Darm-Enzyme: Phosphatase ACP7 verlängert Lebensspanne deutlich

Die Erforschung molekularer Mechanismen des Alterns konzentriert sich zunehmend auf interzelluläre und gewebeübergreifende Kommunikationswege. Im Fokus steht dabei insbesondere der Verdauungstrakt als zentrales Stoffwechsel- und Regulationsorgan.

In einer im Fachjournal Cell Reports veröffentlichten Untersuchung haben Forschende neue Einblicke gewonnen, wie im Darm freigesetzte Proteine den Alterungsprozess steuern.

Anhand des Fadenwurms Caenorhabditis elegans identifizierte das Team altersabhängig modulierte sekretorische Faktoren, darunter eine spezifische Phosphatase, deren gezielte Aktivierung die Lebensspanne des Modellorganismus verlängern kann.

Quantitative Proteomik entschlüsselt den intestinalen Sekretionsweg

Um die Gesamtheit der über den Darm abgegebenen Signalmoleküle systematisch zu erfassen, kombinierten die Wissenschaftler Methoden des Proximity-Labelings mit hochauflösender quantitativer Proteomik. Dieser Ansatz ermöglichte es, Proteine entlang des intestinalen Sekretionswegs in C. elegans präzise zu markieren und zu charakterisieren.

Im Zuge dieser Analysen konnten Proteine identifiziert werden, deren Sekretionsmuster sich mit fortschreitendem Alter verändert. Die In-vivo-Validierung dieser Befunde bestätigte, dass die intestinale Proteinausschüttung kein statischer Vorgang ist, sondern einer dynamischen Regulation während der verschiedenen Lebensphasen unterliegt.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass der Darm nicht nur als Nährstoffverarbeitungsorgan fungiert, sondern über aktive Freisetzungsmechanismen botenstoffähnliche Proteine in den Organismus entsendet.

Verlängerte Lebensdauer durch die Phosphatase ACP7

Unter den identifizierten Zielmolekülen stach besonders ein Enzym namens ACP7 hervor. Hierbei handelt es sich um eine evolutionär konservierte, sekretierte Phosphatase. Den experimentellen Daten zufolge führt eine künstlich herbeigeführte Überexpression von ACP7 zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensspanne von C. elegans.

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Entscheidend für diesen lebensverlängernden Effekt ist die tatsächliche Sekretion des Enzyms: Die Wirkung entfaltet sich sekretionsabhängig, da ACP7 direkt im Extrazellulärraum als aktive Phosphatase arbeitet. Dies deutet darauf hin, dass die enzymatische Modifikation extrazellulärer Substrate eine kritische Rolle bei der Aufrechterhaltung der Organismusfunktionen im Alter spielt.

Neben ACP7 konnten die Autoren der Studie ein weiteres, vesikelgebundenes Protein nachweisen, das ebenfalls einen modulierenden Einfluss auf die Lebensdauer ausübt.

Bedeutung für die Erforschung systemischer Alterungsprozesse

Die Charakterisierung des intestinalen Sekretoms bei C. elegans liefert grundlegende Erkenntnisse über die Koordination von Geweben während des Alterns. Indem nachgewiesen wurde, dass spezifische Enzyme nach ihrer Abgabe in den Extrazellulärraum regulierend auf die Lebensdauer einwirken, eröffnen sich neue Perspektiven für die Untersuchung systemischer Langlebigkeitsfaktoren.

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Da Mechanismen der zellulären Homöostase und der enzymatischen Sekretion über viele Arten hinweg konserviert sind, bildet die Aufschlüsselung solcher Pfade eine wichtige Basis für das Verständnis altersbedingter Veränderungen auf zellulärer und biochemischer Ebene.

Künftige Arbeiten müssen nun klären, welche konkreten Substrate durch Phosphatasen wie ACP7 außerhalb der Zelle modifiziert werden und wie diese Signalkaskaden mit anderen bekannten Stoffwechselwegen im Alter interagieren.

de | wissenschaft | 70159529 |