Die Rolle der Autophagie beim DNA-Verlust und Überleben diploider Hefezellen während der chronologischen Alterung

Ein neuer Forschungsbericht mit dem Titel „Live while the DNA lasts. Die Rolle der Autophagie beim DNA-Verlust und beim Überleben diploider Hefezellen während der chronologischen Alterung“ wurde veröffentlicht in Altern.

Alterung ist unvermeidlich und betrifft alle Zelltypen. Daher werden Hefezellen häufig als Modell für Alterungsstudien verwendet. Es gibt zwei Ansätze zur Untersuchung der Alterung von Hefen: die replikative Alterung, die das Proliferationspotenzial von Zellen beschreibt, und die chronologische Alterung, die zur Untersuchung postmitotischer Zellen verwendet wird.

In dieser neuen Studie entdeckten die Forscher Tuguldur Enkhbaatar, Marek Skoneczny, Karolina Stępień, Mateusz Mołoń und Adrianna Skoneczna von der Polnischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Rzeszów bei der Analyse der chronologischen Lebensdauer (CLS) diploider Saccharomyces cerevisiae-Zellen ein bemerkenswertes Phänomen: Ploidie Verringerung im Verlauf des Alterungsprozesses.

„Um den Mechanismus hinter diesem ungewöhnlichen Prozess aufzudecken, haben wir Hefestämme einem CLS-Test unterzogen und dabei nach verschiedenen Alterungsparametern gesucht“, erklären die Forscher.

Zellmortalität, Nachwuchsfähigkeit, Autophagie-Induktion und Messungen des zellulären DNA-Gehalts zeigten, dass sterbende Zellen während des CLS-Tests ihre DNA verloren und nur Diploide überlebten. Die Forscher zeigten, dass Autophagie für den allmählichen Verlust der DNA verantwortlich war. Die Aktivierung des Nukleophagiemarkers zu Beginn des CLS-Experiments korrelierte mit dem signifikanten Rückgang der Lebensfähigkeit der Zellen. Die Aktivierung stückweiser Marker für die Mikroautophagie des Zellkerns (PMN) schien den chronologischen Alterungsprozess bis zum Ende zu begleiten.

„Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Erhaltung mindestens einer intakten Kopie des Genoms für das Überleben postmitotischer diploider Zellen“, schreiben die Forscher.

Während der chronologischen Alterung sind Zellbestandteile, darunter auch die DNA, zunehmendem Stress ausgesetzt, was in alternden Zellen zu DNA-Schäden und Fragmentierung führt. Die Forscher schlagen vor, dass die PMN-abhängige Entfernung beschädigter DNA aus dem Zellkern dazu beiträgt, Genomumlagerungen zu verhindern. Solange jedoch eine Kopie des Genoms wiederhergestellt werden kann, können Zellen noch überleben.

„Die Beobachtungen, die wir in der Alterungsforschung mit Hefe als eukaryotischem Zellmodell gemacht haben, könnten dazu beitragen, die Mechanismen zu verstehen, die Aneuploidie während des Alterns oder die Krebsentstehung in Zellen verhindern, in denen Chromothripsis aufgetreten ist“, schließen die Forscher.