Das haarlose, faltige Nagetier auf dem Foto oben? Es ist eine nackte Maulwurfsratte, und tief in ihren Zellen könnte ihre molekulare Maschinerie das Geheimnis für ein sehr, sehr langes Leben sein.
"Sie sind ein unglaublich beeindruckendes Beispiel für Langlebigkeit und Krebsresistenz", sagt Vera Gorbunova, eine Biologin an der Universität von Rochester, die die langlebigen Nagetiere untersucht, von denen nachgewiesen wurde, dass sie bis zu 28 Jahre überleben - eine achtfache Lebensdauer Mäuse ähnlicher Größe - und es wurde noch nie beobachtet, dass sie selbst in Gegenwart von Karzinogenen an Krebs erkranken.
In den letzten Jahren haben sich Gorbunova und ihr Ehemann Andrei Seluanov die Art, die in unterirdischen Kolonien in Ostafrika lebt, genau angesehen, um herauszufinden, wie genau sie es schafft, so lange zu überleben. Wie aus einer neuen Studie hervorgeht, die ihr Team heute in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht hat, glaubt das Team, zumindest einen Teil der Antwort gefunden zu haben: Nackte Maulwurfsratten haben seltsame Ribosomen.
Jede unserer Zellen (und im Übrigen jede Zelle eines lebenden Organismus) wandelt die in unserer DNA vorhandenen genetischen Anweisungen in Proteine um, die den Gesamtbetrieb einer Zelle steuern. Dies geschieht durch einen Prozess, der als Translation bezeichnet wird. Winzige mikroskopische Strukturen, die Ribosomen genannt werden, verarbeiten diese Translation, indem sie genetische Anweisungen lesen, die ein bestimmtes Rezept spezifizieren, und das Protein entsprechend ausschütten.
Die Ribosomen in fast jedem mehrzelligen Organismus auf dem Planeten bestehen aus zwei großen RNA-Stücken, einer der DNA ähnlichen genetischen Substanz. Aber im vergangenen Jahr isolierte einer der Studenten des Rochester-Labors RNA aus Zellen, die den nackten Maulwurfsratten entnommen worden waren, als er etwas Ungewöhnliches bemerkte. Als er die RNA-Stücke trennte, sah er drei, anstatt zwei verschiedene Stücke ribosomaler RNA zu sehen.
"Zuerst dachten wir, wir hätten etwas falsch gemacht und es wurde beschädigt", sagt Gorbunova. "Denn für alle Säugetiere würden Sie zwei sehen, aber wir haben immer drei gesehen."
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Nachdem verschiedene Tests bestätigt hatten, dass es sich nicht um einen experimentellen Fehler handelte, beschlossen sie, die möglichen Auswirkungen dieser ungewöhnlichen Struktur genauer zu untersuchen. Andere Untersuchungen hatten ergeben, dass eine künstliche Unterbrechung des Translationsprozesses, um die Genauigkeit der Ribosomen zu verringern, zu schlecht gebauten Proteinen führen könnte, die sich ansammeln und zum Zelltod führen. Dies ließ vermuten, dass die ungewöhnlichen Ribosomen der Maulwurfsratten das Gegenteil bewirken - weniger Transkriptionsfehler und Ausdehnung Lebensdauer. Um die Idee zu testen, entwickelte Gorbunova ein Mittel, um zu sehen, wie genau die Ribosomen der Maulwurfsratten die genetischen Anweisungen in Proteine umwandelten.
Es stellte sich heraus, dass diese dreiteiligen Strukturen im Vergleich zu Maus-Ribosomen während des Translationsprozesses vier- bis vierzigmal weniger Fehler machten. Derzeit ist unklar, wie genau dies zu einer längeren Lebensdauer führen könnte, aber die Forscher glauben, dass dies eine Schlüsselrolle spielt.
Trotzdem scheinen die Nagetiere von anderen, nicht verwandten Mechanismen zu profitieren, die es ihnen ermöglichen, ungewöhnlich lange Leben zu führen. Im Juni gaben Gorbunova und Seluanov die Entdeckung bekannt, dass die Nagetiere auch eine neuartige zelluläre Verbindung produzieren, die anscheinend verhindert, dass sie Krebs bekommen.
Beide Mechanismen werfen eine offensichtliche Frage auf: Warum sind nackte Maulwurfsratten mit diesen anomalen, lebensverlängernden Eigenschaften gesegnet? "Es ist nicht zufällig", sagt Gorbunova. "Es hat mit der Ökologie der Art zu tun."
Weil die Nagetiere unter der Erde leben, in ultrasozialen Kolonien, so erklärt sie, sind sie weniger anfällig für zufällige Todesfälle, die durch Unfälle oder Raubtiere verursacht werden. Die Tatsache, dass das Risiko, zufällig zu sterben, so viel geringer ist, bedeutet, dass es aus evolutionärer Sicht sinnvoller ist, in zelluläre Mechanismen zu investieren, die es den Kreaturen ermöglichen könnten, länger zu leben. Selbst wenn eine Maus dreiteilige, ultragenaue Ribosomen und krebsbekämpfende Substanzen hätte, würde sie wahrscheinlich ohnehin innerhalb eines Jahres von einem Raubtier gefressen werden, sodass sie niemals die Möglichkeit hätte, Mechanismen zu entwickeln, die dies ermöglichen würden lebe bis 28.
Aber die nackten Maulwurfsratten taten es. Gorbunova und Seluanov wollen untersuchen, ob einer ihrer speziellen Mechanismen - Langlebigkeit oder Krebsresistenz - in Mäusezellen eingeführt werden kann und ob sie möglicherweise zu einer entsprechenden Verlängerung der Lebensdauer führen. Wenn sie erfolgreich sind, hoffen sie, dass wir eines Tages sogar in der Lage sein werden, unsere eigene Lebensspanne zu verlängern, indem wir den Erfolg der nackten Maulwurfsratten kopieren.
