Gemuteerde worm c.Elegans leeft 2 keer langer, maar trager

De rondworm Caenorhabditis elegans leeft normaal zo'n twintig tot dertig dagen. Maar onderzoekers van de McGill University in Québec hebben exemplaren weten te creëren die bijna twee keer zo lang leven (Science, 14 februari). Na een genetische analyse bleek dat deze wormen een mutatie hadden in het gen clock-1 (clk-1).

Door de mutatie voltrok zich een aantal processen veel langzamer dan normaal. De embryonale ontwikkeling nam meer tijd in beslag, terwijl de slokdarmperistaltiek, de ontlasting en de zwembeweging bij volwassen wormen als het ware in slow motion verliepen.

De Canadezen zochten vervolgens naar soortgelijke genen bij andere dieren. Bij de gist Saccharomyces cerevisiae vonden ze het gen CAT5/COQ7 en ook bij de rat bleek een sterk gelijkend gen aanwezig. Het CAT5/COQ7-gen bevat de informatie voor een zogenoemde transcriptie-factor. Zo'n eiwit reguleert het aflezen van andere genen, in het geval van CAT5/COQ7 is dat het gen PCK11. Dit gen bevat de informatie voor een eiwit dat een rol speelt bij een aantal metabole processen, bijvoorbeeld bij de vorming van de energiebron glucose. Gist moet ook gebruik maken van PCK1 om nutriënten als glycerol of ethanol uit zijn omgeving op te kunnen nemen.

De Canadese genetici creërden vervolgens een speciale giststam. De organismen misten het CAT5/COQ7-gen en konden daardoor geen glycerol meer opnemen. Daarna werd het clk-1-gen van C. elegans in deze giststam geplaatst. De organismen konden toen ineens wel weer glycerol opnemen. Het clk-1 van de rondworm verving dus de functie van het CAT5/COQ7 van gist. Datzelfde gebeurde nadat het rattengen in de speciale giststam was gezet. Ook toen herstelde de functie, wat erop wijst dat het clk-1-gen gedurende de evolutie in extreme mate is geconserveerd. Inmiddels hebben de onderzoekers bij de mens twee stukken van een gen weten op te sporen die voor 93 en 97 procent overeenkomen met de vergelijkbare stukken in het rattengen.

Maar waarom leven de rondwormen met een mutatie in het clk-1-gen nu langer? Volgens de Canadezen is het cellulaire metabolisme bij deze organismen vertraagd. Tijdens dit proces ontstaan er bijprodukten met een schadelijke, oxidatieve werking. Door een vertraging van het metabolisme komen er ook minder van dergelijke stoffen vrij en verloopt het verouderingsproces minder snel. Dit ondersteunt het idee dat meercellige organismen verouderen doordat hun cellen aftakelen.