Die Überexpression eines wichtigen Gens, das den Energiestoffwechsel reguliert, kann laut einer neuen Studie der North Carolina State University die Lebensdauer männlicher Fruchtfliegen stark verkürzen, hat aber nur einen geringen negativen Effekt auf die Lebensdauer weiblicher Fruchtfliegen. Die Ergebnisse, die Stoffwechselgene und Stoffwechselwege betreffen, die bei Menschen und anderen Tieren wichtig sind, werfen mehr Licht auf geschlechtsspezifische Unterschiede zwischen der Lebenserwartung von Männern und Frauen.
NC State Biologen experimentierten entweder mit der Hemmung oder Überexpression des Bellwether-Gens, das zu einem Protein führt, das dabei hilft, Nährstoffe in Stoffwechselenergie umzuwandeln. Auf der Grundlage einer früheren Studie wurde vermutet, dass kleine Variationen in Regionen dieses Gens, die seine Expression regulieren, mit Unterschieden in der Lebensdauer korrelieren, sagte Robert Anholt, William Neal Reynolds Distinguished Professor of Biological Sciences am NC State und korrespondierender Autor in einem Artikel, der die beschreibt Forschung, veröffentlicht in Scientific Reports.
In der Studie unterdrückten Julia Frankenberg Garcia, eine Gaststudentin der University of Surrey in Großbritannien, und Mary Anna Carbone, eine wissenschaftliche Assistenzprofessorin für Biowissenschaften an der NC State, die Expression des Bellwether-Gens und fanden dies heraus Das Gen ist für die Entwicklung und Lebensfähigkeit von Fruchtfliegen erforderlich.
"Das Unterdrücken der Expression dieses Gens ist tödlich für Fruchtfliegen - männliche und weibliche", sagte Anholt, der auch W. M. Keck Zentrum für Verh altensbiologie.
Die Forscher untersuchten dann eine Reihe von DNA-Varianten in der Kontrollregion der Proteinproduktion des Bellwether-Gens in Zellkulturen. Einige DNA-Varianten funktionierten besser als andere und einige dieser Unterschiede wurden auch in vivo repliziert – in lebenden Fruchtfliegen.
Schließlich überexprimierten die Forscher DNA-Varianten in Fruchtfliegen, die bis auf diese unterschiedlichen DNA-Varianten genetisch identisch waren. Sie fanden heraus, dass eine bestimmte DNA-Variante die Lebensdauer männlicher Fruchtfliegen um fast zwei Drittel verkürzte. Weibchen mit dieser DNA-Variante hatten eine kürzere Lebensdauer, aber dieser Effekt war viel geringer als bei Männchen.
"Dies ist eine eindrucksvolle Demonstration dafür, wie wir Variationen im Genom, die die Expression eines zentralen Stoffwechselenzyms steuern, mit Variationen in der individuellen Lebenserwartung in Verbindung bringen können", sagte Anholt. „Es gibt unterschiedliche Gen-Gen-Interaktionen, obwohl die Fliegen genetisch gleich sind, sodass der weibliche genetische Hintergrund schützender zu werden scheint.“
Anholt sagte, dass der dramatische Effekt auf die männliche Lebensdauer unerwartet war.
"Es spricht für die Bedeutung des Gens, das für die Entwicklung erforderlich ist, aber wenn es überexprimiert wird, für Männer tödlicher wird", sagte Anholt, "Darüber hinaus hat dasselbe Gen Gegenstücke in allen Tieren, einschließlich Menschen, konserviert."
