Gerontogene

Als Gerontogene werden sogenannte "Langlebigkeitsgene" bezeichnet, die durch eine loss-of-function-Mutation die Lebensspanne um 40 bis 100% verlängern können. Entdeckt und nachgewiesen wurden sie bis jetzt bei Caenorhabditis elegans (Fadenwurm) und Drosophila melanogaster (Taufliege). Dennoch wird postuliert, dass sie auch beim Menschen eine Rolle spielen.

Anzumerken ist, dass beim Menschen davon ausgegangen wird, dass die Lebensspanne zu 10 bis 33% vererbt wird. Viel bedeutender sind der Lebensstil (Ernährung, Sport, etc) und die Umweltfaktoren, die auf ihn wirken.

Gerontogene an Caenorhabditis elegans

age-1

Das age-1-Gen kodiert eine DNA-Sequenz, die für die Produktion des Enzyms Phosphatidylinositol-3-kinase verantwortlich ist. Dieses Enzym spielt bei verschiedenen Signaltransduktionen (Weitergabe von Signalen, die von außen die Zelle erreichen) eine bedeutende Rolle.

daf-2

Das daf-2-Gen kodiert für den Insulin/IGF-1-Rezeptor.

age-1, daf-2 und die Regulation der Langlebigkeit

Funktionsverlust von daf-2 und age-1 haben eine erhöhte Aktivität von DAF-16 (ist ein Transkriptionsfaktor) zur Folge. Dadurch wird die Aktivität von Genen beeinflusst, die u.a. die Stoffwechselrate, Stressantwort (einschließlich der Entgiftung von reaktiven Sauerstoffverbindungen) und antimikrobielle Aktionen steuern. Im Wild-typ (nicht mutierte Gene) hemmen daf-2 und age-1 die Expression von daf-16. Bei den Mutanten ist die Aktivität durch die loss-of-function-Mutation von daf-2 und age-1 vermindert. Das bedeutet, dass daf-16 nicht mehr gehemmt wird und seine Funktion als Transkriptionsfaktor ausüben kann. Es werden nun Proteine (meist Enzyme) produziert, die die oben genannten positiven Auswirkungen haben.

clk-1

Clock-Gene regulieren physiologische Prozesse, Entwicklung und Verhalten während des Lebenszyklus. Clk-1 ist in den Mitochondrien für die Biosynthese von Coenzym Q9 und damit für die Elektronentransportkette verantwortlich. Mutationen in diesem Gen verlängern die Lebensspanne vermutlich durch eine verminderte Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen (ROS) in den Mitochondrien.

Langlebigkeitsgene an Drosophila melanogaster

Indy

Indy bedeutet "I am not dead yet" (ich bin noch nicht tot) und kann die Lebensspanne um bis zu 100% verlängern. Das Gen kodiert für einen am Stoffwechsel beteiligten Dicarboxylattransporter. Die Mutation beeinflusst vermutlich die Stoffwechselrate.

Methuselah-Gen (mth)

Eine loss-of-function-Mutation in diesem Gen verlängert die Lebensspanne vermutlich um ca. 30%. Es kodiert für ein G-Protein gekoppeltes transmembranes rezeptorähnliches Molekül. Mutanten zeigen eine erhöhte Resistenz gegenüber Hitze- und oxidativem Stress.

Quellen

• Guarente L and Kenyon C.: „Genetic pathways that regulate ageing in model organisms.“, Nature 408: 255-262, 2000.
• Nemoto S & Finkel T: „Ageing and the Mystery at Arles“, Nature 429: 149-152, 2004
• Niedermüller H, Hofecker G., „Lebensdauer: Genetische Determinierung und lebensverlängernde Strategien“ In: Ganten D, Ruckpaul K (Hrsg.): „Molekularmedizinische Grundlagen von altersspezifischen Erkrankungen“, Springer-Verlag, Heidelberg, 8-66, 2004