Mögliche Ursache für Alterskrankheiten entdeckt

Wissenschaftler haben an Würmern festgestellt, dass die Poren der Zellkerne mit steigendem Alter durchlässiger werden und so ungehindert Moleküle passieren können, die die Gene befallen.

Der Zellkern ist durch eine Membran vom Zellplasma abgetrennt. Die Kernmembran besitzt Poren, durch die ein kontrollierter Stofftransport möglich ist. Amerikanische Forscher haben jetzt bei Würmern nachgewiesen, dass diese Poren beim Altern durchlässiger werden. Besonders betroffen sind die langlebigen Nervenzellen. Einige der Proteine, die die Poren bilden, werden nicht erneuert und dadurch anfälliger für bleibende Schäden. Ein unkontrollierter Durchtritt von Molekülen würde die Aktivität von Genen beeinflussen und die Anfälligkeit für Krankheiten erhöhen. So könnten defekte Poren der Kernmembran bei neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Cell".

"Wir wissen noch immer sehr wenig über die Mechanismen der Zellalterung. Unsere Arbeit könnte eine Erklärung dafür liefern, warum es zu altersbedingten Schäden in den Zellen kommt", sagt Martin Hetzer vom Salk Institute for Biological Studies in La Jolla. Er und seine Kollegen untersuchten, wie sich die Poren in der Kernmembran von Nervenzellen des Fadenwurms Caenorhabditis elegans mit dem Alter verändern. Diese Poren sind nicht einfach nur Löcher. Sie werden vielmehr gebildet aus einem Komplex von 30 verschiedenen Proteinen, die nur ganz bestimmte Moleküle passieren lassen. Durch jede Pore finden pro Sekunde etwa tausend Transporte statt. Die Hälfte der Porenproteine wird ständig erneuert, die andere Hälfte jedoch bleibt für die gesamte Lebensdauer der Zelle erhalten, stellten die Forscher fest. Die Gene dieser Proteine waren abgeschaltet. Dieser Befund bestätigte sich auch bei teilungsunfähigen Nervenzellen von Ratten.

Weitere Experimente ergaben, dass eines der nicht erneuerten Porenproteine in alten Nervenzellen Schäden aufwies. Das war offenbar die Ursache dafür, dass die Kernmembran ihre Barrierefunktion nicht mehr erfüllen konnte, wie die Forscher herausfanden. Sie konnten Tubulinproteine im Zellkern nachweisen, die sonst nur im Zellplasma vorhanden sind. Solche fädigen Tubulinablagerungen findet man in Gehirnzellen bei der Parkinson-Krankheit oder anderen neurodegenerativen Erkrankungen. "Wenn die Permeabilitätsbarriere beschädigt ist, können Moleküle aus dem Kern austreten und andere in den Kern eindringen und dadurch das Profil der Genaktivitäten verändern. Das könnte ein genereller Mechanismus des Alterns sein", sagt Hetzer. Wirkstoffe, die undichte Poren in der Kernmembran beheben oder intakte Poren stabilisieren, könnten helfen, altersbedingte Krankheiten zu verhindern.