Ende des Alterns

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'.

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

'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.

Körper regelt selbst

Nachlassender Stress führt nicht nur zur Regeneration des Körpers, sondern verjüngt diesen sogar - zumindest bis zu dem Punkt, wo der Stress begonnen hat. Das hat ein Team um den Zellbiologen James White von der Duke University School of Medicine herausgefunden. Das biologische Alter, dass die betroffene Person vor Beginn der Stressperiode hat, wird wieder erreicht, es findet also eine vollständige Regeneration statt.

'Dieser Befund eines fließenden, schwankenden, formbaren Alters stellt die langjährige Vorstellung eines unidirektionalen Aufwärtstrends des biologischen Alters im Lebensverlauf infrage. Frühere Berichte haben auf die Möglichkeit kurzfristiger Schwankungen des biologischen Alters hingewiesen. Aber die Frage, ob solche Veränderungen reversibel sind, blieb bisher unerforscht. Entscheidend ist, dass die Auslöser solcher Veränderungen ebenfalls unbekannt waren', meint White.

Er nimmt an, dass das biologische Alter von Organismen im Laufe des Lebens stetig zunimmt. Doch jetzt sei klar, dass das biologische Alter nicht unverrückbar mit dem chronologischen Alter verbunden ist. Individuen könnten biologisch älter oder jünger sein als ihr chronologisches Alter vermuten lasse. Darüber hinaus gebe es zunehmend Beweise in Tiermodellen und bei Menschen, dass sich das biologische Alter durch Krankheiten, medikamentöse Behandlungen, Änderungen des Lebensstils und Umweltbelastungen beeinflussen lässt.

Biologisches Altern ließ sich auch nach größeren OPs, bei Schwangerschaften und nach einer COVID-19-Erkrankung nachweisen. Zum Beispiel erlebten Traumapatienten nach einer Not-OP einen starken und schnellen Anstieg des biologischen Alters. Dieser Anstieg kehrte sich jedoch um, und die Patienten erreichten wieder ihr ursprüngliches biologisches Alter in den Tagen nach der OP. 'Wir haben eine neue Ebene der Alterungsdynamik aufgedeckt. Jetzt kommt es darauf an, zu verstehen, wie eine vorübergehende Erhöhung des biologischen Alters oder eine erfolgreiche Erholung davon zur beschleunigten Alterung im Laufe des Lebens beiträgt', so White.

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