Mütterliche Gene mitentscheidend

Alterungsprozess und Gene

Für das Altern gibt es viele Ursachen. Der Alterungsprozess wird bestimmt durch verschiedene Arten von Zellschäden, die die Funktion von Organen beeinträchtigen. Von besonderer Bedeutung für das Altern scheint der Schaden zu sein, der in den "Kraftwerken der Zelle" auftritt - in den Mitochondrien.

"Das Mitochondrium enthält eine eigene DNA, die sogenannte mitochondriale DNA oder mtDNA. Sie ändert sich stärker als die DNA im Zellkern, und dies hat einen erheblichen Einfluss auf den Alterungsprozess", sagt Nils-Göran Larsson, Direktor am Kölner Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, zudem Professor für Mitochondriale Genetik am Karolinska Institut (KI, nahe Stockholm) und Leiter der aktuellen Studie neben Professor Lars Olson (KI). "Viele Mutationen in den Mitochondrien führen allmählich zu einer Beeinträchtigung der zellulären Energieerzeugung."

Jetzt haben die Forscher gezeigt: Der Alterungsprozess beruht nicht nur auf der Ansammlung mitochondrialer DNA-Schäden, die während der Lebenszeit eines Menschen entstehen. Auch die von der Mutter vererbte mitochondriale DNA spielt eine Rolle. "Überraschenderweise konnten wir auch zeigen, dass die mitochondriale DNA unserer Mutter unser eigenes Altern zu beeinflussen scheint", sagt Professor Larsson. "Wenn wir mtDNA mit Mutationen von unserer Mutter erben, altern wir schneller."

Normale und beschädigte DNA wird von Generation zu Generation weitergegeben. Dabei stellt sich die Frage, ob es möglich ist, den Grad der Beschädigung an der mtDNA zu beeinflussen, zum Beispiel durch Änderungen am Lebensstil. Das muss noch untersucht werden. Was die Forscher bislang wissen ist, dass milde DNA-Schäden von der Mutter übertragen werden und zur Alterung beitragen.
Die aktuelle Studie zeigt zudem, dass geringe Mengen mutierter mütterlicher mtDNA auch entwicklungsbiologische Wirkungen haben. Es können Missbildungen des Gehirns entstehen, wenn während der Lebenszeit große Mengen von Mutationen an der mtDNA hinzu kommen.

"Unsere Ergebnisse bringen mehr Licht in den Alterungsprozess und beweisen, dass die Mitochondrien eine zentrale Rolle für das Altern spielen. Sie zeigen auch, dass es wichtig ist, die Anzahl der Mutationen zu reduzieren", sagt Professor Larsson.
Die veröffentlichten Ergebnisse stammen aus Studien an Mäusen. Die Forscher wollen nun ihre Arbeit an diesem Modellorganismus fortsetzen und auch an der Fruchtfliege, um zu untersuchen, ob die Verringerung der Zahl von Mutationen die Lebensdauer verlängern kann.

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Originalarbeit:

Jaime M. Ross, James B. Stewart, Erik Hagström, Stefan Brené, Arnaud Mourier, Giuseppe Coppotelli, Christoph Freyer, Marie Lagouge, Barry J. Hoffer, Lars Olson, and Nils-Göran Larsson
Germline mitochondrial DNA mutations aggravate ageing and can impair brain development Nature.
Epub ahead of print: Aug 21, 2013, DOI: 10.1038/nature12474.

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