Über mehr als 1.000 Jahre hinweg hat das Volk der Inupiaq in Alaska Grönlandwale im Arktischen Ozean gejagt. Im Laufe der Jahrhunderte haben sie die lange Lebensdauer dieser Säugetiere, die zu den ältesten auf der Erde gehören, zu schätzen gelernt. Generationen von Jägern konnten dieselbe Individualität im Meer erkennen. Inupiaq-Kapitäne haben Forschern gesagt, dass ein Grönlandwal zwei menschliche Leben lebt, doch Wissenschaftler vermuten, dass sie sogar noch älter werden können.

Einige Wale, die Ende des 19. Jahrhunderts gefangen wurden, wiesen alte Harpunenreste in ihrem Blubber auf, die auf die Mitte des 1800. Jahrhunderts datiert wurden. Durch die Messung von molekularem Schaden in den Augen, Ohren und Eizellen von Walen schätzten Forscher, dass diese bis zu 268 Jahre alt werden können. Eine kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie bietet einen Hinweis darauf, wie diese Tiere so alt werden können: Sie sind außergewöhnlich gut darin, beschädigte DNA zu reparieren.

Das Forschungsprojekt

Die neue Studie wurde von Vera Gorbunova und Andrei Seluanov geleitet, einem Paar von Wissenschaftlern an der Universität von Rochester, das langlebige Säugetiere wie Fledermäuse, Biber, Nacktmulle und Grönlandwale untersucht. Sie und ihre Kollegen entdecken zahlreiche molekulare Anpassungen, die die Lebensdauer von Tieren verlängern, und laut ihrer Forschung tun diese Arten dies durch die Erhöhung der Level bestimmter Proteine und durch subtile Veränderungen in ihnen. „Wir sprechen nicht von neuen Genen“, sagt Seluanov.

Diese Entdeckung wirft die Möglichkeit auf, dass ähnliche Veränderungen bei Menschen nachgeahmt werden könnten, um unser eigenes Leben auf gesunde Weise zu verlängern. „Wir müssen unser System ein wenig anpassen, um dem, was wir bei Nacktmullen oder Grönlandwalstudien gefunden haben, ähnlicher zu werden“, fügt der Doktor hinzu.

Experimente mit lebenden Proben

Ein Grönlandwal kann über 88 Tonnen wiegen, was ungefähr dem Gewicht von drei Müllwagen entspricht. Damit eine einzige Eizelle zu einem Körper dieser Größe führen kann, muss sie sich vielfach teilen, was das Risiko erhöht, dass eine Zelle eine gefährliche Mutation erfährt, die zu Krebs führt. „Sie sind so groß, dass sie irgendwie geschützt werden müssen, denn statistisch gesehen ist ihre Wahrscheinlichkeit, Krebs zu entwickeln, sehr hoch“, erklärt Gorbunova.

Alle Tiere haben einige Abwehrmechanismen gegen Krebs, einer davon ist, dass Zellen ihr eigenes Wachstum kontrollieren, um Selbstzerstörung zu vermeiden. Wissenschaftler haben sich lange gefragt, ob größere Tiere bessere Abwehrmechanismen entwickelt haben, und im Jahr 2015 fanden sie Beweise, dass dies der Fall sein könnte. Elefanten haben zusätzliche Kopien eines Gens, das Krebs unterdrückt, bekannt als p53, und dies könnte ihnen helfen, krebsartige Zellen zu eliminieren, indem sie sich selbst zerstören.

Um zu erkunden, ob grönländische Wale ebenfalls vergleichbare Abwehrmechanismen besitzen, führten Gorbunova und Seluanov etwas durch, das bisher nie gemacht wurde: sie experimentierten mit Zellen lebender Exemplare. Wissenschaftler, die das Gewebe von Grönlandwalen untersuchen wollen, müssen die lange Reise zum North Slope von Alaska unternehmen, wo die Inupiaq-Walfänger diese noch jagen. Die Wissenschaftler können um Erlaubnis bitten, Walschnitte für ihre Labore mitzunehmen, aber sie konnten dies nicht wie gewohnt tun. „Wenn man sie einfriert, sterben die Zellen“, erklärt Seluanov.

Die Methode der Probenentnahme

Das Forscherteam schickte Studenten nach Alaska, um auf das Anlanden eines Wals zu warten. Ein Kapitän erlaubte ihnen, Haut- und Lungenschnitte zu entnehmen. Anstatt das Gewebe einzufrieren, verpackten sie es in Gel in einem Kühlschrank und kehrten so schnell wie möglich nach Rochester zurück. Die Zellen überlebten.

Die Forscher züchteten Zellpopulationen von Walen und führten verschiedene Experimente durch, wie das Bestrahlen mit ultraviolettem Licht, um zu sehen, ob der Schaden sie krebsartig machte. Die Zellen erwiesen sich als resistent, jedoch nicht auf die gleiche Weise wie die Zellen von Elefanten. Wenn sie geschädigt sind, neigen sie nicht dazu, sich in hohen Raten selbst zu zerstören, sondern verhindern, dass sich Schäden ansammeln. Tatsächlich erholten sie ihre DNA in einem bemerkenswert schnellen Tempo und mit viel größerer Präzision als andere Arten.

Anpassungen an Kälte und Krebsreaktionen

Die Wissenschaftler begannen zu suchen, welche Moleküle diese Tiere für die Reparatur ihrer DNA verwendeten, und entdeckten überraschenderweise, dass die Zellen der Wale große Mengen eines Proteins namens CIRBP produzieren. Dieses Protein beschleunigt die Produktion anderer Proteine, die vor Kälteschäden in den Zellen schützen.

Gorbunova und Seluanov bemerkten auch eine große Menge CIRBP, die um die DNA der Wale herumschwirrte. Sie fanden nur eine Studie, die 2018 veröffentlicht wurde und vorschlägt, dass dieses Protein ebenfalls bei der Reparatur von DNA helfen könnte. Als sie das CIRBP-Gen von Grönlandwalen in menschliche Zellen einfügten, verdoppelte sich die Rate der DNA-Reparatur in diesen Zellen. Sie testeten auch CIRBP in Fruchtfliegen und stellten fest, dass diese länger lebten als die, die die normale Genversion trugen.

Die neue Studie bietet einen Hinweis darauf, warum Grönlandwale so lange leben: Ein großer Vorrat an CIRBP könnte ihnen geholfen haben, sich an die kalte Arktis anzupassen, Krebs zu bekämpfen und ihre Langlebigkeit zu verlängern. Das Gen findet sich in vielen Arten, einschließlich des Menschen, und es ist seit langem bekannt, dass es uns hilft, Infektionen zu bekämpfen, indem es genetisches Material von eindringenden Krankheitserregern erkennt. Peter Sudmant, Genetiker an der Universität von Kalifornien in Berkeley, der nicht an den Studien beteiligt war, betont, dass die Ergebnisse die Möglichkeit eröffnen, Wege zu finden, um unsere eigene Gesundheit zu verbessern: „Die Natur ist ein schönes Experiment, aus dem wir all diese wirklich interessanten Hinweise für neue Medikamente und Therapien gewinnen können.“