Textile Innovationen für die ambulante Gesundheitsversorgung

Therapiewissenschaftler*innen der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) untersuchen den Einsatz von Zukunftstechnologien für ein gelingendes Altern. In einem neuen Projekt mit Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und Fokus auf die Oberlausitz wirkt die Universität eng mit Unternehmen zusammen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Initiative für neues Gesundheits­verständnis

Die «Luzerner Initiative für Funktionsfähigkeit, Gesundheit und Wohlbefinden (LIFE)» zielt darauf ab, Gesundheit und Wohlbefinden bei Krankheit, Verletzung und beim Altern zu verbessern. Dazu soll das von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) entwickelte Konzept der «Funktionsfähigkeit» als neues Verständnis für Gesundheit in der Gesellschaft bekannt gemacht und als Gesundheitsindikator verankert werden. Diese Woche findet an der Universität Luzern eine Konferenz dazu statt.

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Forschungsprojekt der Universität Paderborn zeigt Effekte von Exergames auf Körper und Gehirn bei älteren Menschen

„Healthy Aging“, zu Deutsch „gesundes Altern“, wird zum Erlebnis – und das wortwörtlich im Handumdrehen: Die Rede ist von sportlichen Aktivitäten vor dem Bildschirm, genauer gesagt von sogenannten Exergames. Das sind interaktive Videospiele, die körperliche Bewegung mit spielerischen Elementen kombinieren, häufig mittels Joystick oder Controller. Sie fördern die Fitness und trainieren kognitive Fähigkeiten. In Rehabilitationseinrichtungen werden sie schon jetzt zunehmend eingesetzt.
Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn haben deren Einfluss, insbesondere auf die Leistungsfähigkeit älterer Menschen, nun auch wissenschaftlich bestätigt.

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Wechsel von Fasten und Essen wichtig für gesundes Altern: Genetischer Kniff rettet alte Fische aus der Dauerfastenfalle

Fastenkuren, bei denen sich Fasten und Essen abwechseln, gelten als gesundheitsfördernd. Doch bei alten Tieren funktioniert das nicht mehr so gut. Am Beispiel des kurzlebigen Killifisches haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns in Köln gezeigt, dass ältere Fische nicht mehr auf den Wechsel von Fasten und Fressen reagieren können. Stattdessen befinden sie sich in einem dauerhaften Fastenzustand, auch wenn sie Nahrung aufnehmen. Durch die genetische Aktivierung einer bestimmten Untereinheit der AMP-Kinase, eines wichtigen zellulären Energiesensors, kann der positive Effekt der Nahrungsaufnahme nach dem Fasten bei alten Killifischen jedoch wiederhergestellt werden.

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Kognitives Altern und Persönlichkeit: Kann Offenheit für neue Erfahrungen das Gedächtnis schützen?

Der altersbedingte Abbau der Gedächtnisleistung ist ein bekanntes Phänomen, das in zahlreichen Studien bereits bestätigt wurde. Neue Erkenntnisse aus der Forschung am Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg zu individuellen Unterschieden im kognitiven Altern zeigen nun: Die Persönlichkeitseigenschaft „Offenheit für Erfahrungen“ könnte eine positive Verbindung zur Gedächtnisleistung bei Älteren aufweisen.

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DIfE-Jahresbericht 2021-2022 erschienen

Wie essen wir im Einklang mit unserer inneren Uhr? Welche Ernährung fördert ein gesundes Altern? Und welchen Einfluss hatte die Ernährung während der Pandemie auf unser Wohlbefinden? Der neue Jahresbericht des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) informiert im bewährten Magazinstil über diese und andere ausgewählte Forschungshighlights sowie die vielfältigen Aktivitäten des Instituts in den Jahren 2021 und 2022.

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Können wir unseren Zellen helfen gesund zu altern?

Alle biologischen Abläufe in unseren Zellen werden ständig überwacht. So soll auch die Anhäufung, oder gar Zusammenlagerung, falscher Proteine verhindert werden. Solche „Protein-Klumpen“ können im schlimmsten Fall Krankheiten auslösen. Insbesondere bei der Herstellung neuer Proteine kann es jedoch zu Fehlern kommen. Die fehlerhaften Proteine müssen dann von unseren Zellen wieder beseitigt werden. Wie genau das funktioniert war bislang noch unklar. Nun haben Forschende um F.-Ulrich Hartl am MPIB einen neuen Mechanismus entdeckt, der den gezielten Abbau fehlerhafter Proteine einleiten kann. Von entscheidender Bedeutung ist dabei das Protein „GCN1“.

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Studie: Einnahme von Taurin verzögert Alterung im Tierversuch

Taurinmangel ist eine der treibenden Kräfte hinter dem Altern von Menschen und Tieren. Das zeigt eine Studie mit Beteiligung der Technischen Universität München (TUM), die im renommierten Fachmagazin „Science“ erschienen ist. Eine Behandlung mit Taurin verlängerte die Lebensdauer von Mäusen um 10 Prozent, Affen blieben mit Taurin länger gesund. Ob beides auch für Menschen gilt, ist nicht bekannt. Die Studie zeigt jedoch einen Zusammenhang zwischen Alterserkrankungen und niedrigem Taurinspiegel.

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Blick ins Herz der zellulären Müllabfuhr

Damit die Zellen unseres Körpers nicht vor Müll überquellen und gesund bleiben, wird der Abfall in ihrem Inneren ständig entsorgt. Dieser Reinigungsprozess nennt sich Autophagie. Wissenschaftler*innen haben jetzt erstmals die komplexe Nanomaschine im Labor nachgebaut, die diesen Vorgang startet – und diese arbeitet ganz anders als andere zelluläre Maschinen. Die neuen Einsichten der Forschenden könnten zukünftig dazu beitragen, neue Ansätze in der Behandlung von Krebs, Immunstörungen und neurodegenerativen Erkrankungen zu eröffnen und künftig möglicherweise sogar das Altern verzögern.

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Kälte fördert gesundes Altern

Die Senkung der Körpertemperatur ist einer der wirksamsten Mechanismen zur Verlängerung der Lebenserwartung von Tieren. Nun hat eine Arbeitsgruppe des Alternsforschungs-Exzellenzclusters CECAD der Universität zu Köln herausgefunden, wie das funktionieren könnte. Die Forschenden zeigten, dass Kälte die typische Verklumpung von Proteinen bei zwei alterstypischen neurodegenerativen Erkrankungen verhindert / Veröffentlichung in „Nature Aging“

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Neuartige Methode ermöglicht Genstudien zur Funktion und zu Erkrankungen der Darmschleimhaut

Mit seiner Länge und der Vielzahl seiner Faltungen und Ausstülpungen stellt der Darm die größte Kontaktfläche zwischen unserem Körper und der Umwelt dar. Aktuell weiß man aber noch wenig darüber, welche Gene bei der Verdauung oder dem Kontakt zur Umwelt eine wichtige Rolle spielen. Forschenden vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut in Jena und Fred Hutchinson Cancer Center, Seattle, USA, ist es gelungen, eine neuartige Methode zu entwickeln, die genetische Untersuchungen über alle Regionen des Darms ermöglicht. So können zukünftig genetische Einflüsse auf die normale Funktion der Darmschleimhaut, aber auch bei Krankheiten oder beim Altern besser erforscht werden.

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Fitnessprogramm für Blutstammzellen – TAZ-Protein schützt vor alternsbedingtem Funktionsverlust

Zum Schutz vor Infektionen ist ein gut funktionierendes Immunsystem unerlässlich. Mit zunehmendem Alter nimmt die Funktion des Immunsystems jedoch ab, was auch auf alternsbedingte Schäden in hämatopoetischen Stammzellen zurückzuführen ist. Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben nun herausgefunden, wie der Co-Aktivator des Hippo-Signalwegs, das TAZ-Protein, die Blutstammzellen vor dem Altern schützen und somit vor einem Funktionsverlust bewahren kann. Darüber hinaus altern die Blutstammzellen sehr heterogen. Neben alten Zellen findet man auch „jugendliche“ Zellen, wenn der Schutzmechanismus effektiv gewirkt hat.

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Dornröschen im Eiswürfel: Wie Bärtierchen Eiseskälte überdauern

Bärtierchen können sich hervorragend an raue Umweltbedingungen anpassen. Bereits 2019 bewies Ralph Schill, Professor am Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Universität Stuttgart, dass anhydrobiotische (getrocknete) Bärtierchen viele Jahre ohne Wasseraufnahme unbeschadet überdauern können. Ob Tiere in gefrorenem Zustand schneller oder langsamer Altern oder das Altern gar zum Stillstand kommt, war bislang unklar. Das Rätsel ist nun gelöst: Gefrorene Bärtierchen altern nicht.

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Altern vorprogrammiert – Gen-gesteuertes Wachstum in der Jugend lässt Blutstammzellen altern

Das Blut wird zeitlebens aus Blutstammzellen immer wieder neu gebildet. Diese Zellen verlieren jedoch im Alter ihre Funktionsfähigkeit. Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) fanden nun einen Gen-Mechanismus, der für die Alterung von Blutstammzellen verantwortlich ist. Das Gen Igf2bp2 ist in der Jugend für die volle Funktion der Blutstammzellen wichtig, da es deren Wachstum und Stoffwechsel aktiviert. Wenn es aber fehlt, dann vermindert sich überraschenderweise der alternsassoziierte Funktionsverlust. Das Altern der Blutstammzellen wird durch das Gen-gesteuerte Wachstum in der Jugend offenbar bereits vorprogrammiert.

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Glykierung im Körper – Auslöser für Proteinfehlfunktionen im Alter und bei altersassoziierten Erkrankungen

Um Organfunktionen aufrechtzuerhalten, müssen Proteinfunktionen in Zellen aufeinander abgestimmt und im Gleichgewicht gehalten werden. Mit zunehmendem Alter ist diese Balance gestört. Eine mögliche Ursache dafür ist eine Glykierung, bei der sich Zucker und Proteine irreversibel miteinander verbinden. Die Endprodukte der Glykierung (AGEs) reichern sich an und können zu Entzündungen und Schäden führen. Ein Forscherteam vom Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und Universitätsklinikum Jena (UKJ) hat untersucht, wo AGEs in der Zelle entstehen, welchen Einfluss sie auf Proteine haben und ob sie zu altersassoziierten Erkrankungen und zum Altern beitragen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Medikamente gegen das Altern: Die Jungbrunnen-Formel

Neue Hoffnung auf ewige Jugend: Versuche zeigen, dass sich die biologische Uhr von Körperzellen tatsächlich zurückdrehen lässt. Doch ein Elixier gegen das Altern könnte gefährliche Nebenwirkungen haben.

Quelle: SPIEGEL ONLINE

Schnelleres Altern durch Stress

Graumulle besitzen für die Alternsforschung sehr bemerkenswerte Eigenschaften. Sie bekommen fast nie Krebs, sind noch im hohen Alter weitestgehend gesund und im Vergleich zu anderen Nagetieren extrem langlebig. In Abhängigkeit von ihrem Status in der Kolonie altern die Mulle unterschiedlich: sind sie sexuell aktiv, dann werden sie fast doppelt so alt wie ihre Artgenossen. Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) in Jena und der Universität Duisburg-Essen untersuchten, welche statusspezifischen Veränderungen diesem lebensverlängernden Phänomen zugrunde liegen. Sie fanden heraus, dass die Graumull-Arbeiter unter Dauerstress stehen und somit vorzeitig altern.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Wie Zwillingsstudien neue Erkenntnisse über Einfluss von Long-COVID auf das Altern liefern – Vortrag von Claire Steves

In der öffentlichen Debatte wird das Thema Long-COVID derzeit vor allem im Zusammenhang mit Menschen unter 60 Jahren diskutiert. Doch auch viele ältere Menschen leiden unter den Langzeitfolgen, wie Geriater im klinischen Alltag erleben. Das wirft viele wichtige Forschungsfragen auf, zum Beispiel: Wie wirkt sich die Langzeiterkrankung auf den Alterungsprozess der über 60-Jährigen aus? Welche Mechanismen liegen diesem Prozess zugrunde? Wie kann die Immunantwort bei älteren, gebrechlichen Menschen gestärkt werden? Was lässt sich daraus für den Umgang mit anderen Infektionskrankheiten lernen?

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A global assessment of cancer genomic alterations in epigenetic mechanisms

Muhammad A Shah, Emily L Denton, Cheryl H Arrowsmith, Mathieu Lupien and Matthieu Schapira

Abstract

Background

The notion that epigenetic mechanisms may be central to cancer initiation and progression is supported by recent next-generation sequencing efforts revealing that genes involved in chromatin-mediated signaling are recurrently mutated in cancer patients.

Results

Here, we analyze mutational and transcriptional profiles from TCGA and the ICGC across a collection 441 chromatin factors and histones. Chromatin factors essential for rapid replication are frequently overexpressed, and those that maintain genome stability frequently mutated. We identify novel mutation hotspots such as K36M in histone H3.1, and uncover a general trend in which transcriptional profiles and somatic mutations in tumor samples favor increased transcriptionally repressive histone methylation, and defective chromatin remodeling.

Conclusions

This unbiased approach confirms previously published data, uncovers novel cancer-associated aberrations targeting epigenetic mechanisms, and justifies continued monitoring of chromatin-related alterations as a class, as more cancer types and distinct cancer stages are represented in cancer genomics data repositories.

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Three-dimensional super-resolution microscopy of the inactive X chromosome territory reveals a collapse of its active nuclear compartment harboring distinct Xist RNA foci

3D-SIM-based DAPI intensity classification in the Barr body versus the entire nucleus of C2C12 cells. (A) Mid z-section of a DAPI-stained nucleus. The area below the dashed line illustrates the resolution level obtained by wide-field deconvolution microscopy, for comparison. Inset magnifications show the non-uniformly compacted structure of the Barr body resolvable with 3D-SIM (1) and an arbitrary autosomal region with CDCs (2). Scale bars: 5 μm, insets 1 μm. (B) X chromosome-specific painting (green) of Xi (left) and Xa territories (right) of the same nucleus in different z-sections. Note the high convergence between the painted Xi and the DAPI visualized Barr body (arrowheads). Scale bars: 2 μm, insets 1 μm. (C) 3D DAPI intensity classification exemplified for the nucleus shown in (A). Seven DAPI intensity classes displayed in false-color code ranging from class 1 (blue) representing pixels close to background intensity, largely representing the IC, up to class 7 (white) representing pixels with highest density, mainly associated with chromocenters. Framed areas of the Barr body (inset 1) and a representative autosomal region (inset 2) are shown on the right at resolution levels of 3D-SIM, deconvolution and conventional wide-field microscopy. The Xi territory pervaded by lower DAPI intensities becomes evident only at 3D-SIM resolution, whereas both wide-field and deconvolution microscopy imply a concentric increase of density in the Barr body. In the autosomal region, chromatin assigned to classes 2 to 3 lines compacted CDCs, represented by classes 4 to 6. (D) Left: average DAPI intensity classification profiles with standard deviations evaluated for entire nuclear volumes or the Barr body region only (dark grey bars). Right: over/underrepresentation of the average DAPI intensity class fraction sizes in the Barr body versus entire nuclear volumes (n = 12). Distribution differences on classes between Xi and entire nucleus P <0.001. 3D-SIM, three-dimensional structured illumination microscopy; CDC, chromatin domain cluster; DAPI, 4',6-diamidino-2-phenylindole; FISH, fluorescence in situ hybridization; IC, interchromatin compartment; Xa, active X chromosome; Xi, inactive X chromosome. Smeets et al. Epigenetics & Chromatin 2014 7:8   doi:10.1186/1756-8935-7-8
3D-SIM-based DAPI intensity classification in the Barr body versus the entire nucleus of C2C12 cells. (A) Mid z-section of a DAPI-stained nucleus. The area below the dashed line illustrates the resolution level obtained by wide-field deconvolution microscopy, for comparison. Inset magnifications show the non-uniformly compacted structure of the Barr body resolvable with 3D-SIM (1) and an arbitrary autosomal region with CDCs (2). Scale bars: 5 μm, insets 1 μm. (B) X chromosome-specific painting (green) of Xi (left) and Xa territories (right) of the same nucleus in different z-sections. Note the high convergence between the painted Xi and the DAPI visualized Barr body (arrowheads). Scale bars: 2 μm, insets 1 μm. (C) 3D DAPI intensity classification exemplified for the nucleus shown in (A). Seven DAPI intensity classes displayed in false-color code ranging from class 1 (blue) representing pixels close to background intensity, largely representing the IC, up to class 7 (white) representing pixels with highest density, mainly associated with chromocenters. Framed areas of the Barr body (inset 1) and a representative autosomal region (inset 2) are shown on the right at resolution levels of 3D-SIM, deconvolution and conventional wide-field microscopy. The Xi territory pervaded by lower DAPI intensities becomes evident only at 3D-SIM resolution, whereas both wide-field and deconvolution microscopy imply a concentric increase of density in the Barr body. In the autosomal region, chromatin assigned to classes 2 to 3 lines compacted CDCs, represented by classes 4 to 6. (D) Left: average DAPI intensity classification profiles with standard deviations evaluated for entire nuclear volumes or the Barr body region only (dark grey bars). Right: over/underrepresentation of the average DAPI intensity class fraction sizes in the Barr body versus entire nuclear volumes (n = 12). Distribution differences on classes between Xi and entire nucleus P Smeets et al. Epigenetics & Chromatin 2014 7:8 doi:10.1186/1756-8935-7-8

Daniel Smeets, Yolanda Markaki, Volker J Schmid, Felix Kraus, Anna Tattermusch, Andrea Cerase, Michael Sterr, Susanne Fiedler, Justin Demmerle, Jens Popken, Heinrich Leonhardt, Neil Brockdorff, Thomas Cremer1, Lothar Schermelleh and Marion Cremer

Abstract

Background

A Xist RNA decorated Barr body is the structural hallmark of the compacted inactive X territory in female mammals. Using super-resolution three-dimensional structured illumination microscopy (3D-SIM) and quantitative image analysis, we compared its ultrastructure with active chromosome territories (CTs) in human and mouse somatic cells, and explored the spatio-temporal process of Barr body formation at onset of inactivation in early differentiating mouse embryonic stem cells (ESCs).

Results

We demonstrate that all CTs are composed of structurally linked chromatin domain clusters (CDCs). In active CTs the periphery of CDCs harbors low-density chromatin enriched with transcriptionally competent markers, called the perichromatin region (PR). The PR borders on a contiguous channel system, the interchromatin compartment (IC), which starts at nuclear pores and pervades CTs. We propose that the PR and macromolecular complexes in IC channels together form the transcriptionally permissive active nuclear compartment (ANC). The Barr body differs from active CTs by a partially collapsed ANC with CDCs coming significantly closer together, although a rudimentary IC channel system connected to nuclear pores is maintained. Distinct Xist RNA foci, closely adjacent to the nuclear matrix scaffold attachment factor-A (SAF-A) localize throughout Xi along the rudimentary ANC. In early differentiating ESCs initial Xist RNA spreading precedes Barr body formation, which occurs concurrent with the subsequent exclusion of RNA polymerase II (RNAP II). Induction of a transgenic autosomal Xist RNA in a male ESC triggers the formation of an ‘autosomal Barr body’ with less compacted chromatin and incomplete RNAP II exclusion.

Conclusions

3D-SIM provides experimental evidence for profound differences between the functional architecture of transcriptionally active CTs and the Barr body. Basic structural features of CT organization such as CDCs and IC channels are however still recognized, arguing against a uniform compaction of the Barr body at the nucleosome level. The localization of distinct Xist RNA foci at boundaries of the rudimentary ANC may be considered as snap-shots of a dynamic interaction with silenced genes. Enrichment of SAF-A within Xi territories and its close spatial association with Xist RNA suggests their cooperative function for structural organization of Xi.

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