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An Fliegen erforscht: Erbgut der Mutter verkürzt Männerleben

Frauen werden im Schnitt älter als Männer, das ist bei Menschen nicht anders als bei Fliegen. Schuld daran könnte unter anderem das Erbgut der Zellkraftwerke sein. Denn das wird praktisch nur von der Mutter vererbt - und kann so für Männer schädliche Mutationen anhäufen.

Modelltier der Genforscher: Drosophila melanogaster, als Frucht- oder Taufliege bekannt Zur Großansicht
DPA

Modelltier der Genforscher: Drosophila melanogaster, als Frucht- oder Taufliege bekannt

Die Lebenserwartung eines in Deutschland neugeboren Jungen liegt bei 77 Jahren und 6 Monaten - das zumindest meldete das Statistische Bundesamt im September 2011. Mädchen würden dagegen statistisch ein Alter von 82 Jahren und 7 Monaten erreichen. Dass Frauen im Schnitt länger leben als Männer, ist nicht nur beim Menschen so - auch bei vielen Tierarten gibt es diesen Unterschied.

Forscher vermuten, dass ein Grund dafür im Erbgut zu finden ist. Und zwar in einem Teil der DNA, die nicht im Zellkern liegt, sondern in den sogenannten Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen. Diese werden praktisch immer von der Mutter vererbt und nicht vom Vater, weil die Mitochondrien des Spermiums in einem Bereich sitzen, der bei der Befruchtung nur teilweise mit der Eizelle verschmilzt.

Weil das Mitochondrien-Erbgut also bis auf seltene Ausnahmen nur von Müttern an ihre Kinder weitergegeben wird, können sich dort Mutationen ansammeln, die für Männer schädlich sind - nicht aber für Frauen.

Um die These zu überprüfen, hat ein Forscherteam um Florencia Camus von der Monash University im australischen Melbourne das Mitochondriengenom von 13 Fruchtfliegenstämmen (Drosophila melanogaster) untersucht. "Wir haben zahlreiche Mutationen gefunden, die das Altern beschleunigten und die Lebensdauer verkürzten - aber nur bei den Männchen", schreiben die Forscher im Fachmagazin "Current Biology".

Die weiblichen Insekten trugen zwar die gleichen Mutationen, bei ihnen hatten sie jedoch keinerlei Effekt. Weitere Analysen zeigten, dass nicht wenige große Mutationen für diesen Effekt verantwortlich waren, sondern zahlreiche kleinere. Sie müssen sich im Laufe von mehr als tausend Generationen angesammelt haben, vermuten die Wissenschaftler.

Durch den Selektionsfilter gehüpft

"Alle Tiere und auch der Mensch besitzen Mitochondrien", erklärt Studienleiter Damian Dowling von der Monash University in Australien. Diese Kraftwerke der Zelle wandeln Nährstoffe in Energie um und liefern so den Treibstoff für alle Körperprozesse. Sie spielen aber auch für das Altern eine wichtige Rolle.

Normalerweise sorgt die Evolution dafür, dass ungünstige Genveränderungen mit der Zeit verschwinden - beispielsweise weil sie ein Tier krank machen und es sich dadurch nicht fortpflanzen kann. Als Folge werden die schädlichen Mutationen nicht oder seltener weitervererbt. Im Falle der jetzt entdeckten Veränderungen läuft es aber anders: Sie schränken nur die Lebensdauer der Männer ein, dem weiblichen Organismus entsteht dadurch kein Nachteil. "Diese Mutationen konnten daher quasi unbemerkt durch den Filter der natürlichen Selektion schlüpfen", erklärt Dowling.

Nach Ansicht der Wissenschaftler ist es naheliegend, dass sich ähnliche, nur beim männlichen Geschlecht wirkende Mutationen auch im Mitochondriengenom anderer Tiere angereichert haben. Sie könnten erklären, warum im Tierreich generell die Männchen meist schneller altern als die Weibchen. "Unsere Forschungen zeigen, dass die Mitochondrien Hotspots für Mutationen sind, die die männliche Gesundheit beeinflussen", sagt Dowling. Jetzt müsse man nach Mechanismen suchen, mit denen man die Effekte dieser schädlichen Genveränderungen aufheben könne.

wbr/dapd

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Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene Basen: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.


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