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Große Hunde altern schneller: Sind springende Gene beteiligt?
Große Hunde haben meist ein kürzeres Leben als kleine. Eine neue Untersuchung zeigt nun, dass ihre DNA im Alter schneller bestimmte chemische Schutzmarkierungen verliert. Besonders betroffen sind bewegliche DNA-Abschnitte, die als springende Gene bekannt sind. Der Zusammenhang liefert eine mögliche Erklärung für die unterschiedliche Lebenserwartung, beweist aber noch keine Ursache.
Tempe (U.S.A.). Eine Deutsche Dogge und ein Chihuahua gehören derselben Art an, unterscheiden sich aber stark in ihrer Lebenserwartung. Große Hunde wachsen schneller und sterben im Durchschnitt früher als kleine Rassen. Warum die Körpergröße das Altern so deutlich beeinflusst, ist bislang nicht abschließend geklärt.
Eine mögliche Spur liefert die Epigenetik: Kleine chemische Markierungen an der DNA beeinflussen, welche Genabschnitte abgelesen werden. Diese sogenannten Methylgruppen verändern sich im Laufe des Lebens. Aus ihrem Muster lässt sich sogar das biologische Alter eines Tieres abschätzen, das vom tatsächlichen Lebensalter abweichen kann.
Forscher der Arizona State University (ASU) um Prof. Noah Snyder-Mackler haben nun die Methylierungsmuster von Hunden verschiedener Größen und Altersstufen untersucht. Für die Analyse nutzte das Team 1.640 DNA-Methylierungsprofile von 894 Hunden aus der Langzeitstudie Dog Aging Project und verknüpfte sie mit weiteren Angaben zu den Tieren.
„Hunde sind ein außergewöhnliches Modell, um das Altern zu verstehen, weil sie innerhalb einer einzigen Art enorme Unterschiede in der Lebenserwartung aufweisen“, erklärt Prof. Noah Snyder-Mackler.
Die Analysen enthüllten auffällige Veränderungen an sogenannten Transposons. Diese springenden Gene sind DNA-Abschnitte, von denen manche Kopien an anderen Stellen des Erbguts einfügen können. Normalerweise helfen Methylgruppen dabei, ihre Aktivität in Schach zu halten. Doch mit zunehmendem Alter nimmt diese chemische Kontrolle an vielen Stellen ab.
Besonders deutlich zeigte sich dieser Effekt bei LINE-1-Elementen, einer verbreiteten Gruppe solcher DNA-Abschnitte. Bei sehr großen Hunderassen ging ihre Methylierung pro Jahr im Mittel etwa 35 Prozent stärker zurück als bei kleinen Rassen, wie die Universitätsmeldung berichtet. Damit verändert sich ausgerechnet ein Teil des Erbguts schneller, dessen Fehlregulation die Stabilität der DNA beeinträchtigen könnte.
„Das ist eine der deutlichsten molekularen Signaturen, die wir bislang beobachtet haben und die zum bekannten Zusammenhang zwischen Körpergröße und Lebensdauer bei Hunden passt“, sagt Blaise Mariner von der Arizona State University (ASU).
Aus den Methylierungsmustern entwickelten die Forscher außerdem eine epigenetische Uhr. Sie bildete nicht nur das Lebensalter der Hunde ab, sondern lieferte auch Hinweise auf ihr Sterberisiko. Tiere, deren biologisches Alter über ihrem tatsächlichen Alter lag, hatten in der Beobachtung ein erhöhtes Risiko, in den folgenden Jahren zu sterben.
Die molekulare Alterung verlief dabei nicht gleichmäßig. Sie war vor allem in jungen Lebensphasen besonders schnell. Auch männliche Hunde zeigten im Vergleich zu weiblichen Tieren eine beschleunigte epigenetische Alterung. Die zugehörigen Veränderungen konzentrierten sich jedoch stärker auf das X-Chromosom, während die Effekte der Körpergröße vor allem springende Gene betrafen.