Nicht jeder weiß, dass Mutationen in der DNA nicht nur unter dem Einfluss von Mutagenen oder Krankheiten auftreten, sondern auch von selbst während des gesamten Lebens. Natürlich gibt es Mechanismen, die diesem Vorgang entgegenwirken und alle Fehler korrigieren, die während des Kopiervorgangs gemacht wurden. Mutationen in Zellen häufen sich aber ohnehin mit der Zeit an, was zu verschiedenen Krankheiten führt. Die bekannteste und gefährlichste Mutation ist ein bösartiger Tumor. Es wird jedoch angenommen, dass die Alterung eines Organismus im Allgemeinen eine Folge der Akkumulation von Defekten in der DNA ist, die nicht durch das Mutationsschutzsystem korrigiert wurden. Es ist logisch anzunehmen, dass sich bei Tieren, die länger leben, Mutationen im Körper langsamer ansammeln. Diese Vermutung entstand Mitte des letzten Jahrhunderts, konnte aber lange Zeit nicht verifiziert werden. Und erst jetzt, mit der Entwicklung der Technologie, konnten Wissenschaftler diese Theorie testen. Wie sich herausstellte, weisen verschiedene Tierarten mit unterschiedlicher Lebensdauer und unterschiedlicher Körpergröße am Ende ihres Lebensweges tatsächlich ungefähr die gleiche Anzahl genetischer Veränderungen auf.
Wissenschaftler haben das herausgefunden DNA-Mutationen, die sich im Laufe des Lebens ansammeln, spielen eine Rolle beim Alterungsprozess des Körpers
Wie sich Mutationen im Körper ansammeln
Genetische Veränderungen oder somatische Mutationen treten in allen Zellen des Körpers auf, und dies ist ein natürlicher Prozess. Beispielsweise erhalten menschliche Zellen 20 bis 50 Mutationen pro Jahr. In der Regel schaden sie dem Körper nicht, aber anscheinend führen sie, wenn sie in großen Mengen angesammelt werden, zur Alterung des Körpers.
20 bis 50 Mutationen sammeln sich pro Jahr in menschlichen Zellen an
Ich muss sagen, dass es sehr schwierig ist, genetische Veränderungen in Geweben zu beobachten. Daher hat sich erst in den letzten Jahren eine solche Gelegenheit ergeben, die die Mitarbeiter des Sanger-Instituts zusammen mit britischen und deutschen Wissenschaftlern genutzt haben.
Ein Forscherteam analysierte Mutationen in 16 verschiedenen Tierarten, von den kleinsten wie Mäusen bis hin zu großen Löwen und sogar Giraffen. Die Ergebnisse der in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie zeigten, dass sich die Mutationen umso langsamer anhäufen, je langsamer sich ein Organismus entwickelt und je länger die Lebensdauer ist. Dies bedeutet indirekt, dass somatische Mutationen beim Altern eine Rolle spielen.
„Es war erstaunlich, ein ähnliches Muster genetischer Veränderungen bei Tieren zu finden, die nicht gleich aussehen. Aber das Aufregendste an der Studie war die Feststellung, dass die Rate somatischer Mutationen umgekehrt proportional zur Lebenserwartung ist. Es ist möglich, dass somatische Mutationen beim Altern eine Rolle spielen, obwohl andere Erklärungen nicht ausgeschlossen sind.“ sagt Dr. Alex Kagan, einer der Autoren der Studie.
Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass sich somatische Mutationen im Laufe der Zeit linear anhäufen. Darüber hinaus werden sie durch ähnliche Mechanismen bei allen Tieren verursacht, unabhängig von ihrer Art, Ernährung oder Lebensgeschichte. In den nächsten Jahren planen Wissenschaftler, weitere Forschungen durchzuführen und noch mehr Arten von Lebewesen zu untersuchen, einschließlich Insekten und Pflanzen.
Große und kleine Tiere akkumulieren bis zum Lebensende gleich viele Mutationen
Paradox Peto – haben große Tiere ein höheres Krebsrisiko?
Es ist bekannt, dass sich bösartige Tumore aus mutierten Zellen entwickeln. Daher können wir gemäß der Wahrscheinlichkeitstheorie schlussfolgern, dass das Risiko, an Krebs zu erkranken, umso höher ist, je mehr Zellen im Körper vorhanden sind.
Mit anderen Worten, große Tiere sollten anfälliger für Krebs sein als kleine . Zum Beispiel ist eine Giraffe 40.000 Mal größer als eine Maus. Daher sollte das Krebsrisiko bei einer Giraffe zehntausendmal höher sein.
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Im Gegensatz zu dieser Logik hängt die Krebsinzidenz bei Tieren jedoch nicht von der Körpergröße, also der Anzahl der Zellen, ab. Aber wie wir bereits gesagt haben, haben ein Mensch, eine Giraffe und eine Maus am Ende ihres Lebens ungefähr die gleiche Anzahl von Mutationen im Körper. Außerdem ist bekannt, dass Elefanten viel seltener an Krebs erkranken als Menschen. Und manche Tiere, wie etwa Nacktmulle, schaffen es im Allgemeinen, Krebs zu vermeiden. Aber warum passiert das?
Der Nacktmull ist das langlebigste Nagetier, das keinen Krebs bekommt
Wissenschaftlern zufolge haben große Tiere bessere Mechanismen zur Krebsbekämpfung entwickelt. Sie lassen offenbar nicht zu, dass gesunde Zellen zu bösartigen entarten. Aber das ist nur eine Vermutung. Es bleibt auch unbekannt, ob dieser Schutzmechanismus die Verringerung der Anzahl genetischer Veränderungen in Geweben beeinflusst.
Schließlich erinnern wir daran, dass die Rate der DNA-Mutationen in der Schwerelosigkeit zunimmt. Laut Wissenschaftlern beeinflusst die Schwerkraft die Genauigkeit der DNA-Polymerase-Kopie, wie wir bereits erwähnt haben.