Molekulare Grundlagen für den Verlust des Lernvermögens im Alter identifiziert
Mittwoch, 2. Juni 2010
Göttingen – Einen molekularen Mechanismus, der das nachlassende Lernvermögen im Alter zum Teil erklären könnte, haben Wissenschaflter des European Neuroscience Institute entdeckt. Laut ihrer Studie ist ein Histon namens H4K12 ist bei alternden Mäusen dereguliert.
Die Forscher um André Fischer entdeckten, dass dieses Histon die „Lern-Gene“ bei den Mäusen deaktiviert und so einen Verlust der Lern-und Gedächtnisfähigkeit verursacht. Die Wissenschaftler publizierten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science (DOI: 10.1126/science.1186088).
Die meisten Menschen müssen sich mit zunehmendem Alter mit den Einschränkungen ihres Lernvermögens arrangieren. Alter ist auch der wichtigste Risikofaktor für Alzheimer.
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Die Wissenschaftler berücksichtigten in ihrer aktuellen Studie Erkenntnisse der sogenannten Epigenetik. Demnach beeinflussen vor allem Faktoren der Umwelt, ob und welche Gene des verfügbaren Erbguts reguliert werden.
Vermittelt wird die molekulare Interaktion zwischen Umwelt und Genom von Histonen. Impulse aus der Umwelt bewirken an diesen Proteinen je nach Impuls unterschiedliche Modifikationen. Ein solcher epigenetischer Mechanismus ist die Histonacetylierung, wobei Acetylgruppen an bestimmte Stellen der Histone angehängt werden.
Die Forscher untersuchten in ihrer Studie Mäuse im Alter von 3 und 16 Monaten. Die Mäuse beider Altersstufen absolvierten die gleichen Tests zur Untersuchung von Gedächtnis und Lernfähigkeiten. Das besondere Interesse der Forscher galt dabei den Test-Ergebnissen der 16 Monate alten Mäuse. Diese zeigten in Gedächtnistests erste Anzeichen für einen Verlust der Lernfähigkeit.
In weiteren Untersuchungen konnten die Forscher zeigen, dass der Verlust von Lernfähigkeit bei alternden Mäusen gekoppelt ist mit einem nahezu kompletten Ausfall aller Gene, die beim Prozess „Lernen“ eine Rolle spielen. Untersucht wurde hierbei der Hippokampus. Dieser ist bei Nagern wie beim Mensch wesentlich für das Lernvermögen. Zudem ist der Hippokampus die Hirnregion, die bei der Alzheimerdemenz als erste geschädigt wird. Während junge Mäuse während des Lernens über 1.500 hippokampale Gene angeschaltet hatten, war diese Zahl bei den alternden Mäusen kaum messbar.
Mit der Kombination von verhaltensbiologischen Untersuchungsverfahren und einer parallelen Genom-Sequenzierung konnten die Wissenschaftler zeigen, dass H4K12, das normalerweise über eine Acetylierung an Position 12 verfügt, bei alternden Mäusen dereguliert ist.
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