Artikel zur Langlebigkeit

Forscher identifizieren Gene, die mit einer längeren Fortpflanzungslebensdauer von Frauen verbunden sind

Forscher identifizieren Gene, die mit einer längeren Fortpflanzungslebensdauer von Frauen verbunden sind
  • Wissenschaftler haben fast 300 Genvariationen identifiziert, die die reproduktive Lebensdauer von Frauen beeinflussen. 

  • Bei Mäusen gelang es ihnen, mehrere mit diesen Varianten assoziierte Schlüsselgene erfolgreich zu manipulieren, um deren reproduktive Lebensdauer zu verlängern.

  • Zwei der Gene, die Proteine ​​produzieren, die an der Reparatur beschädigter DNA beteiligt sind, wirken bei der Fortpflanzung bei Mäusen auf entgegengesetzte Weise.

  • Weibliche Mäuse mit mehr CHEK1-Protein werden mit mehr Eiern geboren und es dauert länger, bis sie auf natürliche Weise abgebaut werden, sodass die reproduktive Lebensdauer verlängert wird.

  • CHEK2 hat einen ähnlichen Effekt und lässt Eier länger überleben, aber in diesem Fall wurde das Gen ausgeschaltet, sodass kein Protein produziert wird, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung von CHEK2 bei erwachsenen Mäusen zum Tod der Eier führen kann. 

  • Frauen, denen von Natur aus ein aktives CHEK2-Gen fehlt, erreichen die Menopause im Durchschnitt 3,5 Jahre später als Frauen mit einem normalerweise aktiven Gen.

Dieser Artikel wurde auf EurekAlert.org veröffentlicht:

Das Alter, in dem Frauen in die Wechseljahre kommen, ist entscheidend für die Fruchtbarkeit und beeinflusst das gesunde Altern von Frauen. Das reproduktive Altern war für Wissenschaftler jedoch schwierig zu untersuchen und Erkenntnisse über die zugrunde liegende Biologie sind begrenzt.

Mittlerweile haben Wissenschaftler fast 300 Genvariationen identifiziert, die die reproduktive Lebensdauer von Frauen beeinflussen. Darüber hinaus gelang es ihnen, bei Mäusen mehrere mit diesen Varianten assoziierte Schlüsselgene erfolgreich zu manipulieren, um deren Fortpflanzungslebensdauer zu verlängern.

Ihre Ergebnisse wurden heute veröffentlicht in Natur, unser Wissen über den reproduktiven Alterungsprozess erheblich erweitern und Möglichkeiten zur Verbesserung der Vorhersage bieten welche Frauen möglicherweise früher als andere in die Wechseljahre kommen.

Während die Lebenserwartung in den letzten 150 Jahren dramatisch gestiegen ist, ist das Alter, in dem die meisten Frauen die natürliche Menopause durchlaufen, relativ konstant bei etwa 50 Jahren geblieben. Frauen werden mit allen Eizellen geboren, die sie jemals tragen werden, und diese gehen mit zunehmendem Alter allmählich verloren. Sobald die meisten Eizellen verschwunden sind, treten die Wechseljahre ein. Die natürliche Fruchtbarkeit nimmt jedoch wesentlich früher ab.

Co-Autorin Professorin Eva Hoffmann von der Universität Kopenhagen sagte: „Es ist klar, dass die Reparatur beschädigter DNA in Eizellen sehr wichtig ist, um den Vorrat an Eizellen zu etablieren, mit denen Frauen geboren werden, und auch dafür, wie schnell sie im Laufe des Lebens verloren gehen.“ Ein besseres Verständnis der biologischen Prozesse, die beim reproduktiven Altern eine Rolle spielen, könnte zu Verbesserungen bei den Möglichkeiten der Fruchtbarkeitsbehandlung führen.“

Diese Forschung wurde durch eine weltweite Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus mehr als 180 Institutionen erreicht und gemeinsam von der University of Exeter, der MRC Epidemiology Unit der University of Cambridge, dem Institute of Biotechnology and Biomedicine der Universitat Autònoma de Barcelona geleitet das DNRF-Zentrum für Chromosomenstabilität an der Universität Kopenhagen. Ihre Ergebnisse identifizieren neue genetische Variationen, die mit der reproduktiven Lebensdauer zusammenhängen, und erhöhen die bekannte Zahl von 56 auf 290.

Möglich wurden die neuen Entdeckungen durch Analysen von Datensätzen von Hunderttausenden Frauen aus vielen Studien, darunter Britische Biobank und 23andMe. Die Daten von 23andMe wurden von Kunden bereitgestellt, die sich für die Teilnahme an der Forschung entschieden haben. Während die große Mehrheit von Frauen europäischer Abstammung stammt, untersuchten sie auch Daten von fast 80.000 Frauen ostasiatischer Abstammung und kamen zu weitgehend ähnlichen Ergebnissen.

Das Team entdeckte, dass viele der beteiligten Gene mit Prozessen der DNA-Reparatur verknüpft sind. Sie fanden auch heraus, dass viele dieser Gene bereits vor der Geburt aktiv sind, wenn menschliche Eizellen angelegt werden, aber auch während des gesamten Lebens. Bemerkenswerte Beispiele sind Gene aus zwei Zellzyklus-Checkpoint-Pfaden – CHEK1 und CHEK2 – die eine Vielzahl von DNA-Reparaturprozessen regulieren. Das Ausschalten eines bestimmten Gens (CHEK2), sodass es nicht mehr funktioniert, und die Überexpression eines anderen Gens (CHEK1), um seine Aktivität zu steigern, führten bei Mäusen jeweils zu einer um etwa 25 Prozent längeren reproduktiven Lebensdauer. Die Fortpflanzungsphysiologie von Mäusen unterscheidet sich in wesentlichen Punkten von der des Menschen, unter anderem dadurch, dass Mäuse keine Wechseljahre haben. Die Studie untersuchte jedoch auch Frauen, denen von Natur aus ein aktives CHEK2-Gen fehlt, und stellte fest, dass sie die Wechseljahre im Durchschnitt 3,5 Jahre später erreichen als Frauen mit einem normalerweise aktiven Gen.

Co-Autor Professor Ignasi Roig von der Universitat Autònoma de Barcelona, ​​sagte: „Wir haben gesehen, dass zwei der Gene, die Proteine ​​produzieren, die an der Reparatur beschädigter DNA beteiligt sind, in Bezug auf die Fortpflanzung bei Mäusen gegensätzlich funktionieren. Weibliche Mäuse mit mehr CHEK1-Protein werden mit mehr Eiern geboren und es dauert länger, bis sie auf natürliche Weise abgebaut werden, sodass die reproduktive Lebensdauer verlängert wird. Das zweite Gen, CHEK2, hat zwar einen ähnlichen Effekt und lässt Eier länger überleben, doch in diesem Fall wurde das Gen ausgeschaltet, so dass kein Protein produziert wird, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung von CHEK2 bei erwachsenen Mäusen zum Tod der Eier führen kann.“

Die durch diese Arbeit identifizierten Gene beeinflussen das Alter in der natürlichen Menopause und können auch dazu verwendet werden, vorherzusagen, bei welchen Frauen das höchste Risiko für die Menopause in jungen Jahren besteht.

Co-Autorin Dr. Katherine Ruth von der University of Exeter sagte: „Wir hoffen, dass unsere Arbeit dazu beitragen wird, neue Möglichkeiten zu schaffen, um Frauen bei der Zukunftsplanung zu unterstützen.“ Indem wir viele weitere genetische Ursachen für die Variabilität im Zeitpunkt der Menopause finden, haben wir gezeigt, dass wir damit beginnen können, vorherzusagen, welche Frauen möglicherweise früher in die Wechseljahre kommen und daher Schwierigkeiten haben, auf natürlichem Wege schwanger zu werden. Und weil wir mit unseren genetischen Variationen geboren werden, könnten wir diesen Rat jungen Frauen geben.“

Das Team untersuchte auch die gesundheitlichen Auswirkungen einer früheren oder späteren Menopause mithilfe eines Ansatzes, der die Auswirkung natürlich vorkommender genetischer Unterschiede testet. Sie fanden heraus, dass eine genetisch frühere Menopause das Risiko für Typ-2-Diabetes erhöht und mit einer schlechteren Knochengesundheit und einem erhöhten Risiko für Frakturen verbunden ist. Es verringert jedoch das Risiko einiger Krebsarten, wie Eierstock- und Brustkrebs, die bekanntermaßen empfindlich auf Sexualhormone reagieren, deren Spiegel während der Menstruation der Frau höher sind.

Co-Autor Dr. John Perry von der Abteilung für Epidemiologie des Medical Research Council (MRC) an der Universität Cambridge und leitender Autor des Artikels sagte: „Diese Forschung ist unglaublich aufregend. Obwohl noch ein langer Weg vor uns liegt, wissen wir durch die Kombination genetischer Analysen am Menschen mit Studien an Mäusen und der Untersuchung, wann diese Gene in menschlichen Eiern aktiviert werden, jetzt viel mehr über das reproduktive Altern des Menschen. Es gibt uns auch Einblicke, wie wir einige gesundheitliche Probleme vermeiden können, die mit dem Zeitpunkt der Wechseljahre zusammenhängen.“

Referenz:

Ruth, KS et al. Genetische Einblicke in biologische Mechanismen, die die Alterung menschlicher Eierstöcke steuern. Natur 2021; 04. August 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03779-7

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03779-7



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag