Hallmark of Ageing: Epigenetische Veränderungen
Epigenetische Marker steuern die Aktivität von Genen
Die Baupläne für alle Proteine, die unsere Zellen am Laufen halten, sind in der DNA gespeichert. Damit die DNA besser in den Zellkern passt, windet sie sich um Histon-Proteine, die ihr Struktur verleihen und sie kompakter machen. Dicht verpackte Gene sind in der Regel nicht aktiv. In Bereichen, in denen die DNA nur locker verpackt ist, können die Gene hingegen abgelesen und die entsprechenden Proteine dann in der Zelle hergestellt werden.
Bei verschiedenen Zelltypen sind unterschiedliche Gene aktiviert - einige Gene sind beispielsweise nur in Nervenzellen aktiv und verleihen ihnen ihre charakteristischen Eigenschaften. Andere Gene sind in Hautzellen aktiv, während andere hauptsächlich in Muskel- oder Knochenzellen aktiv sind. Die aktiven Gene bestimmen also, um welche Art von Zelle es sich handelt und was sie tun kann.
Gesteuert wird das Ein- und Ausschalten von Genen durch das Anbringen oder Entfernen epigenetischer Marker. Diese können entweder an der DNA selbst oder an den Histonen, über die die DNA verpackt ist, angebracht werden. Diese Marker steuern, ob die DNA dicht verpackt oder gut zugänglich ist.
Die epigenetische Uhr misst unser biologisches Alter
Mit zunehmendem Alter verändern sich diese für die Funktion von Zellen so wichtigen Marker (Abbildung 3). Das hat zur Folge, dass Gene, die eigentlich stillgelegt sein sollten, wieder aktiv werden oder dass wichtige Proteine nicht mehr produziert werden. Den betroffenen Zellen fehlen dann Bestandteile für wichtige Prozesse, ohne die sie nicht mehr richtig funktionieren.
Forscher:innen können diese Veränderungen als Werkzeug nutzen, um unser biologisches Alter zu berechnen - das sich durchaus deutlich von unserem chronologischen Alter unterscheiden kann, d.h. dem Alter, das sich aus unserem Geburtsdatum ergibt.
Diese „epigenetische Uhr“ misst Stellen, an denen an der DNA eine kleine chemische Substanz (Methyl-Gruppe) angehängt wurde. Werden wir älter, verändert sich das Vorkommen dieser Methyl-Gruppen nach einem vorhersehbaren Muster. Verglichen mit dem durchschnittlichen Muster in der jeweiligen Altersgruppe können die Forscher:innen so das biologische Alter einer Person bestimmen – ein guter Anhaltspunkt dafür, wie schnell oder langsam jemand altert.
Unser biologisches Alter ist veränderbar
Epigenetische Uhren werden bereits in Anti-Alterns-Studien eingesetzt. So kann man sie nutzen, um zu messen, wie wirksam eine getestete Behandlung darin ist, das Altern zu verlangsamen oder umzukehren. Durch die Entwicklung epigenetischer Uhren konnte erstmals gezeigt werden, dass unser biologisches Alter veränderbar ist.
