Titelaufnahme

Titel
Nsun5 verlängert die Lebensspanne von Caenorhabditis elegans bei Nahrungsentzug
Weitere Titel
Nsun5 extends the lifespan of dietary restricted Caenorhabditis elegans
VerfasserEbner, Janine
Betreuer / BetreuerinBauer-Rupprecht, Susanne
Erschienen2013
Datum der AbgabeJuni 2013
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Nsun 5 / C. elegans / D. melanogaster / Stressresistenz / Hitzeschock / Thermotoleranz / oxidativer Stress / Paraquat
Schlagwörter (EN)Nsun 5 / C. elegans / D. melanogaster / Stress resistance / Heat shock / Thermotolerance / Oxidative stress / Paraquat
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Lebensdauer in verschiedenen Organismen ist stark variabel und kann von wenigen Stunden oder Tagen, wie es bei der Hefe Saccharomyces cerevisiae der Fall ist, bis zu mehreren Jahren im Menschen reichen. Verschiedene genetische Mutationen und Umwelteinflüsse spielen dabei eine wichtige Rolle. Die große Frage ist allerdings, welche Gene diese lebensverlängernden Einflüsse haben und unter welchen Bedingungen diese hervorgerufen werden. Das Beantworten dieser Fragen spielt eine große Rolle in der heutigen Altersforschung. Eine wichtige Hilfe dabei ist, dass das Altern, ähnlich wie andere biologische Prozesse, von verschiedenen Signaltransduktionswegen reguliert wird. Diese konnten in den letzten Jahren mit der Lebensverlängerung verschiedener einfacher Organismen wie Hefe, Würmer und Fliegen, aber auch Mäusen, in Verbindung gebracht werden. Die meisten dieser Signalwege haben einen Einfluss auf die Stressresistenz sowie die Nährstoffsensibilität und können somit den Alterungsprozess regulieren.

Es existieren unterschiedliche Möglichkeiten um in diese Signalwege einzugreifen und sie zu beeinflussen, eine davon ist dietary restriction (DR), auf Deutsch der Nahrungsentzug. Diese Intervention ruft in verschiedenen Modellorganismen wie C. elegans und D. melanogaster lebensverlängernde Effekte hervor. Wenn die Nahrungsaufnahme reduziert wird, kann es zu einer Verlängerung, manchmal sogar Verdoppelung der Lebensspanne dieser zwei Organismen kommen. Durch ihre relativ kurzen Lebensspannen bringen sie die optimalen Voraussetzungen, die ein Modellorganismus in der Altersforschung benötigt, mit.

Wie bereits erwähnt, spielen auch diverse Genmutationen eine große Rolle in der Altersforschung. Erst kürzlich wurde ein Gen namens Nsun5 entdeckt, welches Einfluss auf die Lebensspanne von C. elegans hat. Nsun5 codiert für ein Protein von welchem vermutet wird, dass es als RNA Methyltransferase im Nucleolus fungiert. Das Gen ist evolutionär konserviert und wird daher in vielen Organismen gefunden. Eine Deletion von Nsun5 im Nematoden C. elegans kann dessen Lebensspanne deutlich verlängern wenn zusätzlich ein Nahrungsentzug stattfindet. Ebenso besteht ein Zusammenhang zwischen der Verlängerung der Lebensspanne und der Steigerung der Stressresistenz. Sobald eine Verlängerung stattfindet, tritt meist auch eine Steigerung der Stressresistenz auf.

Zusammenfassung (Englisch)

The difference in lifespan of various living organisms is enormous. It reaches from a few hours or days, like in the yeast Saccharomyces cerevisiae, to up to a hundred years in humans. Various genetic mutations and environmental influences play a major role in the lifespan regulation of organisms. The main question is, which genes exactly are able to help extending lifespan and under which circumstances they do so. Answering this question plays a major role in ageing research these days. Very helpful in elucidating the answer is that different signaling pathways regulate ageing - similar to a lot of other biological processes. In the last few years, many of those pathways have been shown to extend lifespan in yeast, worms and flies but also in more complex organisms like mice. Most of them have an influence on stress response or nutrient sensing and are able to affect the process of ageing (Kenyon, 2010a) (Prinzinger, 2005).

There are different possibilities to influence those pathways mentioned above. One intervention consistently mentioned, is dietary restriction (DR). Dietary restriction causes a lifespan extension in model organisms, with Caenorhabditis elegans (C.elegans) and Drosophila melanogaster (D. melanogaster) leading the way. When food intake is minimized in those animals, increasing of lifespan can be up to double the standard. As those two organisms have rather short life spans, they present perfect model organisms for ageing research (Kenyon, 2010a).

Also gene mutations play a major role in ageing research. Recently a gene called Nsun5 was found to be able to influence the lifespan of C. elegans. Nsun5 encodes for a protein that is predicted to function as a RNA methyltransferase in the nucleolus. This is evolutionarily conserved and therefore orthologes are found in a wide range of organisms. Disruption of this gene in the nematode Caenorhabditis elegans was found to extend its lifespan, but only when the amount of available food was low. There also exists coherence between lifespan extension and stress resistance. When lifespan is extended, the stress resistance is also increased most of the time (Fisher & Lithgow, 2006), (Lithgow, White, Melov, & Johnson, 1995), (Kaeberlein et al., 2006).

As Caenorhabditis elegans presents a great model organism to do research on, especially with its short lifespan and easy handling, it will be our object of study.