welche organe altern besonders schnell? „cell“ entdeckt den verborgenen „treiber“ des alterns
2024-09-23
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
▎bearbeitet vom wuxi apptec content team mit zunehmendem alter altern die verschiedenen gewebe und organe, aus denen der körper besteht, nicht gleichzeitig. viele menschen können an ihrer haut und ihren haaren zeichen der alterung erkennen. tatsächlich altern einige organe im körper schneller als die haut.beispielsweise gehört die leber als größtes stoffwechselorgan des menschlichen körpers zu den organen, die am stärksten vom alterungsprozess betroffen sind.leberes zeigt typische alterungserscheinungen wie erhöhte entzündung und fibrose, geschwächte regenerationsfähigkeit und verminderte reparaturfähigkeit nach verletzungen, was zu einer verschlechterung der stoffwechselfunktion und der anti-stress-fähigkeit führt.warum bestimmte organe schneller altern, rätselt wissenschaftler lange. die beantwortung dieser frage dürfte zu gezielten interventionsmethoden zur verzögerung des alterns führen. kürzlich hat ein forschungsteam bestehend aus der universität genf, dem universitätsspital bern und anderen institutionen in der schweiz in der renommierten fachzeitschrift „cell“ folgendes herausgefunden:ein übersehener faktor: mutationen, die in nicht-kodierenden bereichen der dna verborgen sind. diese mutationen sind nicht leicht zu erkennen, können aber eine erklärung seinwarum organe wie leber und nieren schneller altern als andere organe (wie haut und darm)。in dna-molekülen machen proteinkodierende gene nur einen kleinen teil aus, der rest gehört größtenteils zu nichtkodierenden regionen. nicht-kodierende regionen galten einst als nutzlose „junk-dna“, aber nach eingehender untersuchung entdeckten wissenschaftler, dass nicht-kodierende regionen an der regulierung oder organisation der genexpression beteiligt sind und sehr wichtig dafür sind, wann und wo proteine richtig erscheinen. dank der fortschritte in der sequenzierungstechnologie können forscher nun mutationen in nichtkodierenden regionen identifizieren und ihre auswirkungen analysieren.wenn die dna beschädigt und mutiert ist, verhindern reparatursysteme, dass sich fehler anhäufen. fehler in kodierenden regionen können erkannt werden, wenn das gen in rna transkribiert wird (d. h. wenn das gen aktiviert wird). fehler in nichtkodierenden regionen werden bei der dna-replikation während der zellerneuerung entdeckt.
in organen wie der haut und dem darm, die häufig mit der äußeren umgebung in kontakt stehen, sind die zellen anfällig für abnutzung und die erneuerungshäufigkeit ist sehr hoch. es handelt sich um eine „wöchentliche aktualisierung“, und die dna-replikation erfolgt im gegensatz dazu häufig die zellerneuerungshäufigkeit von geweben wie leber und niere ist sehr gering, sie wird im allgemeinen nur wenige male im jahr repliziert und dna-mutationen in nichtkodierenden regionen sind nicht leicht zu erkennen.in dieser studie verwendeten die autoren mäuseleber als forschungsobjekt und entdeckten den zusammenhang zwischen diesen versteckten mutationen und der organalterung. die forscher führten teilweise leberresektionen bei jungen bzw. alten mäusen durch und überwachten den prozess der dna-replikation, der in den jungen und alten lebern während der regeneration nach der operation initiiert wurde. das papier weist darauf hindies ist die erste experimentelle in-vivo-untersuchung der dna-replikationskinetik unter physiologischen bedingungen.。▲schematische darstellung dieser forschung (bildquelle: referenz [1])sie fanden heraus, dass bei jungen mäusendie aktivierungsstelle des replikationsursprungs (origin-firing) ist sehr klar und befindet sich im nichtkodierenden bereich der dna. die meisten davon liegen 10 bis 50 kb stromaufwärts oder stromabwärts des relevanten gens.dieses positionsmerkmal gilt auch für menschliche zellen. obwohl bei alten mäusen der ort des replikationsursprungs derselbe ist, ist die aktivierungseffizienz des ursprungs stark verringert, begleitet von einer dna-replikationsstressreaktion.weitere analysen ergaben, dass sich in der dna der nicht-kodierenden region von älteren mäusen zu viele mutationen ansammelten, auch am ursprung der replikation. wenn die dna-replikation initiiert werden muss,das schlüsselkinaseprotein atr des schadenskontrollpunkts wird wie ein alarmsystem ausgelöst, verhindern die dna-replikation und damit die zellproliferation, was zu einer verschlechterung der zellfunktion und gewebealterung führt.als die forscher atr-inhibitoren verwendeten, um den alarm zu „entschärfen“ und den dna-replikationsursprung während der leberregeneration bei alten mäusen zu aktivieren, konnte die effizienz der replikationseinleitung zwar wiederhergestellt werden, der anteil der leberzellen, die in den zellzyklus eintreten, wurde jedoch nicht so stark erhöht bei jungen mäusen, was ebenfalls zu einer entzündungsreaktion in der leber führt.bildquelle: 123rf
basierend auf diesen ergebnissen spekulieren die studienautoren: „wenn alterung ein replikativer stress ist, der durch verdeckte dna-schäden hervorgerufen wird, könnte dies erklären, warum langsam proliferierende organe wie die leber schlechtere wachstumsraten aufweisen als stark proliferierende gewebe wie der darm.“ “. denn in der leber bleiben die zellen lange zeit im ruhezustand,in nichtkodierenden regionen hat sich übermäßiger kryptischer schaden angesammelt, einschließlich ausreichender dna-schäden am replikationsursprung, was zu einem erhöhten replikationsdruck auf die zellen geführt hat.; im gegenteil, wenn zellen häufig aktualisiert werden, ist es nicht einfach, schäden anzuhäufen, und der replikationsursprung kann die effizienz besser aufrechterhalten.basierend auf den oben genannten erkenntnissen wies der autor weiter auf ideen zur vorbeugung des alterns hin. der autor glaubt, dasses ist nicht der versteckte dna-schaden selbst, der zum altern führt, sondern die reaktion der zelle auf diesen schaden. zellalterung kann auftreten, wenn zellen versuchen, ihre dna unter bedingungen von dna-replikationsstress zu replizieren. daher kann die reparatur versteckter dna-schäden vor beginn der replikation dazu beitragen, alterung zu vermeiden.
[1] giacomo g. rossetti et al., in vivo dna-replikationsdynamik enthüllt alterungsabhängigen replikationsstress, cell (2024). doi: 10.1016/j.cell.2024.08.034.
haftungsausschluss: das content-team von wuxi apptec konzentriert sich auf die einführung globaler fortschritte in der biomedizinischen gesundheitsforschung. dieser artikel dient ausschließlich dem informationsaustausch. die in dem artikel geäußerten ansichten geben nicht die position von wuxi apptec wieder und bedeuten auch nicht, dass wuxi apptec die in dem artikel geäußerten ansichten unterstützt oder ablehnt. bei diesem artikel handelt es sich nicht um eine behandlungsempfehlung. wenn sie beratung zu behandlungsmöglichkeiten benötigen, wenden sie sich bitte an ein reguläres krankenhaus.
