Lang lebe Nemo! Neues Tiermodell in der Alternsforschung?

Der bunte Clownfisch lebt länger als 20 Jahre im Aquarium. Forscher der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italien, haben in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Alternsforschung (FLI) in Jena, Deutschland, die Genetik hinter der Langlebigkeit von Clownfischen untersucht. Durch die Sequenzierung des Genoms und den Vergleich der Sequenzen mit anderen Arten konnten sie zeigen, dass das Geheimnis dieser Langlebigkeit in den Mitochondrien und Lysosomen des Clownfisches liegt. Da es unkompliziert ist, Clownfische zu halten und zu züchten, stellen sie ein interessantes neues Tiermodell für die Erforschung der Langlebigkeit dar. Die Ergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift BMC Evolutionary Biology veröffentlicht.

Clownfische, berühmt durch den Disney-Film „Findet Nemo“, sind leuchtend orange-weiß-schwarz gefärbte Fische mit drei vertikalen Streifen, die im westlichen Pazifik und im Indischen Ozean vorkommen. Clownfische leben in symbiotischer Beziehung mit Seeanemonen. Sie sind in ihrem natürlichen Lebensraum auf Seeanemonen angewiesen, die den Fischen mit ihren Tentakeln Schutz bieten. Der Schleimschutz des Clownfisches verhindert, dass er von den Tentakeln der Seeanemone gestochen wird. Dank dieser Überlebensstrategie haben Clownfische eine geringere Sterblichkeitsrate als andere Fische und können ziemlich alt werden. Bisher war nicht viel über die Lebensdauer dieses interessanten Meeresbewohners bekannt.

Lebensdauer von Clownfischen

Forscher der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italien, haben in Zusammenarbeit mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) in Jena, Deutschland, eine Umfrage durchgeführt, um die Geheimnisse der Langlebigkeit des Clownfisches aufzudecken. „Bisher war nicht bekannt, wie alt Clownfische werden können. Deshalb haben wir öffentliche Aquarien in Europa nach dem Alter ihrer ältesten lebenden Clownfische befragt“, sagt Prof. Alessandro Cellerino von der Scuola Normale Superiore in Pisa und assoziierter Gruppenleiter am FLI in Jena. Die Ergebnisse dieser Umfrage zeigten, dass die ältesten Clownfische (Amphiprion ocellaris) mehr als 20 Jahre alt waren. Trotz dieses hohen Alters konnten sie sich immer noch regelmäßig fortpflanzen, was darauf hindeutet, dass sie sich nicht dem Ende ihrer natürlichen Lebensdauer näherten. Aber was ist das Geheimnis hinter diesem Alter?

Evolution der Langlebigkeit

Die Lebensdauer von Wirbeltieren kann sehr unterschiedlich sein, von einigen Monaten für den türkisfarbenen Killifisch Nothobranchius furzeri bis zu mehreren Jahrhunderten für den Grönlandhai. Das Verständnis der „genetischen Architektur“ — der Art und Weise, wie sich Arten genetisch unterscheiden — kann zu neuen Einsichten in die evolutionären Mechanismen von Lebensdauer und Langlebigkeit führen. Modernste Sequenzierungsmethoden haben bereits Genomsequenzen für eine Vielzahl von Arten bereitgestellt. Die Analyse der positiven Selektion eignet sich besonders zur Identifizierung der genetischen Architektur spezifischer Merkmale wie der Langlebigkeit, da alle Organismen perfekt an ihren Lebensraum angepasst sind und diese Anpassungen im Laufe der Evolution entstanden sind. Eine häufig verwendete Methode zum Nachweis positiver Selektion beruht auf dem Vergleich der Sequenz proteinkodierender Gene in verwandten Spezies.

Um die Langlebigkeit von Clownfischen zu untersuchen, führten die Forscher eine Sequenz von Analysen des Genoms von Clownfischen durch (A. occelaris, A. percula und A. clarkii) im Vergleich zu Chromis, dem Damselfish. Die beiden Arten sind sich sehr ähnlich, aber nur Clownfische haben eine symbiotische Beziehung zur Seeanemone.

Modifizierte Proteine – Indikator für Langlebigkeit

Durch den Vergleich des sequenzierten Genoms der beiden Arten fand das Forschungsteam interessante Unterschiede in den Proteinen der Mitochondrien (weithin bekannt als das „Kraftwerk der Zellen“), die Energie für die Zelle erzeugen, und den Lysosomen, die Makromoleküle in der Zelle abbauen. „Diese Proteine haben sich im Laufe der Evolutionsgeschichte des Clownfisches signifikant verändert“, erklärt Prof. Cellerino. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift BMC Evolutionary Biology veröffentlicht.

Frühere Studien zeigten bereits Unterschiede in der Zusammensetzung von Mitochondrien in kurz- und langlebigen Modellorganismen. Diese Veränderungen deuten darauf hin, dass sich im Laufe der Evolution spezifische Pfade entwickeln, die zu einer außergewöhnlich langen oder verkürzten Lebensdauer führen. Nach den Ergebnissen dieser Studie entstanden diese Unterschiede in Übereinstimmung mit der Entwicklung der Langlebigkeit bei den Clownfischen.

Mit einer maximalen Lebensdauer von etwa 120 Jahren ist der Mensch extrem langlebig, aber die Grundlagenforschung zum Altern stützt sich meist auf kurzlebige Tiermodelle. Die vorliegende Studie zeigt, dass die relativ kleinen Clownfische ein geeignetes Tiermodell für die Erforschung der Langlebigkeit sind. Sie gehören zu den am einfachsten zu haltenden Meeresfischen in einem Aquarium und können leicht gezüchtet werden, Daher können sie ein interessantes Tiermodell für die Erforschung des Alterns und der Langlebigkeit darstellen.