Het ribosoom van een konijnencel (afb: Cell Metabolism)

Extremofielen zijn micro-organismen die onder zeer extreme omstandigheden nog kunnen leven zoals bij temperaturen boven de 100°C. Dat maakt ze gewilde onderzoeks-objecten, maar het ziet er naar uit dat ze nog in een ander opzicht bijzonder zijn. Door een genetische verandering zou de eiwitaanmaak bijna volmaakt zijn. Die omstandigheid (mutatie) betekent voor hogere leefvormen  zoals gisten, vliegen en wormen dat ze langer kunnen leven, zo ontdekten onderzoeksters. “Die ontdekking vergroot onze kennis van wat belangrijk is voor een langer leven”, zegt biologe Vera Gorbunova van de universiteit van Rochester die niet bij het onderzoek was betrokken. Wellicht zou dit voor mensen een nieuwe route naar het ‘eeuwige leven’ kunnen zijn. Veel onderzoek naar veroudering is gericht op de ophoping van mutaties als een organisme ouder wordt. Veel minder wordt gekeken naar de oorzaken van de aanmaak van ‘verminkte’ eiwitten, stelt onderzoeksleidster Ivana Bjedov van het universiteitscollege in Londen. “Ik had altijd medelijden met kleine eiwitten.”
Eiwitten worden in het ribosoom aangemaakt aan de hand van boodschapper-RNA (dat weer een kopie is van een gen). Als daar iets fout gaat dan zal het eiwit, bijvoorbeeld, niet op de juiste manier vouwen (wezenlijk voor de functie) of vastplakken aan andere eiwitten of zelfs de cel beschadigen. In een cel bestaat een ‘opruimdienst’ om die verminkte eiwitten af te breken en op te ruimen, maar dat systeem wordt met de jaren minder efficiënt.
De vraag is of het terugdringen van de fouten in de aanmaak van eiwitten (de translatie) de levensduur van een organisme verlengt. Gorbunovan: “Tot nu toe was daar geen bewijs van.”

Aminozuur

Bjedov en de haren bestudeerden een deel van het ribosoom dat wezenlijk is voor een juiste translatie: het eiwit RPS23. Ze analyseerden de genetische gegevens daarvan in de hele ‘levensboom’, van koeien tot darmbacteriën, en ontdekten dat op een cruciale plaats steeds hetzelfde aminozuur zat. Er was echter een uitzondering. Bepaalde archaea die zich prima handhaven in hete en zure omgevingen (extremofielen, dus) hadden daar een ander aminozuur zitten.

Vervolgens veranderden de onderzoeksters met behulp van de CRISPR-methode de genetische code voor het RPS23-eiwit in het genoom van een gist, van fruitvliegjes en de kleine Caenorhabditis elegans-worm. Het bleek dat die aldus aangepaste organismen minder fouten maakten (dan hun onbehandelde soortgenoten) bij het aanmaken van eiwitten. Ook bleken de aangepaste exemplaren te kunnen overleven bij hogere temperaturen dan hun onaangepaste soortgenoten.
De gistcellen, fruitvliegjes en wormpjes leefden gemiddeld 9% tot 23% langer dan hun onbehandelde soortgenoten. Ze leken ook gezonder oud te worden.

Onduidelijk

Het is onduidelijk hoe het komt dat die mutatie zo’n positief effect heeft. Het is mogelijk dat de voordelen van de mutatie in minder extreme omstandigheden niet opwegen tegen de nadelen. Bij hogere temperaturen hebben eiwitten vaker last van misvouwen. Daardoor luistert bij die organismen de eiwitaanmaak nauwer. De mutatie vertraagde bij de proeforganismen de groei. Dat is nadelig als een organisme snel moet groeien om met andere soorten te kunnen concurreren op het punt van, bijvoorbeeld, voeding.
Die accuratere eiwitaanmaak zou het effect kunnen verklaren van middelen die al bekend zijn als levensduurverlengers voor dieren zoals rapamycine (sirolimus; een antibioticum). Organismen waarbij het RPS23-gen was veranderd die die stof kregen werden nog extra ouder (behalve de wormpjes). Sirolimus zou dan op verschillende manieren ouder maken en niet alleen invloed hebben op de nauwkeurigheid van de aanmaak van eiwitten.

Sirolimus zou niet geschikt zijn voor mensen, vooral vanwege de nogal vervelende bijwerkingen zoals verlaging van de afweer en risico op ontstekingen. De onderzoeksters gaan nu kijken naar andere levensverlengende mutaties. Deze net ontdekte is wellicht niet de enige. Er zijn misschien betere.

Bron: Science