Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben entdeckt, dass sich mit dem Alter die chemische Zusammensetzung der Proteine im Gehirn erheblich verändert, wobei der Prozess der Ubiquitylierung eine zentrale Rolle spielt. Diese Erkenntnisse wurden nach umfangreichen Untersuchungen an Mäusen in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht. Besonders bemerkenswert ist der Befund, dass eine kurzfristige Ernährungsumstellung, wie eine moderate Kalorienrestriktion, einige dieser Veränderungen teilweise rückgängig machen kann, was neue Ansätze zur Verlangsamung des Gehirnalterungsprozesses und der Bekämpfung neurodegenerativer Erkrankungen eröffnet.

Mit zunehmendem Alter verschieben sich die Zusammensetzung und Funktion der Gehirnproteine, was sich auf Gedächtnis, Reaktionsfähigkeit und das Risiko für Erkrankungen wie Alzheimer auswirken kann. Die Ubiquitylierung fungiert dabei als molekulares Etikett, das bestimmt, ob ein Protein aktiv bleibt, seine Funktion anpasst oder abgebaut wird. Die Studien zeigen, dass dieser Prozess im alternden Gehirn aus dem Gleichgewicht gerät: Viele Proteine werden übermäßig markiert oder verlieren ihre Markierung, unabhängig von ihrer Menge, was die Zellfunktion beeinträchtigt.

Ein weiterer Faktor ist der Rückgang der Aktivität des Proteasoms, der zellulären Maschine für den Proteinaufbau. Mit zunehmendem Alter schwächt sich dieses „Recyclingsystem“ ab, wodurch markierte, aber nicht abbaubare Proteine im Gehirn anfallen. Rund ein Drittel der altersbedingten Ubiquitylierungsveränderungen hängt direkt mit dieser verminderten Reinigungsleistung zusammen, was die Funktion der Nervenzellen langfristig schädigen kann.

In einem vielversprechenden Ansatz testeten die Wissenschaftler, ob Ernährung diese Prozesse beeinflussen kann. Ältere Mäuse, die vier Wochen lang einer moderaten Kalorienrestriktion unterzogen wurden, zeigten eine teilweise Rückkehr der Ubiquitylierungsmuster zu einem jugendlicheren Zustand. Dies deutet darauf hin, dass die Ernährung auch im Alter molekulare Prozesse im Gehirn modulieren kann, obwohl der Effekt nicht auf alle Alterungsmechanismen gleichermaßen zutrifft.

Die Ergebnisse legen nahe, dass Ubiquitylierung ein sensitiver Indikator für Gehirnalterung sein könnte und als Ansatzpunkt für zukünftige Therapien dienen könnte, um altersbedingte Schäden zu minimieren. Die Forschung könnte zudem den Zusammenhang zwischen Ernährung, Proteinhaushalt und neurodegenerativen Erkrankungen vertiefen.

Original Paper:

Aging and diet alter the protein ubiquitylation landscape in the mouse brain. Marino A, Di Fraia D, Panfilova D, Sahu AK, Minetti A, Omrani O, Cirri E, Ori A. Nat Commun. 2025 Jun 6;16(1):5266. doi: 10.1038/s41467-025-60542-6.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

Gender-Hinweis. Die in diesem Text verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich immer gleichermaßen auf weibliche, männliche und diverse Personen. Auf eine Doppel/Dreifachnennung und gegenderte Bezeichnungen wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.