Читать книгу Nie zu alt, sich jung zu fühlen - Dr. med. Michael Teut - Страница 11

Im Zentrum der Epigenetik steht die Frage, wie stark wir durch unseren genetischen Code »programmiert« sind und wie stark die Auseinandersetzung mit der Umwelt uns prägt und verändert.

Unsere Körperzellen haben im Zellkern identische Erbsubstanz (DNA), dennoch wird diese in unterschiedlich spezialisierten Zelltypen unterschiedlich ausgelesen und übersetzt. Als »Epigenetik« werden Regulationsprozesse beschrieben, die nicht in der DNA selbst kodiert sind. Sie beruhen auf spezifischen Änderungen an Chromosomen, auf spezifischen Proteinen und auf der Methylierung der DNA. Die epigenetischen Prozesse regulieren das Auslesen der DNA und bedingen, dass bestimmte Gene stärker oder schwächer ausgelesen werden.

Epigenetische Informationen sind nach heutigem Wissen erstaunlicherweise vererbbar und werden nach der Zellteilung auf Tochterzellen weitergegeben. Auch Krankheiten und Persönlichkeitseigenschaften können epigenetisch weitervererbt werden. Durch epigenetische Prozesse vermag die Zelle, auf Umwelteinflüsse zu reagieren und sich veränderten Bedingungen anzupassen. Durch kleine Veränderungen in epigenetischen Markern kann es zu großen Veränderungen in der Ablesung unserer Gene kommen.

Bei der DNA-Methylierung werden Methylgruppen an bestimmte Abschnitte der Nukleotide der DNA gekoppelt, dadurch können sie die Ablesung dieser Region »ausschalten«. Methylgruppen bestehen aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen. Sie sind wichtig für die Genregulation. Auf diese Weise können aus Stammzellen unterschiedlich spezialisierte Tochterzellen entstehen.

Im Alter kommt es zu einem Verlust epigenetischer Steuerungsmechanismen. So ändert sich die Methylierung der DNA; manche Abschnitte verlieren Methylgruppen, andere werden stärker methyliert und können so zu einer »Erschöpfung« der Stammzellen führen (López-Otin et al. 2013, Behl und Ziegler 2016).

Eine wichtige Rolle beim Altern wird auch den sogenannten Histonen zugeschrieben: Histone sind Proteine (Eiweiße) mit positiver elektrostatischer Ladung, die die (negativ geladene) DNA umwickeln, verpacken und falten. Durch diese Art der Verpackung und Faltung wird die Ablesung von einzelnen DNA-Abschnitten ermöglicht oder verhindert. Daher nehmen Histone eine wichtige Funktion in der epigenetischen Regulation ein.

Auch die Histone werden in ihrem Verhalten durch die Koppelung mit Methylgruppen verändert, was die DNA-Verpackung und -Ablesung beeinflusst. Die Veränderung von Histonen wird durch die Enzymgruppe der Sirtuine reguliert, die in den vergangenen Jahren intensiv wissenschaftlich untersucht wurden, da man bei Hefezellen bei verstärkter Sirtuin-Aktivität (SIRT1) eine verlängerte Lebensdauer der untersuchten Organismen festgestellt hat. Das Sirtuin SIRT1 stabilisiert das Genom und kann auch eine positive Wirkung auf den Stoffwechsel haben. Bei Säugetieren spielen auch SIRT3 und SIRT6 eine wichtige Rolle. Diese Entdeckungen hatten die Hoffnung bestärkt, dass man eine spezifische Antiaging-Substanz finden könnte, die über Sirtuine positiv auf die Gesundheit wirkt; das heißt, man sah in den Sirtuinen eine Art Schalter für eine verlängerte Lebensdauer. Ein Hoffnungsträger war beispielsweise Resveratrol, das im Rotwein enthalten ist. Die Forschungsergebnisse hierzu werden allerdings unterschiedlich beurteilt, sodass Resveratrol und vor allem der Rotwein als Antiaging-Substanzen heute wissenschaftlich als nicht gesichert gelten.

Ein weiterer epigenetischer Prozess, der im Alter auftritt, umfasst Veränderungen in der Boten-RNA (mRNA) und die übermäßige Bildung von veränderter mRNA, die einen Einfluss auf Entzündungsprozesse und Stoffwechselprozesse hat. mRNA enthält die Informationen zum Aufbau von Proteinen. Bei Fadenwürmern und Drosophila-Fliegen gelang es, die Lebensdauer der Tiere durch die Stimulierung spezieller mRNA zu erhöhen. Die Bedeutung für den Menschen ist aber unklar.

Die Erforschung epigenetischer Mechanismen und die Suche nach therapeutischen Möglichkeiten zur Regulation der Epigenetik ist derzeit eines der interessantesten Gebiete in der Altersforschung.