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Rasterfahndung im Genom der Hochbetagten

Das Methusalem-Projekt

Kiel, tief unter der Universitätsklinik der Stadt. Hier reiht sich ein gewaltiger Gefrierschrank an den anderen, minus 20 Grad herrscht in ihnen. Ihr kostbarer Inhalt: die größte nationale Biobank „popgen“ . Sie enthält Blutproben von knapp 3.000 „fitten Alten“, Menschen von 92 und mehr Jahren, die für ihr Lebensalter erstaunlich rüstig geblieben sind.

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Sequenzierroboter auf Rasterfahndung

Die Biobank und ihre freiwilligen Blutspender sind Teil des „Methusalem-Projekts“, einer Initiative der Forschungsgruppe Gesundes Altern am Institut für Klinische Molekularbiologie der Universität Kiel. Ziel des Projekts ist die Suche nach genetischen Faktoren für Langlebigkeit. Die Vorgehensweise ist systematisch und hochtechnisiert. Mit Hilfe der „Hochdurchsatz-Technologie“ durchforsten hier modernste Sequenzierroboter in kürzester Zeit die aus den Blutproben isolierte DNA. Und nicht nur gesamte Gene gehen bei dieser „Rasterfahndung“ ins Netz. Die Wissenschaftler können heute selbst Variationen in nur einem Basenpaar, so genannte Einzelbasenpolymorphismen oder SNPs, aufspüren und vergleichen.

„Nachdem wir seit der Entzifferung des menschlichen Genoms im Jahr 2001 den Bauplan des Menschen vorliegen haben, können wir nun tausende Individuen miteinander vergleichen“, erklärt Stefan Schreiber, Direktor des Instituts für Klinische Molekularbiologie an der Universität Kiel. Einen ersten Erfolg konnten die Forscher bereits für sich verbuchen: Sie belegten, dass ein zweites, neu entdecktes Langlebigkeitsgen nicht nur bei Japanern, sondern auch bei Europäern vorkommt.

„Selbstmord“-Gen macht langlebig

Das Gen, FOXO3A, steht bereits seit den 1990er Jahren auf der Liste der Kandidatengene, weil damals entdeckt wurde, dass es in Fadenwürmern und Fruchtfliegen altersrelevante Funktionen ausübt. Das Gen kodiert ein Protein, das unter anderem dafür sorgt, dass beschädigte oder krankhafte Zellen „Selbstmord“ begehen und sich nicht unkontrolliert weiter teilen. Fehlfunktionen dieses Tumorsuppressor-Gens können Leukämie und andere Tumorerkrankungen auslösen. Auch beim Schutz vor freien Radikalen spielt FOXO3A eine Rolle.

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Isolierte menschliche DNA © Harald Frater

Dass eine spezielle Variante dieses Gens auch die Langlebigkeit fördert, entdeckte im Jahr 2008 Bradley J. Willcox, Co-Leiter der „Centenary“-Studie auf Okinawa. Diesmal allerdings hatte er nicht Hundertjährige in Japan, sondern langlebige Amerikaner japanischer Herkunft für seine Studie untersucht. Bei ihnen konnte er eine deutliche Häufung einer bestimmten FOXO3A-Genvariante belegen. Aber vielleicht galt dieses Ergebnis ja nur für Japaner oder Asiaten?

FOXO3A als zweites Altersgen bestätigt

„Solch ein Ergebnis hat nur wissenschaftlichen Wert, wenn es in einer unabhängigen Studienpopulation bestätigt wird. Sonst haftet ihm immer ein Hauch von Zweifel an“, erklärt Almut Nebel, wissenschaftliche Leiterin der Forschungsgruppe Gesundes Altern. Um diese Zweifel auszuräumen, verglichen die Kieler Forscher das Erbgut von 380 Hundertjährigen aus ihrer Biobank mit dem von 731 zufällig ausgewählten jüngeren Personen. Und tatsächlich: Auch bei deutschen Mitteleuropäern, die sich genetisch relativ deutlich von Japanern unterscheiden, kam diese Genvariante besonders oft bei Hochbetagten vor. Damit war klar: FOXO3A ist das zweite bekannte Langlebigkeits-Gen des Menschen.

Die Suche geht weiter…

Aber auch dieses Gen ist noch lange nicht das Ende der Suche nach den genetischen Faktoren des Alterns. Ganz im Gegenteil. Wissenschaftler schätzen, dass es noch eine ganze Reihe weiterer Methusalem-Gene im menschlichen Erbgut gibt. Die Jagd nach ihnen ist daher weltweit in vollem Gange. 500 dieser Kandidaten-Gene haben auch die Kieler Forscher inzwischen bereits überprüft. In der engeren Wahl sind jetzt noch ein knappes Dutzend.

Von einer genauen Kenntnis aller Altersfaktoren kann daher in absehbarer Zeit noch keine Rede sein. Und auch eine gezielte Manipulation unserer Lebensdauer, wie sie einige Forscher in ferner Zukunft für möglich halten, ist – glücklicherweise – noch lange nicht in Sicht.

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Nadja Podbregar
Stand: 16.04.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Geheimnis der Hundertjährigen
Auf der Suche nach den Ursachen von Altern und Langlebigkeit

Wie alt werden Tiere?
Altersrekorde im Tiereich

Zum Weiterlesen
Links und Literatur zum Thema Altern

Die ältesten Menschen der Welt
Was ist das Geheimnis der „fitten Alten“?

Was lässt uns altern?
Die biochemischen Grundlagen des Alterns

Das Geheimnis der Telomere
Altern und die Rolle der Chromosomen-Endkappen

Wer weniger isst, wird älter
Kalorienreduktion verbessert Gesundheit und Überlebensdauer

Das erste Altersgen
Ein Fadenwurm bringt die Antwort

Bei den Hundertjährigen von Okinawa
Langlebige Inselbewohner als Forschungsobjekt

Warum schlecht manchmal gut ist
APOE und die scheinbare Widersprüchlichkeit der Altersgene

Das Methusalem-Projekt
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