Fruchtfliegen, denen ein einziges Protein fehlt, leben deutlich länger. Das Protein Lsp2 bilden die Tiere in ihrem Fettgewebe, wenn sie viel Eiweiß mit der Nahrung aufnehmen. Es verstärkt die Wirkung des Wachstumsschalters mTORC1, der die Herstellung von Proteinen in den Zellen antreibt. Schalteten Forscher das Gen für Lsp2 ab, lebten die Fliegen länger, ohne dass ihre Fortpflanzung litt. Die Studie erschien am 23. September im Fachjournal Nature.
Dass Ernährung und Altern eng zusammenhängen, zeigen Experimente seit Jahrzehnten. Bei vielen Tierarten, von Hefen über Würmer und Fliegen bis zu Mäusen, verlängert eine eingeschränkte Nahrungszufuhr die Lebensdauer, insbesondere wenn die Menge bestimmter Aminosäuren sinkt, der Bausteine von Eiweiß. Eine zentrale Rolle spielt dabei ein Steuerkomplex in den Zellen namens mTORC1. Er misst, wie viele Nährstoffe verfügbar sind, und schaltet bei reichlichem Angebot auf Wachstum und Aufbau um. Vor allem treibt er die Herstellung von Proteinen an, einen der energieaufwendigsten Prozesse im Körper. Wird mTORC1 gebremst, leben Versuchstiere in vielen Fällen länger. Das Medikament Rapamycin, das diesen Komplex hemmt, verlängert auch bei Mäusen das Leben und ist deshalb ein beliebtes Forschungsobjekt der Alternsforschung. Allerdings hemmt Rapamycin zugleich einen verwandten Komplex, der für den Zuckerstoffwechsel und das Immunsystem wichtig ist, und hat deshalb unerwünschte Nebenwirkungen.
Ein Team um den Biologen Zongzhao Zhai hat nun in Fruchtfliegen einen Faktor gefunden, über den mTORC1 gezielter beeinflusst werden könnte. Das Protein Lsp2 war bislang nur als Speicherprotein bekannt. Die Forscher zeigen in der im Fachjournal Nature veröffentlichten Studie, dass es im Fettgewebe der Fliegen als Botenstoff wirkt. Nehmen die Tiere viele essenzielle Aminosäuren auf, also jene Eiweißbausteine, die der Körper nicht selbst herstellen kann, bildet das Fettgewebe über mTORC1 vermehrt Lsp2. Das Protein verstärkt daraufhin selbst die Wirkung von mTORC1 und wirkt dabei über mehrere Gewebe hinweg im ganzen Körper. Es handelt sich also um eine Art Verstärkerschleife, über die der Organismus auf eiweißreiche Nahrung reagiert.
mTORC1 beeinflusst die Herstellung aller Proteine, besonders stark aber die einer bestimmten Gruppe von Bauanleitungen. Diese sogenannten TOP-mRNAs tragen am Anfang ein typisches Erkennungsmotiv und enthalten die Baupläne für die Bestandteile der Ribosomen, der Eiweißfabriken der Zellen. Rund 80 Ribosomenproteine gehören dazu. Die TOP-mRNAs machen einen großen Teil aller Bauanleitungen in einer Zelle aus und stellen damit eine erhebliche Belastung für den Stoffwechsel dar. Wie ihre Übersetzung in Proteine an den Bedarf angepasst wird und was das mit der Lebensdauer zu tun hat, war bislang ungeklärt. Die Forscher fanden heraus, dass der Verlust von Lsp2 gezielt die Herstellung von Proteinen aus TOP-mRNAs im ganzen Körper verringert. Dieser Effekt hängt von einem Eiweiß namens 4E-BP ab, das die Übersetzung solcher Bauanleitungen bremsen kann. Lsp2 sorgt normalerweise dafür, dass diese Bremse gelöst wird.
Schalteten die Forscher das Gen für Lsp2 aus, reagierten die Fliegen weniger stark auf eiweißreiche Nahrung und lebten deutlich länger. Bemerkenswert ist, dass zentrale Lebensfunktionen wie die Fortpflanzung dabei nicht beeinträchtigt wurden. Viele Eingriffe, die das Leben von Versuchstieren verlängern, gehen dagegen mit Nachteilen einher, etwa mit geringerer Fruchtbarkeit. Zudem wirkt der Mechanismus nach Angaben der Autoren anders als Rapamycin. Während Rapamycin mTORC1 insgesamt hemmt und die Wirkung auf die TOP-mRNAs teilweise unberührt lässt, setzt der Verlust von Lsp2 gezielt an diesen Bauanleitungen an. Die Studie verknüpft damit erstmals die natürliche Herstellung von Ribosomenproteinen direkt mit der Lebensdauer eines Organismus. Die Rohdaten der Genaktivität hat das Team öffentlich in einer Datenbank für Erbgutdaten hinterlegt. Die Forscher sehen in Lsp2 einen neuen Regulator, der den Proteinhaushalt der Zellen mit der Lebensdauer koppelt.
Die Studie wurde an Fruchtfliegen durchgeführt, und ihre Ergebnisse lassen sich nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragen. Menschen besitzen kein Lsp2, das Protein ist ein Speicherprotein von Insekten. Der zugrunde liegende Mechanismus ist jedoch weit verbreitet: mTORC1, die TOP-mRNAs und das Bremsprotein 4E-BP kommen in nahezu allen Tieren einschließlich des Menschen vor. Die Forscher weisen darauf hin, dass die TOP-Motive und 4E-BP im Lauf der Evolution gemeinsam entstanden sind. Denkbar ist deshalb, dass es auch in Säugetieren Botenstoffe gibt, die ähnlich wie Lsp2 die Reaktion auf eiweißreiche Nahrung verstärken. Sollten sich solche Faktoren finden, könnten sie Ansatzpunkte für Wirkstoffe liefern, die gezielter wirken als Rapamycin. Bis dahin ist es allerdings ein weiter Weg, und Empfehlungen für die menschliche Ernährung lassen sich aus der Arbeit nicht ableiten.
Die Ergebnisse fügen sich in ein wachsendes Bild der Alternsforschung ein, nach dem Wachstum und Langlebigkeit in einem Spannungsverhältnis stehen. Ein Körper, der ständig auf Aufbau und Proteinproduktion geschaltet ist, altert offenbar schneller als einer, der diese Programme drosselt. Frühere Studien an Fliegen hatten gezeigt, dass ein Mangel an bestimmten Aminosäuren die Lebensdauer beeinflusst und dass Fliegen eiweißarme Nahrung sogar erkennen und meiden. Eine andere Arbeit fand, dass die Ernährung von Fliegenlarven über Speicherproteine wie Lsp2 die Lebensdauer der erwachsenen Tiere prägt. Die neue Studie ergänzt dieses Bild um einen konkreten molekularen Mechanismus. Für die Forschung ist das wertvoll, weil er erklärt, wie die Menge an Eiweiß in der Nahrung über einen Botenstoff aus dem Fettgewebe in die Eiweißfabriken des ganzen Körpers hineinwirkt. Wie weit dieser Mechanismus reicht, wollen die Forscher in weiteren Studien klären.
Nature, Lsp2 links mTORC1 to TOP mRNA translation and lifespan in Drosophila; doi:10.1038/s41586-026-11029-x