Verteidigung krankmachender Proteine

Wir altern, weil die Zellen unseres K?rpers ¨¹ber die Jahre beginnen, fehlerhaft zu funktionieren. Das ist die g?ngige Auffassung, die Wissenschaftler vom Alterungsprozess haben. Mit fortschreitendem Alter versagt zum Beispiel die zellinterne Qualit?tskontrolle, die normalerweise Proteine aussortiert, welche instabil geworden sind und als Folge davon ihre dreidimensionale Struktur ge?ndert haben. In einer Reihe von Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer h?ufen sich solche verformten Proteine in den Zellen an.

F¨¹r Yves Barral, Professor f¨¹r Biochemie der ETH Z¨¹rich, greift die Auffassung, der Alterungsprozess sei eine Folge von fehlerhaften Zellfunktionen und Krankheiten, zu kurz. Denn diese Ansicht vernachl?ssige, dass die erw?hnten sogenannt Prion-?hnlichen Proteinanh?ufungen mit grosser Wahrscheinlichkeit auch positive Aspekte h?tten und daher nicht als zellul?res Fehlverhalten bezeichnet werden sollten, sagt er.

Alte Zellen widerstehen Stress besser

Hinweise darauf gibt ihm seine Forschung an Hefezellen. J¨¹ngst fanden Barral und seine Kollegen in solchen Zellen eine neue Art von Proteinaggregat, die mit zunehmendem Alter der Zellen entstehen. Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, entstehen sie nicht als Folge einer fehlerhaften zellinternen Qualit?tskontrolle ¨C ganz im Gegenteil: in Hefezellen mit solchen Aggregaten funktioniert die Qualit?tskontrolle sogar besser. ?Es sieht ganz danach aus, dass diese Aggregate den Hefezellen helfen, mit altersbedingten Ver?nderungen im Stoffwechsel umzugehen?, sagt Juha Saarikangas, Postdoc in der Gruppe von Barral und Erstautor der j¨¹ngsten Studie in der Fachzeitschrift eLife. ?Wir sind nun daran zu erforschen, welche Art von Information in diesen Zellstrukturen genau gespeichert ist.?

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese altersabh?ngigen Aggregate von mehreren verschiedene Proteinen gebildet werden. Ein Prion-?hnliches Protein haben die Forscher bereits als Bestandteil der Anh?ufungen ermittelt. Welche weiteren Proteine beteiligt sind und warum die Aggregate bei der Zellteilung in der Mutterzelle verbleiben, ist Gegenstand weiterer Forschung.

Aggregate verbessern das Ged?chtnis

Erste Vermutungen, dass aggregierende Proteine in den Zellen grunds?tzlich auch eine positive Rolle spielen k?nnen, haben Wissenschaftler seit wenigen Jahren. Barral und seine Forschungsgruppe zeigten schon 2013, dass Hefezellen auch Erfahrungen im Zusammenhang mit einer versuchten erfolglosen sexuellen Fortpflanzung in Form von aggregierten Proteinen abspeichern (siehe ETH-News vom 05.12.2013). Diese Aggregate ¨C die nicht identisch sind mit den nun gefundenen altersabh?ngigen Anh?ufungen ¨C dienen den Hefezellen also als molekulares Ged?chtnis. Und auch bei M?usen gibt es einen positiven Zusammenhang von Prion-?hnlichen Aggregaten und Ged?chtnisleistung. Amerikanische Wissenschaftler haben vor einigen Monaten gezeigt, dass M?use mit solchen Ansammlungen in ihren Nervenzellen ein stabileres Langzeitged?chtnis haben.

?Schlechtes Ende einer guten Sache?

Ob solche altersabh?ngigen Proteinansammlungen prim?r ein Fehlverhalten oder eine normale Funktion gesunder Zellen sind, ist f¨¹r Barral eine naturwissenschaftliche Frage, in die auch die Weltanschauung mitreinspielt: ?Unsere westliche Gesellschaft fasst das Altern als etwas vorwiegend Negatives auf, als Krankheit, die es zu bek?mpfen gilt?, sagt er. ?Dieses Denken widerspiegelt sich auch in der Arbeit vieler Wissenschaftler, die bei der Erforschung des Alterns Ausschau halten nach Defekten in den Zellen?, sagt er. Andere Gesellschaften hingegen gewichteten positive Auswirkungen des Alterns wie die Zunahme an Erfahrung und Wissen h?her ¨C eine Sichtweise, die sich besser decke mit der nun gefundenen Rolle der Aggregate als Informationsspeicher oder Ged?chtnis f¨¹r die Zellen.

?Wir sind eine noch nicht sehr grosse Gruppe von Wissenschaftlern, die sagen: Aggregierende Proteine sind nicht pathologisch ¨C kein Unfall und kein Schaden?, sagt Barral. Vielmehr aggregierten diese Proteine, weil es ihre normale Funktion sei. Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer entst¨¹nden nur, wenn das System aus den Fugen gerate und sich in den Zellen zu viele Prion-?hnliche Proteine am falschen Ort anh?uften. Barral: ?Es gibt zwei Aspekte des Alterns. Ja, man stirbt am Ende des Prozesses, das ist negativ. Aber man stirbt weise. Und Alzheimer ist m?glicherweise das schlechte Ende einer an sich guten Sache.?