Forscher der Universität Kalifornien in San Diego haben Ergebnisse veröffentlicht, die Licht auf eine alte Frage werfen: Was verursacht das molekulare Altern? Ihre Studie, veröffentlicht in Nature Aging, zeigt eine noch nie dagewesene Verbindung zwischen zwei weit verbreiteten Erklärungen: zufälligen genetischen Mutationen und vorhersehbaren epigenetischen Modifikationen. Letztere, bekannt als Theorie der epigenetischen Uhr, wurde von Wissenschaftlern als konsistente quantitative Messung des biologischen Alterns weit verbreitet verwendet.
Die neue Forschung legt jedoch nahe, dass der Prozess nicht so einfach sein könnte.
Führende Forschungsinstitute und Unternehmen investieren in die Rückgängigmachung der epigenetischen Uhr als Strategie zur Bekämpfung der Auswirkungen des Alterns, aber die Studie deutet darauf hin, dass dies möglicherweise nur ein Symptom des Alterns anspricht und nicht die zugrunde liegende Ursache. Wenn Mutationen tatsächlich für die beobachteten epigenetischen Veränderungen verantwortlich sind, könnte dies die Herangehensweise an Anti-Aging-Bemühungen in der Zukunft grundlegend verändern, so Trey Ideker, Ph.D., korrespondierender Mitautor und Professor an der medizinischen Fakultät der UC San Diego und der Jacobs School of Engineering.
Es gibt zwei vorherrschende Theorien über die Beziehung zwischen Altern und DNA. Die Theorie der somatischen Mutation besagt, dass das Altern durch die Ansammlung von Mutationen verursacht wird - dauerhafte Veränderungen in unserer DNA-Sequenz, die zufällig auftreten. Die Theorie der epigenetischen Uhr legt nahe, dass das Altern durch die Ansammlung von epigenetischen Modifikationen entsteht - geringfügige Veränderungen in der chemischen Struktur der DNA, die die zugrunde liegende Sequenz nicht verändern, sondern ändern, welche Gene aktiviert oder deaktiviert werden. Im Gegensatz zu Mutationen können epigenetische Modifikationen in einigen Fällen umgekehrt werden.
Da epigenetische Modifikationen nur an bestimmten Stellen in unserem Genom auftreten und nicht an zufälligen Orten, sind sie einfacher zu quantifizieren und haben sich zu einer bevorzugten Methode für Wissenschaftler entwickelt, um das 'biologische Alter' von Zellen zu bestimmen. Dennoch ist die Herkunft dieser epigenetischen Veränderungen seit langem eine Frage für Wissenschaftler.
'Epigenetische Uhren gibt es seit Jahren, aber wir beginnen gerade erst, die Frage zu beantworten, warum sie funktionieren', sagte Zane Koch, Doktorand der Bioinformatik an der UC San Diego und Erstautor der Studie. 'Unsere Studie zeigt zum ersten Mal, dass epigenetische Veränderungen kompliziert und vorhersehbar mit zufälligen genetischen Mutationen verbunden sind.'
Die Autoren der Studie betonen, dass weitere Forschungen erforderlich sind, um die Beziehung zwischen somatischen Mutationen und epigenetischen Veränderungen im Alterungsprozess vollständig zu verstehen. Die Ergebnisse stellen jedoch einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis des Alterungsprozesses dar und haben wichtige Implikationen für die Entwicklung neuer Therapien zur Verhinderung oder Umkehrung des Alterns.
Zusätzlich zu Ideker, Cummings und Koch wurde die Studie von Adam Li von der UC San Diego und Daniel S. Evans vom California Pacific Medical Center Research Institute und UC San Francisco mitverfasst.