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Forscher entsperren, wie alternde Zellen repariert werden

Forscher entsperren, wie alternde Zellen repariert werden

Wissenschaftler von Caltech und UCLA entwickelten einen Weg, um unsere DNA zu manipulieren und alternde Zellen in unserem Körper effektiv zu ersetzen.

Die Studie manipuliert die Mitochondrien der Zelle - die Energieeinheit und das Lager für unsere Zellen. Altern geschieht, wenn die DNA-Stränge anfangen, sich zu zersetzen und zu mutieren. Mitochondrien reparieren nicht immer DNA, wie wir hoffen.

[Mit freundlicher Genehmigung von Nationales Institut für Humangenomforschung / CCO]

Der leitende Postdoc-Wissenschaftler Nikolay Kandul leitete das Team, um die mutierte DNA vollständig aus den Mitochondrien zu entfernen. In jeder Zelle gibt es Hunderte von Mitochondrien. Jedes Mitochondrion trägt ein kleines Stück DNA-Genom namens mtDNA. mtDNA baut sich häufig in den Zellen und in zwei Versionen auf - normale mtDNA und mutierte mtDNA. Bei einer bestimmten mtDNA-Schwelle können die Zellen nicht funktionieren und sterben ab.

"Wir wissen, dass erhöhte Raten der mtDNA-Mutation vorzeitiges Altern verursachen", sagte Bruce Hay, Caltech-Professor für Biologie und Biotechnik. "Dies, zusammen mit der Tatsache, dass sich mutierte mtDNA in Schlüsselgeweben wie Neuronen und Muskeln ansammelt, die mit zunehmendem Alter ihre Funktion verlieren, legt nahe, dass wir wichtige Aspekte des Alterns verlangsamen oder umkehren könnten, wenn wir die Menge an mutierter mtDNA reduzieren könnten."

Die Operation manipuliert die Autophagie unserer Zellen oder die Fähigkeit, sich selbst zu essen. Wenn Ihnen Autophagie bekannt vorkommt, dann deshalb, weil das Fach dieses Jahr den Nobelpreis für Medizin gewonnen hat. Während die mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Studie unser Wissen über den Prozess erweiterte, stellte die Caltech-UCLA-Studie klar, ob durch Autophagie alternde DNA selektiv eliminiert werden kann.

Die Studie stellt fest, dass mutierte mtDNA über ein Leben hinweg zu degenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, altersbedingtem Muskelverlust und Parkinson beiträgt. Studien haben auch vererbte mtDNA-Probleme mit Erkrankungen im Kindesalter wie Autismus in Verbindung gebracht. Das häufigste Problem im Zusammenhang mit dem Aufbau von mtDNA ist jedoch das vorzeitige Altern.

Die Forscher manipulierten eine gewöhnliche Fruchtfliege genetisch so, dass 75 Prozent der mtDNA (was zu den Flugmuskeln der Fliege beiträgt) früh im Erwachsenenalter mutiert wurden. Das Team entdeckte, dass eine Erhöhung der Mitophagie-Aktivität zu einer Verringerung der mtDNA in den Muskelzellen der Fliege führte.

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"Eine solche Abnahme würde alle Stoffwechselstörungen in diesen Zellen vollständig beseitigen und sie im Wesentlichen in einen jugendlicheren, Energie produzierenden Zustand zurückversetzen", sagte Hay. "Die Experimente dienen als klarer Beweis dafür, dass der Gehalt an mutierter mtDNA in Zellen durch sanftes Optimieren normaler zellulärer Prozesse verringert werden kann."

Die vollständige Studie kann in Nature Communications gelesen werden.

Eine einfache Erklärung, warum wir überhaupt altern, finden Sie im folgenden Video von AsapSCIENCE:

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