Von Tilman Neudecker

Drei amerikanische Biochemiker, Arthur B. Robinson, James H. Mc Kerrow und Paul Cary vom "Department of Biology" der Universität von Kalifornien in San Diego scheinen jetzt den Schlüssel zum Verständnis eines biologischen Phänomens gefunden zu haben, das trotz teilweise spektakulärer Erfolge der modernen Molekularbiologie bei der Erforschung elementarer Lebensprozesse bislang noch rätselhaft wie eh und je war – das Problem des Alterns.

Tatsächlich wissen die Molekularbiologen inzwischen zwar schon eine Menge über die prinzipiellen Mechanismen der Vererbung, über die Gesetzmäßigkeiten bei der Speicherung von Erbinformationen in Genen, den Desoxyribonucleinsäuremolekülen des Zellkerns, über die Ausprägung dieser Information in Gestalt von Enzymen und anderen Proteinen und über die raffinierten Steuerungsvorgänge, mit deren Hilfe Gene während der Entwicklung und Differenzierung einer Zelle an- oder abgeschaltet werden. Weitgehend ungeklärt blieb indessen bisher die Frage, welche molekularen Ereignisse jenen unausweichlichen Prozeß des Alterns in Gang setzen, dem alle biologischen Systeme, seien es einzelne Zellen oder ganze Organismen, unterliegen.

In der Zeitschrift "Proceedings of the National Academy of Science", dem renommierten Organ der amerikanischen Akademie der Wissenschaften, diskutierten die drei US-Forscher ihre neue Theorie des Alterns, die allen bisherigen Hypothesen insofern weit überlegen scheint, als sie in bestechender Klarheit den Alterungsprozeß mit all seinen vielschichtigen und komplizierten Begleiterscheinungen letztlich als Folge einfacher chemischer Reaktionen an Eiweißmolekülen zu interpretieren erlaubt. Altern, so glauben die Wissenschaftler, ist prinzipiell ein molekularbiologisches Problem; zuerst "altern" gewissermaßen die Moleküle, dann erst, und als Konsequenz davon, Zellen und Organismen.

Über die Natur dieser molekularen Alterungsreaktionen brauchten die Wissenschaftler nicht lange zu spekulieren. Den Biochemikern sind sie nämlich bereits seit Jahren bekannt, ohne daß man bisher freilich etwas von ihrer Bedeutung in lebenden Systemen ahnte.

Bekanntlich bauen sich sämtliche Proteine, von der einfachen Bindegewebsfaser bis zum komplizierten Enzym, aus zahlreichen Einzelbausteinen auf, den sogenannten Aminosäuren. Diese Aminosäuren, von denen es zwanzig verschiedene gibt, sind in einem Proteinmolekül zu mehreren Dutzend bis zu vielen; Hunderten kettenförmig miteinander verknüpft, wobei Gesamtzahl und Aufeinanderfolge der einzelnen Aminosäurearten zwar prinzipiell beliebig, für jedes einzelne Proteinmolekül indes höchst charakteristisch und genetisch genau festgelegt sind.

So weiß man beispielsweise vom Insulin, daß es aus insgesamt 51 Aminosäuren besteht; deren Reihenfolge genau bekannt ist. Ebenso sind inzwischen Aminosäurezahl und -sequenz des Hämoglobins und zahlreicher anderer Proteine aufgeklärt worden; ja, die Biochemiker sind mittlerweile schon soweit, daß sie außerhalb der Zelle, im Reagenzglas, Aminosäuren in richtiger Zahl und – was das Entscheidende ist – in korrekter Reihenfolge zu inaktiven Proteinmolekülen zusammenzuknüpfen vermögen. Wichtig ist hierbei vor allem das exakte Kopieren des für jedes Protein außerordentlich spezifischen Aminosäuremusters entlang der Molekülkette. Unterläuft dabei auch nur ein einziger Fehler – indem zum Beispiel eine unter Hunderten von Aminosäuren durch eine andere, "falsche" ersetzt wird –, so kann dies dazu führen, daß ein Proteinmolekül völlig andere, biologisch wertlose Eigenschaften erhält. Paradebeispiel: die Sichelzellenanämie, eine bei Negern auftretende erbliche Blutkrankheit, die allein darauf beruht, daß nur eine unter den insgesamt 574 Aminosäuren des Hämoglobins durch eine falsche ausgetauscht ist.