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Alternde Natur vs. Pflege: Studie zeigt, dass Ihre Umgebung das Altern stärker beeinflusst als Ihre Gene?

Alternde Natur vs. Pflege: Studie zeigt, dass Ihre Umgebung das Altern stärker beeinflusst als Ihre Gene?

Sind wir von Natur aus dafür prädisponiert, wie wir altern, oder bestimmen Ihre Umgebung und Ihre Entscheidungen – was Sie essen und trinken, wie viel Sie schlafen und sich stressen, ob Sie Sport treiben oder rauchen – die Qualität des Alterns? 

A studie von der University of California Berkeley stellt fest, dass unsere Genetik mit zunehmendem Alter eine geringere Rolle bei der Funktionsweise unserer Gene spielt. Stattdessen glaubt das Forschungsteam, dass die Funktionsweise unserer Gene mit zunehmendem Alter stärker von unseren Entscheidungen beeinflusst wird.

„Was unsere Studie zeigt, ist, dass Gene mit zunehmendem Alter für die Genaktivität weniger wichtig sind.“ sagte Peter Sudmant, Assistenzprofessor für integrative Biologie an der UC Berkeley und Mitglied des Center for Computational Biology des Campus. „Und vielleicht müssen wir uns dessen bewusst sein, wenn wir versuchen, die Ursachen … des Alterns zu identifizieren.“

Medawars Hypothese

Unser Überleben erfordert, dass die Prozesse in unserer Zelle mit höchster Präzision funktionieren. Mit zunehmendem Alter verschlechtern sich jedoch viele Kernzellprozesse, was zu Funktionsstörungen und Krankheiten führt. Was beeinflusst diese Prozesse? Werden wir mit einem festgelegten Timer für das Altern geboren? Oder hat unsere Umwelt einen größeren Einfluss darauf, wie wir altern?

Peter B. Medawar entwickelte in den 1940er Jahren eine Theorie zum Altern, die auf zwei Konzepten basierte. Erstens sterben die meisten Arten in freier Wildbahn eher durch Raubtiere, Infektionen und Unfälle als durch altersbedingte Krankheiten. Daher besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass ein Individuum im hohen Alter noch am Leben ist und sich fortpflanzen kann. Zweitens: Da die natürliche Selektion mit zunehmendem Alter schwächer wird, ignoriert sie die Leistung älterer Menschen. Wenn sich diese Auswirkungen im fortgeschrittenen Alter manifestieren, kann die Selektion daher weder positive Auswirkungen begünstigen noch negative Auswirkungen abmildern.

Dementsprechend argumentierte Medawar, dass Träger der ungünstigen Mutation diese an die nächste Generation weitergegeben hätten, bevor die schädlichen Auswirkungen auf das spätere Leben sichtbar würden, wenn die Auswirkungen einer schädlichen Mutation auf das spätere Alter beschränkt wären, in dem die Fortpflanzung hauptsächlich aufgehört hat, und auf das zukünftige Überleben ist unwahrscheinlich. In diesem Fall würde die natürliche Selektion Schwierigkeiten haben, eine solche Mutation zu entfernen. Im Laufe der Evolution häuften sich diese ineffektiven Mutationen durch genetische Drift in der Bevölkerung an und führten schließlich zur Evolution des Alterns.

Alternde Natur vs. Pflege: Studie zeigt, dass Ihre Umgebung das Altern stärker beeinflusst als Ihre Gene?

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Was zeigen die Daten? Wie beeinflusst Ihre Genetik Ihre Persönlichkeit, Ihre Eigenschaften wie Größe und Gewicht und ob Sie an einer Herzerkrankung leiden?

In der Humangenetik wurde viel Arbeit geleistet, um zu verstehen, wie Gene durch genetische Variation beim Menschen ein- und ausgeschaltet werden. Interessanterweise haben Studien an eineiigen Zwillingen gezeigt, dass es mit zunehmendem Alter der Geschwister einige Unterschiede in der Genaktivität gibt, was darauf hindeutet, dass die Umwelt eine Rolle bei der Modulation der Genaktivität mit dem Alter spielt und dass dies nicht streng durch die Genetik reguliert wird. Eine große Herausforderung besteht jedoch weiterhin darin, altersbedingte Veränderungen in biologischen Prozessen in verschiedenen Geweben zu quantifizieren und herauszufinden, wie genetische Variation solche Veränderungen beeinflusst.

Das Forschungsteam der UC Berkeley wollte verstehen, wie sich das Alter auf die Genaktivität auswirkt, und den relativen Einfluss von Zeit und genetischer Variation auf altersbedingte Veränderungen in verschiedenen Geweben modellieren. Das erste Ergebnis, das das Forschungsteam der UC Berkeley herausfand, war, dass Ihre Genetik mit zunehmendem Alter weniger wichtig ist. „Was unsere Studie zeigt, ist, dass Gene mit zunehmendem Alter für die Genaktivität weniger wichtig sind“, sagte Sudmant. „Während junge Individuen in Bezug auf die genetischen [Aktivitäts-]Muster näher beieinander liegen, sind ältere Individuen weiter voneinander entfernt. Es ist wie eine Reise durch die Zeit, während die Gen-Aktivitätsmuster immer unberechenbarer werden. Und vielleicht müssen wir uns dessen bewusst sein, wenn wir versuchen, die Ursachen … des Alterns zu identifizieren.“

Während diese Studie die in Medawars Hypothese vorhergesagte umgekehrte Beziehung zwischen Alter und Variabilität der Genaktivität bestätigt, identifizierte das Team der UC Berkeley überraschenderweise auch fünf Gewebe, die das entgegengesetzte Muster aufweisen. In diesen fünf Geweben sind altersbedingte Anzeichen einer erhöhten Krebserkrankung angereichert. „In allen Geweben Ihres Körpers ist die Genetik in etwa gleich wichtig. Es scheint nicht, dass es in dem einen oder anderen Gewebe eine größere Rolle spielt“, sagte er. „Aber das Altern unterscheidet sich stark zwischen den verschiedenen Geweben. In Ihrem Blut, Ihrem Dickdarm, Ihren Arterien, Ihrer Speiseröhre und Ihrem Fettgewebe spielt das Alter eine viel stärkere Rolle als Ihre Genetik bei der Steuerung Ihrer Genexpressionsmuster.“

Diese Ergebnisse verdeutlichen die unterschiedlichen evolutionären Kräfte, die auf spät wirkende Gene wirken, die in stark proliferativen Zelltypen exprimiert werden. „Aus evolutionärer Sicht ist es nicht intuitiv, dass diese Gene aktiviert werden, bis man sich diese Gewebe genau ansieht“, sagte Sudmant. „Ich denke, das verrät uns ein wenig über die Grenzen der Evolution. Ihr Blut zum Beispiel muss sich immer vermehren, damit Sie leben können, und deshalb müssen diese superkonservierten, sehr wichtigen Gene erst spät im Leben aktiviert werden. Das ist problematisch, weil es bedeutet, dass diese Gene anfällig für somatische Mutationen sind und für immer auf schlechte Weise aktiviert werden. Es gibt uns also einen kleinen Einblick in die Einschränkungen des Lebens. Es setzt unserer Fähigkeit, weiterzuleben, Grenzen.“

Zusammengenommen liefert diese Studie Einblicke in gewebespezifische Alterungsmuster und den relativen Einfluss von Genetik und Alterung auf die Genaktivität. Die Forscher der UC Berkeley gehen davon aus, dass zukünftige Studien zur Regulierung der Genaktivität in Geweben und Zellen weiter aufklären werden, wie sowohl programmierte als auch reaktive Prozesse des Alterns menschliche Krankheiten auslösen.

Verweise:

Yamamoto, R., Chung, R., Vazquez, JM et al. Gewebespezifische Auswirkungen des Alterns und der Genetik auf Genexpressionsmuster beim Menschen. Nat Commun 13, 5803 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33509-0



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