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Mathematisches Modell unserer Genregulation Mit zunehmendem Alter unkoordiniert

Quelle: Pressemitteilung Universität zu Köln 2 min Lesedauer

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Es ist nicht die Steuerung der Gene an sich, die im Alter schlechter wird – Forschende der Universität zu Köln haben herausgefunden, dass mit steigendem Alter vor allem die Koordination zwischen grundlegenden zellulären Prozessen verloren geht.

Die Genregulation in unseren Zellen ist ein streng regulierter Prozess.(Bild: VectorMine - stock.adobe.com)
Die Genregulation in unseren Zellen ist ein streng regulierter Prozess.
(Bild: VectorMine - stock.adobe.com)

Die Genregulation in unseren Zellen, also die Entscheidung, wann welche Proteine für die verschiedenen Prozesse der Zelle hergestellt werden, ist streng reguliert. Schon länger wurde vermutet, dass diese Regulation im Laufe des Alterns schlechter wird. Wie genau sich die Regulation der individuellen Prozesse und vor allem die Koordination zwischen den Prozessen verändert, war bisher aber unklar.

Professor Dr. Andreas Beyer und sein Team vom Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD der Universität zu Köln haben nun mit einem mathematischen Modell gezeigt, dass die Regulation von Genen, die am gleichen Prozess in der Zelle arbeiten, sich im Laufe des Lebens relativ wenig ändert. Im Gegensatz dazu wird aber die Koordination zwischen verschiedenen zellulären Prozessen immer schlechter.

Genregulation in der Altersspanne von 20 bis 80 Jahren untersucht

Die Forschenden untersuchten altersbedingte Änderungen der Genregulation in acht verschiedenen menschlichen Geweben in der Altersspanne von 20 bis 80 Jahren, wofür sie mehrere tausend Datensätze aus drei verschiedenen Datenbanken zusammenführten. Durch Anwendung ihres Modells auf diese Daten untersuchten die Wissenschaftler, inwiefern sich das Netzwerk der Genregulation im Laufe des Alterns ändert.

Erstaunlicherweise stellten sie fest, dass die Steuerung der meisten Gene auch im Alter nicht schlechter wird. „Unsere Studie zeigt, wie wichtig es ist, nicht nur einzelne Gene und deren Auswirkung auf das Altern zu untersuchen, sondern einen Schritt zurückzugehen und das Zusammenspiel und die Kommunikation zwischen den verschiedenen Prozessen zu betrachten“, sagt die Erstautorin Dr. Ana Carolina Leote. Professor Beyer resümiert: „Das Altern wirkt sich auf die gesamte Zelle aus. Um diese Veränderungen wirklich zu verstehen, müssen wir alle Gene gleichzeitig mithilfe von Computermodellen, die wir auf große Datensätze anwenden, untersuchen.“ Als nächstes möchte das Team solche Modelle für die Proteine generieren, die in den Genen codiert sind. Das ist deutlich komplexer, weil aus einem Gen gleich mehrere verschiedene Proteine gemacht werden können.

Originalpublikation: Leote, A.C., Lopes, F. & Beyer, A. Loss of coordination between basic cellular processes in human aging. Nat Aging (2024). https://doi.org/10.1038/s43587-024-00696-y

(ID:50153563)

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