Peroxisomen und Mitochondrien altern gemeinsam in der Zelle

Jede Zelle enthält Hunderte kleiner, spezialisierter Strukturen. Dazu gehören auch Peroxisomen, also Organellen, die Fette abbauen und schädliche Verbindungen neutralisieren. In der Altersforschung haben sie bislang kaum Beachtung gefunden, doch das ändert sich. Wissenschaftler hatten bereits gezeigt, dass Peroxisomen im frühen Alterungsprozess durch einen Vorgang namens Pexophagie massiv abgebaut werden. Eine neue Studie zeigt nun, wie dies mit dem allgemeinen Zellaltern zusammenhängt.

Mitochondrien bleiben jünger, wenn Peroxisomen erhalten bleiben

Das Forschungsteam arbeitete mit dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans. Die Wissenschaftler hemmten das Protein PRX-11, das normalerweise die Teilung und den Abbau von Peroxisomen fördert. Dadurch blieben in älteren Würmern mehr Peroxisomen erhalten. Bemerkenswerterweise profitierten auch die Mitochondrien, also die Energiefabriken der Zelle, davon. Ältere Würmer ohne PRX-11 wiesen Mitochondrien auf, die noch jung wirkten: mit einer langgestreckten, röhrenförmigen Gestalt statt der fragmentierten Form, die beim Altern typischerweise zu beobachten ist.

Den Forschern zufolge ist dies keine Einbahnstraße. Wurden Mitochondrien experimentell gestört, beschleunigte sich auch die Pexophagie. Die beiden Organellentypen scheinen gegenseitig ihren Zustand zu überwachen und gemeinsam zu altern. Für diesen Effekt waren mehrere Proteine erforderlich, darunter FZO-1, UNC-43 und DAF-16. Die Ausschaltung eines einzelnen dieser Proteine hob die Lebensverlängerung auf, die normalerweise durch die Hemmung von PRX-11 erzielt wird.

Was das für die Langlebigkeitsforschung bedeutet

Für die Langlebigkeitsforschung ist dies ein vielversprechender Befund, auch wenn die Arbeit an Fadenwürmern durchgeführt wurde. Die Vorstellung, dass zwei Arten von Organellen ihr gegenseitiges Altern steuern, eröffnet eine neue Denkrichtung. Die Forschung hat sich bislang weitgehend auf Mitochondrien oder auf die Autophagie konzentriert, also den zellulären Reinigungsprozess, der beschädigte Bestandteile beseitigt. Dass Peroxisomen dabei eine steuernde Rolle spielen, ist ein verhältnismäßig neuer Gedanke.

Ob die Hemmung von PRX-11 oder ähnlicher Proteine auch bei Säugetieren wirksam wäre, ist noch ungeklärt. Die Studie wurde in der Zeitschrift Aging veröffentlicht. Vorerst handelt es sich um einen mechanistischen Hinweis: Peroxisomen und Mitochondrien sind keine isolierten Bestandteile, sondern agieren als integriertes System, das die zelluläre Gesundheit und die Lebensdauer gemeinsam bestimmt.

Den Originalartikel lesen