Russische Biologen haben zusammen mit ausländischen Kollegen das mitochondriale Genom japanischer Hundertjähriger untersucht und herausgefunden, welche Auswirkungen ihre Merkmale auf die lange Lebensdauer von Trägern haben. Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass die Lebenserwartung biologisch nicht starr festgelegt ist und je nach Genmenge eines bestimmten Organismus stark variiert.
Wissenschaftler glaubten lange Zeit, dass alle mehrzelligen Organismen Alterung und Tod unterliegen. Im 20. Jahrhundert stellte sich heraus, dass die Situation nicht so einfach ist: Einige Arten zeigen die sogenannte vernachlässigbare Seneszenz. Bestimmte Arten, wie die kriechende Art Turritopsis nutricula, sind möglicherweise biologisch unsterblich. Natürlich muss diese These mit Vorsicht aufgenommen werden, denn um von der "Unsterblichkeit" eines Organismus überzeugt zu sein, muss man eine solche Kreatur unendlich viele Jahre lang beobachten, was die Wissenschaft nicht kann. Jetzt können wir nur sagen, dass Wissenschaftler bei Vertretern dieser Art keine Todesfälle im Alter registriert haben.
Nachdem Wissenschaftler ein vernachlässigbares Altern bei nackten Maulwurfsratten entdeckt hatten, wurde klar, dass die Alterungssituation auch für Säugetiere nicht eindeutig sein könnte. Dies weist möglicherweise darauf hin, dass bei bestimmten Kombinationen von Genen die Lebensdauer einer Person vom Standard abweichen kann. Es gibt Hypothesen, dass der Tod und das Altern von mehrzelligen Organismen nicht ihre ursprünglichen Merkmale sind. Es war, als ob mehrzellige Organismen all dies im Laufe der Evolution erworben hätten, da der Tod älterer Individuen es der Art ermöglichte, sich in einer sich schnell verändernden Umgebung schneller zu verändern.
Die Autoren der neuen Arbeit wandten sich Daten über die Japaner zu, die für ihre Langleber berühmt sind. Sie untersuchten die Träger der mitochondrialen Haplogruppe D4a, die unter den über 105-jährigen Japanern ungewöhnlich zahlreich sind. Das mitochondriale Genom wird nur in der weiblichen Linie vererbt, und insbesondere ist D4a hauptsächlich in Japan, Thailand und Laos verbreitet.
Die Forscher konzentrierten sich darauf, wie das mitochondriale Genom von Trägern dieser Haplogruppe die Akkumulation von Mutationen in somatischen (nicht geschlechtsspezifischen) Zellen beeinflusst. Die Akkumulation solcher Mutationen nach der Zellteilung ist einer der Hauptfaktoren des Alterns. Die Häufigkeit solcher Mutationen ist umso höher, je direkter die Wiederholungen einzelner Segmente in der DNA sind. Daher betrachten Forscher solche Wiederholungen als Allele (ein Allel wird als verschiedene Formen desselben Gens bezeichnet), die im Alter möglicherweise schädlich sind.
Wissenschaftler suchten nach solchen Allelen im mitochondrialen Genom von Trägern der D4a-Haplogruppe. Die Forscher fanden heraus, dass die gemeinsamen Vorwärtswiederholungen dieser Allele - die längsten Wiederholungen im mitochondrialen Genom - gepunktete "Brüche" sind. Es handelt sich um Mutationen in Form von Genen, deren Erscheinungsbild durch zufällige Prozesse verändert wird. Diese Gene werden nicht von einer gemeinsamen direkten Wiederholung zur nächsten wiederholt.
Daraus schließen die Forscher, dass solche DNA-Brüche die außergewöhnliche Langlebigkeit der Japaner - Träger der Haplogruppe D4a - zumindest teilweise erklären. Gleichzeitig konnten die Autoren keine Anzeichen dafür finden, dass ein solches Merkmal der mitochondrialen DNA ihren Trägern irgendwie hilft, ihre Gene im Rahmen der Selektion zu übertragen. Als sie versuchten, bei 700 Säugetierarten eine ähnliche Beziehung zwischen der geringen Anzahl direkter gemeinsamer Wiederholungen in der mitochondrialen DNA und dem Erfolg bei der sexuellen Selektion zu finden, fanden sie auch keine solche Beziehung.
Anscheinend manifestiert sich dieses Merkmal erst in einem solchen Alter, dass die Fortpflanzung fast nicht stattfindet (es ist für Frauen aufgrund der Wechseljahre nicht vollständig und für Männer aufgrund des Alters und des Fortpflanzungsstatus ihrer Sexualpartner unwahrscheinlich). Wenn die Wahrscheinlichkeit einer Reproduktion von einem bestimmten DNA-Merkmal nicht zunimmt, erfährt ein solches Merkmal des Genoms keine positive Selektion.
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Dieses Merkmal hindert seine Träger jedoch nicht daran, eine natürliche Selektion zu durchlaufen, dh sich in jungen und mittleren Jahren zu vermehren oder zu gedeihen. Das Fehlen von "Minuspunkten" in diesem Merkmal der mitochondrialen DNA macht es zu einem positiven Merkmal. Wissenschaftler stellen fest, dass es wichtig ist, ein solches selektionsneutrales Merkmal zu finden, das ein gesundes und langfristiges Altern fördert, sowohl für die Entwicklung zukünftiger gerontologischer Medikamente als auch für ein besseres Verständnis der Evolutionsprozesse, die zum Altern geführt haben.
