Gute Gene - Langes Leben?
‌Gute Gene - Langes Leben?
Kieler Forschende entdecken neue Aspekte des „Langlebigkeits-Gens“ FOXO3
Bereits 2009 bestätigten Mitglieder des Exzellenzclusters „Entzündungsforschung“, dass FOXO3 ein „Langlebigkeits-Gen“ ist. In einer neuen Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications erscheint, konnte das Kieler Forschungsteam nun erstmals zeigen, welche Veränderungen in der Basensequenz des Gens zu einer besonders langen Lebenszeit beitragen. Aber nicht nur die genetischen Voraussetzungen, sondern auch die Umwelt- und Ernährungsbedingungen unter denen Menschen leben entscheiden darüber, wie alt diese werden. Es scheint, dass die lebensverlängernden Effekte von FOXO3 vor allem dann zum Tragen kommen, wenn das Nahrungsangebot nicht zu reichhaltig ist.
Das Gen FOXO3 fördert bei Menschen die Langlebigkeit. Dies wiesen Forschende unter der Leitung von Professorin Almut Nebel vom Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel bereits 2009 für die deutsche Bevölkerung nach. Doch bisher war nicht bekannt, welche Veränderungen im FOXO3-Gen in einer überdurchschnittlich langen Lebenszeit resultieren. Diese Wissenslücke konnten die Fachleute jetzt schließen. „Wir können mit unseren neuen Daten zeigen, dass insbesondere zwei Varianten im Gen FOXO3 ein langes Leben fördern“, fassen die Erstautorinnen Dr. Friederike Flachsbart und Dr. Janina Dose vom IKMB die neuesten Erkenntnisse zusammen. „Diese Veränderungen fanden wir häufiger bei Hundertjährigen als bei Menschen zwischen 60 und 75 Jahren.“ Die Fachleute untersuchten in der aktuellen Studie nicht nur Deutsche, sondern verglichen ihre Ergebnisse auch mit Daten aus Dänemark und Frankreich. Dabei ähnelten sich die genetischen Muster der Hundertjährigen stark. Die identifizierten Varianten führen wahrscheinlich über eine erhöhte Expression des FOXO3 Gens zur Langlebigkeit; einen ähnlichen Mechanismus kennt man auch von Würmern, Fliegen und Mäusen.
Neben der Genetik beeinflussen aber auch weitere Faktoren ein langes Leben. Denn FOXO3 spielt eine sehr wichtige Rolle im Insulinstoffwechsel. Hier reagiert das Gen insbesondere auf ernährungsbedingten Stress, also Hunger oder Überfluss. Die Forschenden gehen davon aus, dass die beiden Langlebigkeitsvarianten in FOXO3 unter normalen und nährstoffarmen Bedingungen zu einer höheren Expression des Gens führen. „Unsere experimentellen Daten legen nahe, dass für unser heutiges Ernährungsverhalten, das eher durch ein Zuviel als durch ein Zuwenig gekennzeichnet ist, die jetzt nachgewiesenen Veränderungen im Langlebigkeits-Gen eher ein Nachteil sein könnten“, vermutet Studienleiterin Nebel. Denn die Ernährung der Menschen habe sich in relativ kurzer Zeit extrem stark verändert.
Ein Vergleich mit publizierten Daten aus menschlichen Skeletten der Jungsteinzeit, also von vor etwa 7.000 Jahren, zeigt eine spannende Entwicklung: In dieser Zeit kamen die beiden Langlebigkeitsvarianten des FOXO3 in der Bevölkerung deutlich häufiger vor als heute. Ein möglicher Grund ist die erhebliche Veränderung der Nahrungszusammensetzung. Denn vor rund 7.000 Jahren wurden die Menschen in Europa sesshaft und begannen, beispielsweise mehr Kohlenhydrate und tierisches Eiweiß in Form von Milch oder Fleisch zu sich zu nehmen. Vermutlich wurden dann im Laufe der Jahrtausende die beiden Langlebigkeitsvarianten des FOXO3 seltener, da sie ihren Trägern infolge des veränderten Ernährungsverhaltens keinen Fitness- und Überlebensvorteil mehr boten. Als kommende Fragestellung möchte die Biologin Nebel in Zusammenarbeit mit Kieler Kollegen neben verschiedenen Eiweißkomponenten auch weitere Nahrungsbestandteile analysieren: „Wir möchten als nächstes untersuchen, welchen Einfluss die beiden Langlebigkeitsvarianten in Wechselwirkung mit Nährstoffen wie Zucker und Fetten auf die Aktivität von FOXO3 haben.“
Originalpublikation:
Flachsbart, F, Dose, J, Gentschew, L, Geismann, C, Caliebe, A, Knecht, C, Nygaard, M, Badarinarayan, N, ElSharawy, A, May, S, Luzius, A, Torres, GG, Jentzsch, M, Forster, M, Haesler, R, Pallauf, K, Lieb, W, Derbois, C, Galan, P, Drichel, D, Arlt, A, Till, A, Krause-Kyora, B, Rimbach, G, Blanché, H, Deleuze, J-F, Christiansen, L, Christensen, K, Nothnagel, M, Rosenstiel, P, Schreiber, S, Franke, A, Sebens, S und Nebel, A (2017): Identification and characterization of two functional variants in the human longevity gene FOXO3. Nature Communications, http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-02183-y
Professorin Almut Nebel
Institut für Klinische Molekularbiologie
E-Mail: a.nebel@mucosa.de
Bildmaterial steht zum Download bereit:
Viele Menschen wünschen sich ein langes Leben. Das Foto zeigt Elisabeth Walser, die 1905 in München geboren wurde. Für den Bildband „100 Jahre Leben“ portraitierte sie der Fotograf Andreas Labes.
Es ist bekannt, dass vor allem Männer von den Langlebigkeitsvarianten in FOXO3 profitieren. Erich Walde wurde 1905 in Halle an der Saale geboren. Auch er wurde von Andreas Labes für den Bildband „100 Jahre Leben“ fotografiert.
Beide Fotos dürfen nur im Zusammenhang mit dem Pressethema „Gute Gene - Langes Leben?“ verwendet werden.
Fotos und Copyright: Andreas Labes
Publikation von 2009 zum Gen FOXO3 u. a. von Friederike Flachsbart und Almut Nebel in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America: http://www.pnas.org/content/106/8/2700.long
Dr. Tebke Böschen
Telefon: (0431) 880-4682, E-Mail: tboeschen@uv.uni-kiel.de
Internet: www.inflammation-at-interfaces.de
Der Exzellenzcluster „Inflammation at Interfaces/Entzündungsforschung“ wird seit 2007 durch die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder mit einem Gesamtbudget von 68 Millionen Euro gefördert; derzeit befindet er sich in der zweiten Förderphase. Die rund 300 Clustermitglieder an den insgesamt vier Standorten: Kiel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Muthesius Kunsthochschule), Lübeck (Universität zu Lübeck, UKSH), Plön (Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie) und Borstel (Forschungszentrum Borstel – Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften) forschen in einem innovativen, systemischen Ansatz an dem Phänomen Entzündung, das alle Barriereorgane wie Darm, Lunge und Haut befallen kann.
Exzellenzcluster Entzündungsforschung
Wissenschaftliche Geschäftsstelle, Leitung: Dr. habil. Susanne Holstein
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Jan Henning Haas