Der Proteinumsatz könnte ein Hinweis darauf sein, länger zu leben

Der Proteinumsatz könnte ein Hinweis darauf sein, länger zu leben

Eine überaktive Proteinsynthese, die bei Krankheiten des vorzeitigen Alterns auftritt, könnte auch beim normalen Altern eine Rolle spielen

LA JOLLA – Es mag paradox erscheinen, aber die Untersuchung dessen, was bei seltenen Krankheiten schief geht, kann nützliche Einblicke in die normale Gesundheit liefern. Forscher, die die Hutchinson-Gilford-Progerie mit vorzeitiger Alterungsstörung untersuchen, haben einen fehlerhaften Proteinprozess bei der Krankheit entdeckt, der sowohl gesunden Menschen als auch Progerie-Patienten helfen könnte, länger zu leben.

Wissenschaftler des Salk Institute fanden heraus, dass die Proteinsynthese bei Menschen mit Progerie überaktiv ist. Die Arbeit, beschrieben in Nature Communications veröffentlicht am 30. August 2017 ergänzt die wachsende Zahl an Beweisen dafür, dass eine Reduzierung der Proteinsynthese die Lebensspanne verlängern kann – und somit ein nützliches therapeutisches Ziel bieten könnte, um sowohl vorzeitiger als auch normaler Alterung entgegenzuwirken.

„Die Produktion von Proteinen ist für Zellen ein äußerst energieintensiver Prozess“, sagt er Martin Heißer, Vizepräsident und Chief Science Officer des Salk Institute und leitender Autor des Artikels. „Wenn eine Zelle wertvolle Ressourcen für die Proteinproduktion aufwendet, können andere wichtige Funktionen vernachlässigt werden. Unsere Arbeit legt nahe, dass eine Ursache sowohl für abnormale als auch für normale Alterung ein beschleunigter Proteinumsatz sein könnte.“

Hutchinson-Gilford-Progerie ist eine sehr seltene genetische Erkrankung, die dazu führt, dass Menschen acht- bis zehnmal schneller altern als der Rest von uns und zu einem frühen Tod führt. Die seltene Mutation tritt in einem der Strukturproteine ​​im Zellkern, Lamin A, auf, es ist jedoch unklar, wie ein einzelnes defektes Protein im Zellkern die unzähligen Merkmale des schnellen Alterns verursacht, die bei der Krankheit beobachtet werden.

Zunächst interessierte sich Salk Staff Scientist Abigail Buchwalter, Erstautorin der Arbeit, dafür, ob die Mutation das Lamin-A-Protein weniger stabil und kürzer leben ließ. Nachdem sie den Proteinumsatz in kultivierten Zellen aus Hautbiopsien sowohl von Progerie-Patienten als auch von gesunden Menschen gemessen hatte, stellte sie fest, dass nicht nur Lamin A von der Krankheit betroffen war.

„Wir haben alle Proteine ​​des Zellkerns analysiert und statt einen schnellen Umsatz nur bei mutiertem Lamin A und möglicherweise einigen damit verbundenen Proteinen zu beobachten, sahen wir eine wirklich breite Verschiebung der gesamten Proteinstabilität in den Progeria-Zellen“, sagt Buchwalter. „Dies deutete auf eine Veränderung im Proteinstoffwechsel hin, die wir nicht erwartet hatten.“

Zusammen mit dem schnellen Umsatz von Proteinen stellte das Team fest, dass der Nukleolus, der proteinaufbauende Strukturen, sogenannte Ribosomen, bildet, in den vorzeitig alternden Zellen im Vergleich zu gesunden Zellen vergrößert war.

Noch faszinierender war, dass das Team herausfand, dass die Nukleolusgröße mit dem Alter in den gesunden Zellen zunahm, was darauf hindeutet, dass die Größe des Nukleolus nicht nur ein nützlicher Biomarker für das Altern sein könnte, sondern möglicherweise auch ein Ziel von Therapien, um sowohl vorzeitiger als auch normaler Alterung entgegenzuwirken.

Die Arbeit unterstützt andere Forschungsarbeiten, die in derselben Ausgabe erscheinen und zeigen, dass eine verminderte Proteinsynthese die Lebensdauer von Spulwürmern und Mäusen verlängert. Das Hetzer-Labor plant, weiterhin zu untersuchen, wie die Nukleolusgröße als zuverlässiger Biomarker für das Altern dienen könnte.

„Wir gehen immer davon aus, dass Altern ein linearer Prozess ist, aber wir wissen das nicht genau“, sagt Hetzer, der auch den Lehrstuhl der Jesse and Caryl Philips Foundation innehat. „Ein Biomarker wie dieser, der das Altern verfolgt, wäre sehr nützlich und könnte neue Wege zur Untersuchung und zum Verständnis des Alterns beim Menschen eröffnen.“

Die Arbeit wurde gefördert durch die National Institutes of Health, hat das Nomis-Stiftungund die Glenn Center für Altersforschung.