Warum die Leber sich regenerieren kann: Forschende entdecken Baustein zur Fitness des Organs im Alter
Eigentlich können sich Organe nicht regenerieren. Die Leber aber schon. Warum das so ist, haben Forschende am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns herausgefunden.
Foto: Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns
Bis ins hohe Altern bleibt die Leber erstaunlich leistungsfähig. Das liegt daran, dass sie sich – im Gegensatz zu anderen Organen – regenerieren kann. Und das selbst dann, wenn sich das Chromatin in ihren Zellen durch epigenetische Veränderungen stark umgestaltet. Das haben Forschende vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln herausgefunden. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachblatt Molecular Systems Biology (2022) veröffentlicht.
Eine Ursache für Alterungsprozesse sind epigenetische Vorgänge. Das sind Veränderungen der Erbinformation, die zwar nicht die Abfolge der Gene auf der DNA selbst verändern, wohl aber deren Aktivität beeinflussen. Reguliert wird dies zum Beispiel durch die Zugänglichkeit von Proteinen zur DNA. Die Kölner Forschenden haben nun beobachtet, dass die DNA in Leberzellen im Alter viel weniger verpackt sind. Dadurch wird sie für die Proteine, die an die DNA binden und das Botenmolekül RNA herstellen, besser zugänglich. „Wenn die DNA gut zugänglich ist, sollten wir auch größere Mengen an hergestellter RNA sehen. Das war aber überhaupt nicht der Fall“, erklärt der Leiter der Studie, Peter Tessarz.
Gleichgewicht zwischen DNA und RNA innerhalb der Zelle bleibt gewahrt
Eine mögliche Erklärung dafür liefern die Forschenden direkt mit. Sie fanden heraus, dass die RNA-Polymerase, ein Protein, welches an die DNA bindet und dann RNA herstellt, in gealterten Leberzellen schneller von der DNA abfällt als in jungen Zellen. Diese verringerte Stabilität führt dazu, dass, trotz erhöhter Zugänglichkeit der DNA, netto nicht mehr RNA produziert wird und damit das Gleichgewicht innerhalb der Zelle gewahrt bleibt.
„Wir denken, dass wir einen neuen Weg in den Zellen entdeckt haben, der die altersabhängigen epigenetischen Veränderungen kompensiert. Dies könnte ein Grund für die lange Leistungsfähigkeit der Leber sein“, sagt Tessarz. Ob ein ähnlicher Mechanismus in anderen Geweben epigenetischen Änderungen entgegenwirkt, muss in Zukunft noch erforscht werden. „Dort beobachten wir allerdings auch ganz andere epigenetische Veränderungen bei der Alterung“, sagt der Kölner Forscher.
