiter gegraben und festgestellt, LIN-53 wirkt sich auf Muskel-Entwicklung durch die molekulare Komplex NuRD, während es beeinflusst die Lebensdauer durch einen separaten Komplex Sin3. Die Tatsache, dass diese sind unterschiedliche Wege, aber beide mit LIN-53, ist besonders interessant und stark darauf hin, die Bedeutung der LIN-53 als Bindeglied zwischen healthspan und Lebensdauer.
„LIN-53 ist ein Teil der sieben verschiedene molekulare komplexe Regulierung der chromatin-Modifikation und-Struktur,“ Müallen sagte. „Ich war überrascht und begeistert, dass wir in der Lage waren, klar zu definieren, die komplexe wichtig für healthspan und Lebensdauer.“
Der gute Zucker
Die weitere Analyse ergab eine mögliche Erklärung dafür, warum die LIN-53 ist so mächtig. Tiere ohne LIN-53 hatte sehr geringe Mengen eines Zuckers, genannt trehalose; es besteht aus zwei glucose-Molekülen bekannt ist essentiell für die normale Lebensdauer in Wirbellosen. Das zusammenspiel zwischen LIN-53 und Sin3 betroffenen Gene, die den Stoffwechsel regulieren, einschließlich der Produktion dieser Zucker. Weitere Forschung ist notwendig, zu verstehen, genau wie LIN-53 interagiert mit beiden NuRD und Sin3 und hemmt die Zucker-Produktion.
Da der LIN-53-protein ist dem menschlichen sehr ähnlich, protein RBBP4/7, damit können die Forscher Erkenntnisse aus der mikroskopischen Würmern zu führen, wo die Suche nach Antworten auf ähnliche Fragen bei den Menschen.
„Wir wollen alle Alter in einer gesunden Art und Weise,“ Tursun sagte. „Sobald wir verstehen die verbindungen zwischen dem Altern und all den dazugehörigen negativen Auswirkungen, dann können wir anfangen zu überlegen, wie man die Verbindung aufheben.“ (pet)