Molekulare Grundlagen des verzögerten Alterns bei Säugetieren mit stark divergierenden Alternsraten: Afrikanischen Graumullen Fukomys sp. (Rodentia)

• Applicants: Dr. Philip Dammann; Privatdozent Dr. Matthias Platzer
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry ; Evolution, Anthropology ; Biogerontology and Geriatric Medicine
• Term: from 2013 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 236365560

Steigende Lebenserwartung und die einhergehende Zunahme von altersbedingten Erkrankungen sind große Herausforderungen für moderne Gesellschaften. Ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen des Alterns, gerade auch bei langlebigen Organismen wie dem Menschen, bleibt daher ein dringendes Ziel. Unser Projekt zielt darauf, die Mechanismen verzögerten Alterns bei einem interessanten neuen Säuger-Modell zu untersuchen: Afrikanischen Graumullen (Fukomys sp). Hierbei handelt es sich um subterrane, sehr langlebige Nagetiere (max. Lebensdauer ca. 20 Jahre), die in großen Familienverbänden leben, in denen i.d.R. nur das Gründerpaar reproduktiv aktiv ist. Die übrigen Familienmitglieder verbleiben als nicht-reproduktive Helfer in der Geburtskolonie. Bemerkenswerterweise leben reproduktive Tiere rund doppelt so lang wie Helfer, trotz ansonsten gleichen Lebensumständen. Ein solch drastischer Unterschied der Lebenserwartung in Abhängigkeit des sexuellen Status ist beispiellos unter Wirbeltieren (und steht, nebenbei bemerkt, im Widerspruch zur Prämisse gängiger Alterungs-Theorien, dass hohe Reproduktionsrate und lange Lebensspanne nicht miteinander vereinbar seien) und stellt eine einzigartige Gelegenheit dar, langsames gegenüber schnellem Altern innerhalb einer einzigen Art zu studieren. So kann eine Vielzahl von potentiellen Störfaktoren (z.B. Unterschiede in Phylogenie, Ontogenie, Morphologie, Lebensweise, etc.) von vornherein ausgeschlossen werden, die die Ergebnisse bei interspezifischen Vergleichen (z.B. kurzlebigen vs. langlebigen Spezies) oft stark beeinträchtigen. Wir schlagen ein streng-kontrolliertes experimentelles Design vor, das auf wiederholten Messungen ausgewählter Individuen vor und nach dem Einsetzen sexueller Aktivität basiert. Mögliche Mechanismen des Alterns (Telomerlänge, oxidativer Stress, Stabilität des Proteoms) sollen überprüft und gleichzeitig Änderungen in der Genexpression detailliert verfolgt werden. Unser übergeordnetes Ziel sind konkrete Einblicke in die Aufrechterhaltung der molekularen Homöostase bei reproduktiven Fukomys-Individuen, welche die Akkumulation von zellulären Schäden hinaus zögern und somit den Alterungsprozess im Vergleich zu nicht-reproduktiven Artgenossen verlangsamen. Auf diese Weise kann die Anwendbarkeit einiger einflussreicher und z.T. kontrovers diskutierter Alterungshypothesen auf einen langlebigen Säugetierorganismus überprüft werden. Somit wird auch ein Beitrag zur Relevanz dieser Theorien für den Alterungsprozess beim Menschen erwartet. Darüber hinaus wird die vergleichende Analyse von Transkriptomdaten mit solchen aus parallel laufenden Projekten an eusozialen Insekten helfen, den verblüffenden Zusammenhang zwischen Eusozialität und extremer Langlebigkeit besser zu verstehen. Schließlich wird auch ein wesentlicher neuer Beitrag zur immer noch offenen Frage geleistet werden, ob Eusozialität innerhalb der Afrikanischen Sandgräber (Bathyergidae) einmal oder mehrmals unabhängig entstanden ist.

• DFG Programme: Research Grants