ATP-Verfügbarkeit beeinflusst die Lebensspanne von Hefezellen
Mitochondrien produzieren mit zunehmendem Alter der Zellen weniger Energie. Doch ist dieser Energieverlust eine Ursache des Alterns – oder lediglich eine Folge davon? Wissenschaftler haben diese Frage nun erstmals direkt in einem lebenden Organismus untersucht.
Forscher konstruierten ein synthetisches System in Hefezellen (Saccharomyces cerevisiae). Sie nutzten ein Transporterprotein aus einem Parasiten, um den Zellen die Aufnahme von ATP von außen zu ermöglichen. ATP ist die Energiewährung der Zelle: das Molekül, das beim Stoffwechsel entsteht und nahezu alle zellulären Prozesse antreibt. Die Studie wurde in der Zeitschrift eLife veröffentlicht.
Weniger ATP verkürzte die Lebensspanne, mehr ATP verlängerte sie
Wenn die Forscher den ATP-Gehalt in den Zellen senkten, lebten die Hefezellen kürzer. Wenn sie das intrazelluläre ATP durch externe Zufuhr erhöhten, lebten Zellen, die das Transporterprotein exprimierten, länger. Die Zellen zeigten weniger Merkmale eines bestimmten Alterungszustands, der mit schlecht funktionierenden Mitochondrien zusammenhängt und den die Forscher als mitochondrialen Dysfunktions-Alterungszustand bezeichnen.
Ein zweiter Befund stach hervor: Selbst Hefezellen ohne das Transporterprotein lebten länger, wenn zusätzliches ATP in ihrer Umgebung vorhanden war. Dies deutet auf einen weiteren Mechanismus hin, bei dem Zellen auf ATP außerhalb der Zelle reagieren. Eine transkriptomische Analyse zeigte, dass beide Wege über unterschiedliche molekulare Prozesse wirken.
Evidenz, keine Lösung
Dies ist eine Studie an Hefezellen. Hefe ist ein weit verbreitetes Modell für grundlegende Prozesse der zellulären Alterung, doch lassen sich Befunde nicht automatisch auf menschliche Zellen oder Organismen übertragen. Die Ergebnisse liefern jedoch den ersten direkten Beleg dafür, dass die zelluläre Energieverfügbarkeit eine ursächliche Rolle dabei spielt, wie lange eine Zelle lebt. Ob ähnliche Mechanismen auch in tierischen oder menschlichen Zellen aktiv sind, müssen weitere Studien zeigen.
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