TORC1 verbindet Chromosomenfehler mit Zellwachstum
Fehler bei der Verteilung von Chromosomen während der Zellteilung scheinen zunächst nichts mit dem Stoffwechsel zu tun zu haben. Doch neue Forschungsergebnisse in eLife zeigen: Beide Prozesse sind direkt miteinander verknüpft – über einen molekularen Schalter, der seit Langem als zentraler Alterungsregulator gilt.
Wenn sich eine Zelle teilt, müssen die Chromosomen gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt werden. Gelingt das nicht, verfügen die entstehenden Zellen über zu viel oder zu wenig genetisches Material. Solche Fehler werden als Chromosomensegregationsdefekte bezeichnet und sind mit Krebs, beschleunigter Alterung und Zelltod assoziiert.
Daneben steht TORC1 (Target of Rapamycin Complex 1): ein Proteinkomplex, der Umweltsignale integriert und Zellwachstum, Stoffwechsel sowie Lebensdauer reguliert. TORC1 gehört zu den meistuntersuchten Mechanismen in der Longevity-Forschung. Seine Hemmung – etwa durch Rapamycin – verlängert die Lebensdauer in verschiedenen Organismen.
Die Studie, erschienen in eLife, belegt erstmals, dass TORC1 und die Proteine, die Chromosomen zusammenhalten (Kohäsin), miteinander kommunizieren. Störungen im Kohäsin beeinflussen die TORC1-Aktivität – und umgekehrt.
Kohäsin und seine Rolle bei der Alterung
Kohäsin ist ein Proteinkomplex, der zwei Schwesterchromatiden – also identische Kopien eines Chromosoms nach der Replikation – zusammenhält, bis die Zelle bereit ist, sie zu trennen. Fehler im Kohäsin führen zu Segregationsdefekten. Mit zunehmendem Alter lässt die Präzision des Kohäsins nach, was zum Teil erklärt, warum Chromosomenfehler in älteren Zellen häufiger auftreten.
Die Verbindung zwischen Kohäsin und TORC1 eröffnet eine neue Perspektive. Sie legt nahe, dass Störungen in den Nährstoff- und Wachstumssignalen einer Zelle auch die Chromosomenstabilität beeinträchtigen können. Umgekehrt könnte eine intakte Kohäsinfunktion zu einem günstigeren TORC1-Profil beitragen.
Was das bedeutet
Für die Longevity-Forschung ist diese Verbindung bedeutsam. Zwei Prozesse, die jeweils unabhängig voneinander mit Alterung in Zusammenhang gebracht werden, stehen offenbar in direktem Austausch miteinander. Das eröffnet die Möglichkeit, dass Eingriffe, die auf TORC1 abzielen, indirekt auch die Chromosomenstabilität beeinflussen könnten. Ob dieser Mechanismus in gleicher Weise in Säugetierzellen wirkt, muss in weiterer Forschung geklärt werden.