Flotten winziger durchscheinender Regenschirme, jeder etwa so groß wie eine Linse, schweben durch die Gewässer des Mittelmeers. Diese Miniaturqualle, bekannt als Turritopsis dohrnii ,winken und greifen mit ihren fahlen Tentakeln und tragen Plankton zu ihren Mündern wie viele andere Quallenarten, die im glühenden Wasser treiben.
Aber sie haben ein Geheimnis, das sie von den durchschnittlichen Meeresbewohnern unterscheidet: Wenn ihr Körper beschädigt ist, können die reifen Erwachsenen, bekannt als Medusen, die Uhr zurückdrehen und sich wieder in ihr jugendliches Selbst verwandeln. Sie werfen ihre Gliedmaßen ab, werden zu einem treibenden Fleck und verwandeln sich in Polypen, zweigige Wucherungen, die sich an Felsen oder Pflanzen festsetzen. Allmählich knospt die Medusa vom Polypen ab, bevor sie sich wieder verjüngt. Während ein Raubtier oder eine Verletzung T. dohrnii töten kann, tut es das Alter nicht. Sie sind praktisch unsterblich.
Nun haben Wissenschaftler in einem am Montag in The Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Artikel das Genom der Qualle unter die Lupe genommen und nach den Genen gesucht, die diesen bemerkenswerten Prozess steuern. Durch die Untersuchung der Gene, die in verschiedenen Phasen des Lebenszyklus aktiv sind, erhielten die Forscher einen Einblick in die feine Orchestrierung der Verjüngung der Qualle.
Es kann schwierig sein, genügend T. dohrnii zu sammeln, um ihre Genome zu untersuchen. Nur ein Wissenschaftler, Shin Kubota von der Universität Kyoto in Japan, hat es geschafft, langfristig eine Kolonie im Labor zu halten. (Er hat auch Lieder geschrieben und aufgeführt, die von seinen kleinen Untertanen inspiriert sind.)
Wenn es um das Leben in einem Aquarium geht, „sind sie sehr wählerisch“, sagte Maria Pascual-Torner, eine Wissenschaftlerin an der Universidad de Oviedo in Spanien, die Quallen untersucht. „Und sie sind sehr, sehr klein, was es auch schwierig macht, sie im Feld zu identifizieren und Proben zu nehmen.“
Um genug Material für die neue Arbeit zu bekommen, fuhren Dr. Pascual-Torner und ein Kollege mit einem speziell ausgestatteten Wohnmobil an eine Küste in Italien und gingen tauchen, um wilde Quallen zu sammeln. Dann brachten sie sie zurück ins Labor.
Als sie und ihre Kollegen die Genome der Kreaturen sequenzierten, bemerkten die Forscher, dass die Qualle zusätzliche Kopien bestimmter Gene hatte, ein Zeichen dafür, dass diese für das Überleben der Kreaturen wichtig sein könnten. Die Forscher fanden viele der duplizierten Gene unter ihnen, darunter auch einige, die die DNA der Qualle schützen und reparieren, da die DNA bei Tieren oft mit zunehmendem Alter erodiert.
Um die Verjüngung auszulösen, setzten die Forscher die Quallen unter Stress, indem sie sie unter anderem hungern ließen. Als die Medusen zu kleinen Kugeln schrumpften, Polypen sprossen und begannen, ihre erwachsenen Körper neu zu gestalten, machten die Wissenschaftler Schnappschüsse davon, welche Gene sie in jeder Phase ihrer Entwicklung verwendeten. Sie nahmen in jeder Phase einige Quallen, froren sie ein und verwandelten sie in Brei, um ihre mRNA zu extrahieren, was eine Aufzeichnung darüber machte, welche Gene aktiv zur Herstellung von Proteinen verwendet wurden.
Als sich die Qualle verwandelte, waren die Wissenschaftler daran interessiert, eine deutliche Veränderung in der Verwendung von Genen zu sehen, die mit der DNA-Speicherung verbunden sind. Bei Erwachsenen waren diese Gene aktiv oder wurden in hohem Maße exprimiert – das heißt, sie wurden häufig zur Herstellung von Proteinen verwendet. Aber als die Tiere ihren Abstieg zurück in Polypen begannen, wurden die Gene leiser, und ihre Proteine erreichten in der schwimmenden Kugelform ihren niedrigsten Stand.
Gene im Zusammenhang mit Pluripotenz oder der Fähigkeit einer Zelle, in eine Vielzahl von voll entwickelten Formen zu wachsen, bewirkten das Gegenteil. Sie waren in der Erwachsenenform ruhig, sprangen aber in Aktion, als eine Qualle ihren Körper zerlegte und begann, ihn wieder aufzubauen. Die Pluripotenzgene kehrten dann in den Ruhezustand zurück, wenn der Prozess abgeschlossen war.
Was dies darauf hindeutet, sagte Pascual-Torner, ist, dass DNA, die normalerweise gespeichert ist, während der Transformation herausgebracht wird und Gene, die Zellen zum Zurücksetzen überreden, auf Hochtouren gehen.
Die Ergebnisse des Papiers bestätigen, was ihre Forschergruppe letztes Jahr in einer ähnlichen Studie gesehen hat, sagte Maria Miglietta, Professorin für Meeresbiologie an der Texas A&M University in Galveston, die auch T. dohrnii untersucht. Ihr Team erkannte, dass Gene, die mit DNA-Reparatur und -Schutz zusammenhängen, an der Verjüngung der Qualle beteiligt waren.
Beide Forschungsreihen deuten darauf hin, wann und wie stark die Gene der Qualle exprimiert werden, genauso wichtig ist wie die Gene selbst, wenn es darum geht, einem alten Körper neues Leben zu geben. Mit anderen Worten, es gibt keine Frage der Unsterblichkeit, aber sicherlich ein Verfahren dafür.
Die Forscher hoffen, mehr über diesen Tanz der sich entfaltenden DNA zu erfahren. Wenn die Speicherproteine optimiert würden, um aktiv zu bleiben, wäre die Qualle dann in der Lage, von vorne zu beginnen? Oder würden sie wie der Rest von uns gefangen sein und sich nur in der Zeit vorwärts bewegen können?
Dennoch ist es unwahrscheinlich, dass wir den Prozess von T. dohrnii nutzen können.
„Unser Ziel ist es nicht, die Formel der menschlichen Unsterblichkeit zu finden“, sagte Dr. Pascual Torner. „Quallen sind ganz anders als Menschen. Es geht nicht nur um eins oder komplex. Es geht um den ganzen Mechanismus, den wir gefunden haben und der zusammenarbeitet.“
Ob irgendeiner dieser Prozesse im Körper von T. dohrnii eine Parallele im menschlichen Körper hat, ist eine offene Frage. Doch auf absehbare Zeit ist dieser Jungbrunnen nur etwas für Quallen.
Die New York Times
