Chromosomenenden, der Lebensstil und das Altern – Elisabeth Blackburn

Das diesjährige Nobelpreisträgertreffen hier in Lindau hat einen thematischen Schwerpunkt: Medizin und Physiologie. Die meisten Vorträge der Laureaten sollten also – obwohl die Preise ja meistens für Durchbrüche in der Grundlagenforschung vergeben werden – aufzeigen welcher medizinische Nutzen aus den Ergebnissen resultiert. In der Session heute morgen waren dann einige Talks auch demensprechend struktriert. Elisabeth Blackburn sprach über die Telomerase – und deren Verbindungen zum Altern; Harald zur Hausen sprach über Viren – und deren Rolle bei der Entstehung von Krebs; Ada Yonath sprach über die Struktur des Ribosoms und die Rolle der Strukturbiologie beim Verständnis von Resistenzen gegen Antibiotika.

Hier zunächst zum ersten Talk heute Morgen von Liz Blackburn, die 2009 den Nobelpreis erhielt für die Erforschung der repetitiven DNA-Sequenzen an den Chromosomenenden, der sogenannten Telomere und der Telomerase, ein Enzym das hilft, die Länge der Chromosomenenden zu regulieren.

Grob zusammenfassen kann man den Mechanismus der Regulation der Länge der Telomere etwa so: Die Chromosomenenden werden bei jeder Zellteilung ein Stück kürzer. Die Telomerase gleicht das aus, indem sie die Chromosomen wieder ein Stück verlängert. Die Telomerase ist in unterschiedlichen Zelltypen unterschiedlich aktiv. In Zellen, die sich noch häufig teilen, also Keimzellen und Stammzellen, aber auch Tumorzellen, ist sie hoch exprimiert. In somatischen Zellen hingegen gibt es nur eine geringe Telomerase-Aktivität. Dadurch werden die Chromosomenenden die diesen Zellen im Lauf des Lebens beständig kürzer, bis die Zellteilung komplett eingestellt wird, die Zellen also seneszent werden, oder betroffene Zellen absterben.

 

Die Telomeraseaktivität in Zellen steht also in einer Art Gleichgewicht: Zu viel Telomerase macht Zellen unsterblich, so haben 80-90% der Tumorzellen die Telomerase hoch exprimiert; zu wenig Telomerase lässt Zellen hingegen altern und führt zum Zelltod. Telomere werden also mit zunehmendem Alter immer kürzer, gleichzeitig gibt es viele Krankheiten, die mit dem Altern assoziiert sind. Es liegt also nahe zu prüfen, ob das eine, also die Verkürzung der Telomere, mit dem anderen, den altersbedingten Krankheiten, zu tun hat.

Auch Blackburn ist klar, dass diese Korrelation nicht bedeutet, dass ein kausaler Zusammenhang besteht. Es gibt jedoch eine Reihe seltener Mutationen, welche die Telomeraseaktivitiät selbst oder die Regulation der Expression derselben beeinträchtigen. Und tatsächlich ist es so, dass die Krankheitsbilder in Menschen die Träger solcher Mutationen sind denen des natürlichen Alterns ähneln. Blackburn hat ein Mammutprojekt aus ihrem Labor vorgestellt. Die Wissenschaftler ihrer Gruppe messen die Telomerlänge in Zellen tausender Probanden und untersuchen, ob und wie diese mit Mutationen der DNA zusammenhängen, in dem sie sogenannte SNPs katalogisieren, also einzelne Nulceotidaustausche im Genom. Durchgeführt werden diese Experimente selbsverständlich automatisiert mit Hilfe von Robotern.

Weiter hat Blackburn Ergebnisse erwähnt, wonach Stress oder traumatische Erlebnisse während der Kindheit direkt eine Verkürzung der Telomere zur Folge hat. Gleichzeitig korreliert Bildung und ein aktiver Lebensstil mit längeren Telomeren. Ihre Schlussfolgerung daraus war, dass während viele Krankheiten behandelt werden nachdem sie auftreten, es unausgeschöpftes Potential gibt, um Krankheiten präventiv zu behandeln – durch eine spezifische Anpassung des eigenen Lebensstils. Wenn das nur immer so einfach wäre.

 Liz Blackburn hat auf ihrer Homepage einige Videovorträge zu Telomeren und der Telomerase sowie zur Rolle der Telomere bei Krankheit und Altern verlinkt. Wen das Thema näher interessiert kann sich dort weiter bilden. Und wie wir heute morgen gehört haben könnte das ja möglicherweise lebensverlängernd wirken.

 


Elizabeth H. Blackburn, Lindau 2011: Telomeres and Telomerase in Human Health and Disease

 

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