Stellen Sie sich eine riesige Geburtstagsfeier mit Tausenden Gästen vor. Die 40-Jährigen stehen in einer Ecke, die 60-Jährigen in einer anderen, während sich die über 70-Jährigen am anderen Ende des Saals versammeln.
Stellen Sie sich nun vor, Sie könnten in ihre DNA blicken.
DNA gleicht einem Handbuch aus Milliarden Buchstaben. Bei uns allen ist dieser Text fast gleich, einzelne Buchstaben unterscheiden sich jedoch. Fachleute bezeichnen solche Unterschiede als genetische Varianten.
Beim Vergleich von Menschen verschiedener Altersgruppen stiessen Forschende auf ein auffälliges Muster.
Eine mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehende Variante kam bei jüngeren Menschen häufiger vor als bei Personen über 70.
Die Variante war aus keiner DNA verschwunden. Bei Menschen, die älter als 70 geworden waren, wurde sie lediglich seltener gefunden.
Das deutete darauf hin, dass die Variante mit der Lebensdauer zusammenhängen könnte.
Doch weshalb?
Die Forschenden ordneten die genetischen Daten von Zehntausenden Menschen nach Alter und bildeten damit die gedachte Geburtstagsfeier am Computer nach.
Ihre Überlegung war einfach: Verringert ein genetisches Merkmal die Wahrscheinlichkeit, ein hohes Alter zu erreichen, sollte es in älteren Gruppen seltener auftreten.
APOE ε4 und die Überlebenswahrscheinlichkeit
In einer gross angelegten Untersuchung analysierte das Team genetische Daten von 57.696 Menschen europäischer Abstammung aus der Kohorte zur genetischen Epidemiologieforschung über Gesundheit und Altern im Erwachsenenalter.
Unter Millionen genetischer Unterschiede lieferte einer ein besonders starkes Signal: APOE ε4. Diese Variante ist dafür bekannt, das Risiko für spät auftretende Alzheimer-Krankheit und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erhöhen.
Der Anteil der Menschen, die sie trugen, begann ab etwa dem 70. Lebensjahr zu sinken.
„Was wir unmittelbar gezeigt haben, ist, dass APOE ε4 mit dem Überleben verbunden ist“, erklärte der Genetiker Hakhamanesh Mostafavi, Assistenzprofessor an der Grossman School of Medicine der New York University, gegenüber ScienceAlert.
„Ihre Häufigkeit nimmt bei Personen ab ungefähr dem 70. Lebensjahr ab.“
Wer APOE ε4 trägt, erkrankt nicht zwangsläufig an Alzheimer. Es handelt sich um einen Risikofaktor, nicht um eine Diagnose.
Dennoch wirft das Ergebnis eine interessante Frage auf.
Alzheimer entwickelt sich meist erst, nachdem Menschen Kinder bekommen haben. Warum sollte die natürliche Selektion also gegen ein genetisches Merkmal wirken, das mit einer Erkrankung im höheren Lebensalter verbunden ist?
Überleben ist nur ein Teil der Evolution. Damit eine Variante über Generationen hinweg seltener wird, muss sie letztlich die Wahrscheinlichkeit verringern, weitervererbt zu werden.
Männer können auch in höherem Alter Kinder zeugen, weshalb das Überleben die Fortpflanzung weiterhin beeinflussen kann. Ausserdem könnte die Variante Gesundheit oder Fruchtbarkeit schon lange vor dem Auftreten von Alzheimer beeinträchtigen.
Gene erfüllen schliesslich nur selten eine einzige Aufgabe.
„Daher sollten wir nicht schliessen, dass gegen diese Varianten gezielt selektiert wurde, weil sie Krankheiten im späten Lebensalter verursachen“, warnt Mostafavi.
CHRNA3, Rauchen und die Lebenserwartung der Väter
Die Forschenden stiessen auf ein zweites Signal, diesmal im Zusammenhang mit Rauchen.
Das Team untersuchte genetische Daten von mehr als 117.000 Teilnehmenden der UK Biobank. Diese hatten zudem angegeben, wie lange ihre Eltern gelebt hatten.
Die Eltern selbst waren nicht genetisch untersucht worden. Da Kinder jedoch DNA von ihren Eltern erben, lieferten die Gene der Teilnehmenden indirekte Hinweise.
Eine Variante in der Nähe von CHRNA3 wird mit stärkerem Rauchen in Verbindung gebracht. Sie trat häufiger bei Menschen auf, deren Väter früher gestorben waren.
Kurz gesagt: Die rauchbezogene Variante war mit einer kürzeren Lebensdauer der Väter verknüpft.
Bei den Müttern zeigte sich kein eindeutiges Muster, möglicherweise weil Männer dieser Generationen stärker rauchten.
Damit war nicht bewiesen, dass die Variante den Tod der Väter verursacht hatte. Den Forschenden fehlten sowohl deren DNA als auch Angaben zu ihrem Rauchverhalten. Die Verbindung zeigte jedoch, wie Gene und Verhalten zusammenwirken können.
Wenige häufige Varianten mit grossen Effekten
Das vielleicht überraschendste Resultat war jedoch, was die Forschenden nicht fanden.
Die Studie war leistungsfähig genug, um viele häufige Varianten mit Effekten zu erkennen, die so gross waren wie jener der Alzheimer-assoziierten Variante. Trotzdem hoben sich nur zwei bedeutende Einzelsignale ab: APOE und CHRNA3.
Wo waren all die anderen?
„Dies legt indirekt nahe, dass Varianten mit starken nachteiligen Auswirkungen selbst im späten Lebensalter in der Bevölkerung im Allgemeinen möglicherweise keine hohen Häufigkeiten erreichen“, sagt Mostafavi.
Ihr Fehlen könnte selbst ein Zeichen der Evolution sein. Die natürliche Selektion könnte verhindert haben, dass viele schädliche Varianten in der heutigen menschlichen Bevölkerung häufig werden.
Fast ein Jahrzehnt später lassen grössere Datensätze auch seltenere Varianten erkennen. Das APOE-Ergebnis wurde zudem repliziert, sagt Mostafavi.
Das grundlegende Bild bleibt jedoch bestehen: Langlebigkeit entsteht durch viele geringe genetische Einflüsse sowie durch Verhalten, Umwelt, Gesundheitsversorgung und Zufall.
Die Untersuchung kann nicht erklären, weshalb unter den über 70-Jährigen weniger Menschen APOE ε4 trugen. Alzheimer, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder ein anderer Effekt könnten dazu beigetragen haben.
Ebenso belegt sie nicht, dass die natürliche Selektion die Variante rasch aus der Bevölkerung entfernt. Wie sie sich auf die Fortpflanzung auswirkt, ist weiterhin unklar.
Die Ergebnisse ergänzen andere Hinweise darauf, dass die menschliche Evolution nicht zum Stillstand gekommen ist – von Anpassungen an das Leben in grosser Höhe auf dem Tibetischen Plateau bis zur zunehmend häufigen Medianarterie im menschlichen Unterarm.
Die Evolution bewegt sich möglicherweise weiterhin leise durch unsere gedachte Geburtstagsfeier – Jahr für Jahr und mit einem leeren Stuhl nach dem anderen.
Die Studie wurde in PLOS Biology veröffentlicht.
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