Das Altern des Menschen lässt sich möglicherweise verzögern. Forscher der University of California, San Diego können den Verfall der Körperzellen von Hefen, Pflanzen, Tieren und Menschen beeinflussen. Sie enthalten genregulatorische Schaltkreise, die für viele physiologische Funktionen, einschließlich des Alterns, verantwortlich sind. Studienleiter Nan Hao hat mit seinem Team den Schaltkreis identifiziert, der die Zellalterung steuert, und genetisch "neu verdrahtet".
Periodischer Wechsel hält jung
Das uhrähnliche Gerät namens Genoszillator bringt die Zelle dazu, periodisch zwischen zwei alternden Zuständen zu wechseln, wodurch eine längere Bindung an einen der beiden vermieden und die Degeneration der Zelle verlangsamt wird. In der Praxis hat das zu einer dramatisch verlängerten zellulären Lebensdauer geführt. Das Team hat einen neuen Rekord für die Lebensverlängerung durch genetische und chemische Eingriffe aufgestellt.
Nach dem Vorbild von Ingenieuren haben die Bioforscher mit Computersimulationen begonnen und wollten herausfinden, wie die Alterungsschaltung des Zellkerns funktioniert. Das half ihnen, Ideen zu entwickeln und zu testen, bevor sie die Schaltung auf eine Zelle übertrugen. Dieser Ansatz spart Zeit und Ressourcen bei der Identifizierung effektiver Strategien zur Langlebigkeit
Menschliche Zellen im Visier
"Dies ist das erste Mal, dass computergestützte synthetische Biologie und technische Prinzipien verwendet wurden, um Genschaltkreise rational umzugestalten und den Alterungsprozess zur effektiven Förderung der Langlebigkeit neu zu programmieren", sagt Hao. Die Forscher haben an Hefezellen (Saccharomyces cerevisiae) gearbeitet, die ihnen als Modell für die Alterung menschlicher Zellen dienen. Neu verdrahtet hat sich die Lebensdauer der Zellen um 82 Prozent verlängert.
"Das könnte den Grundstein für die Entwicklung synthetischer Genschaltkreise legen, um die Langlebigkeit in komplexeren Organismen effektiv zu fördern", verdeutlicht Hao das Potenzial abschließend. Das Team weitet seine Forschung derzeit auf die Alterung verschiedener menschlicher Zelltypen aus, darunter Stammzellen und Neuronen.
www.ucsd.edu
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