Stammzelldynamik erklärt das epigenetische Altern bei Säugetieren
Warum zeigen Menschen, Mäuse und Wale dieselben epigenetischen Alterungsmuster, obwohl sie völlig unterschiedliche Leben führen? Ein neues Modell liefert eine überraschend einfache Antwort.
In der in Nature Aging veröffentlichten Studie stellen Forschende ein mathematisches Modell vor, das beschreibt, wie Veränderungen der DNA-Methylierung – also das An- und Abschalten von Genen durch chemische Markierungen – im Laufe des Lebens entstehen und sich ausbreiten. Das Modell beruht auf einem einzigen zentralen Mechanismus: der Art und Weise, wie Stammzellen sich teilen und Kopierfehler an Tochterzellen weitergeben.
Bei jeder Zellteilung werden die chemischen Markierungen auf der DNA nicht fehlerfrei kopiert. Kleine Abweichungen häufen sich mit der Zeit an. Das Modell zeigt, dass dieser einfache Prozess ausreicht, um die meisten bekannten Muster des epigenetischen Alterns zu erklären – einschließlich der Frage, warum diese Muster bei Säugetieren universell auftreten. Die Rate der Stammzellteilung unterscheidet sich je nach Art und Gewebetyp, was erklärt, warum manche Spezies schneller altern als andere.
Einfachheit als Stärke des Modells
Frühere Modelle zum epigenetischen Altern waren komplex und erforderten zahlreiche Annahmen. Dieses Modell ist bewusst minimal gehalten. Es reproduziert nicht nur bekannte Muster, sondern trifft auch Vorhersagen, die sich nun in neuen Experimenten überprüfen lassen. Damit ist es ein praktisches Werkzeug für die weitere Forschung.
Eine interessante Schlussfolgerung lautet, dass Interventionen, die darauf abzielen, Fehler während der Zellteilung zu verlangsamen oder zu korrigieren, den direktesten Weg zur Verlangsamung des epigenetischen Alterns darstellen könnten. Das ist ein anderer Ansatz als der Versuch, die chemischen Markierungen nachträglich zurückzusetzen, wie es einige zelluläre Verjüngungsstrategien anstreben.
Universelles Altern als biologisches Prinzip
Die Tatsache, dass das Modell für Säugetiere mit höchst unterschiedlichen Lebenserwartungen gleichermaßen funktioniert, legt nahe, dass epigenetisches Altern kein beiläufiges Nebenprodukt, sondern ein tief verankerter biologischer Prozess ist. Das Verständnis der dahinterliegenden Mechanismen gibt der Forschung eine Richtung vor, wenn es darum geht, die Geschwindigkeit dieses Prozesses zu beeinflussen. In den kommenden Jahren werden experimentelle Tests zeigen, welche Vorhersagen des Modells sich bestätigen.
Selbst weiter recherchieren?
Suche nach Begriffen wie: stem cell epigenetic aging