Artikel

Ein neues interdisziplinäres Projekt unter der Leitung von Maximina Yun am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD), Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) und Exzellenzcluster Physik des Lebens (PoL) der TU Dresden gemeinsam mit Steffen Rulands vom Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (MPI-PKS) untersucht die Prinzipien des Alterns beim Axolotl. Erforscht wird der mögliche Zusammenhang zwischen seiner extremen Gesundheitsspanne und seinen außergewöhnlichen Regenerationsfähigkeiten. Das Projekt wird im Rahmen des Programms "Sequenzierkosten in Projekten" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit fast 1 Million Euro gefördert.

Das Alter ist nach wie vor einer der Hauptrisikofaktoren für die meisten Krankheiten. Mit zunehmendem Alter verschlechtert sich unsere Gesundheit nach und nach. Eine Handvoll Tierarten scheint jedoch dem natürlichen Alterungsprozess zu trotzen. Der Axolotl, ein mexikanischer Salamander, kann außergewöhnlich lange leben, ohne typische Anzeichen des biologischen Alterns zu zeigen. Er ist auch für seine außerordentlichen Heilungsfähigkeiten bekannt und kann ganze Körperteile nachwachsen lassen, darunter Gliedmaßen und mehrere innere Organe. Aber gibt es einen Zusammenhang zwischen diesen beiden Phänomenen? Kann der Axolotl dank seiner einzigartigen Regenerationsfähigkeiten Aspekte des Alterns überwinden?

Molekulare Fußabdrücke des Alterns
„Wir möchten den Einfluss der Regeneration auf das biologische Alter von Zellen und Gewebe untersuchen“, sagt Dr. Maximina Yun, Projektleiterin und Forschungsgruppenleiterin CRTD, MPI-CBG und PoL. „Uns interessiert, welche Veränderungen in den Zellen im Laufe der Zeit auftreten. Wir wollen wissen, ob diese Veränderungen von Prozessen beeinflusst werden, die während der Regeneration des Gewebes ablaufen."

Eine der bedeutendsten Veränderungen, die in unserem Körper mit zunehmendem Alter auftreten, geschieht auf molekularer Ebene. Mit der Zeit werden einige Gene abgeschaltet, während andere aktiviert werden. „In einem ersten Schritt planen wir, die Veränderungen in der Genexpression zu analysieren, wenn der Axolotl altert. Wir verarbeiten diese Daten, um 'molekulare Fußabdrücke' für Zellen unterschiedlichen biologischen Alters zu identifizieren", fügt Yun hinzu. Solche Biomarker der Alterung ermöglichen es den Forschern, das Alter von Zellen in normalem Gewebe mit Zellen aus regeneriertem Gewebe zu vergleichen.

Ein interdisziplinärer Ansatz
Das Projekt wird die Expertise von Maximina Yun mit der von Steffen Rulands MPI-PKS verbinden. Dr. Rulands ist ein Experte für statistische Physik. Seine Gruppe wird die von den Forschern aus Yuns Gruppe zur Verfügung gestellten Daten nutzen und eine Reihe von Techniken wie maschinelles Lernen, biophysikalische Modellierung und Bioinformatik einsetzen, um in silico Erkenntnisse zu gewinnen. Diese Modelle würden dann von der Yun-Gruppe experimentell getestet, was zur Validierung und/oder zur Entwicklung neuer Hypothesen führt.

Dies ist bereits das zweite Projekt, das das Yun- und das Rulands-Labor gemeinsam in Angriff nehmen. „Die Expertise unserer Gruppen ergänzt sich perfekt, was eine spannende und hoffentlich erfolgreiche Zusammenarbeit ermöglicht", sagt Yun.

Die Natur des Alterns verstehen
Yun und Rulands glauben, dass dieses Projekt neue Antworten auf die grundlegende wissenschaftliche Herausforderung des Alterns liefern wird. „Ein besseres Verständnis der molekularen Natur des Alterns und seines Zusammenspiels mit der Regeneration könnte uns schließlich helfen, neue Strategien zur Förderung des gesunden Alterns und der Langlebigkeit zu entwickeln", fasst Maximina Yun zusammen.