Erkenntnis vom Grönlandhai: Wie wird man 500 Jahre alt?

Der Hai hat erlebt, wie Segelboote sich zwischen den Eisschollen über seinem Kopf hindurchschlängelten. Er hat erlebt, wie Männer laut riefen, Harpunen warfen und in tagelangem Kampf den einen oder anderen großen Wal erlegten – um an Tran zu kommen, für die Öllampen, an Barten für Korsagen und ans Knochenmehl für Seife und Dünger. Der Grönlandhai hat den Anfang der blutigen Zeiten der Arktis erlebt, wahrscheinlich auch den einen oder anderen Kadaver, den die Walfänger ins Wasser gleiten ließen, gefressen. Er hat auch erlebt, wie der Lärm einzog ins Nordmeer, die Walfänger auf Dampfschiffe und Harpunenkanonen umstiegen. Wie die großen Fischereiflotten und schwimmenden Fabriken in die eisigen Gewässer vordrangen, Frachter sich durch die Wellen kämpften und irgendwann Kreuzfahrttouristen von ihren schwimmenden Hotels aus in Zodiacs stiegen, um näher an die kalbenden Gletscherfronten zu kommen. Jetzt erlebt der Hai, wie Fischbestände zusammenbrechen, wie das Eis sich zurückzieht, wie die Eisalgen weniger werden. Der Wandel der Arktis ist das Leben des Grönlandhais. Denn dieser fünf Meter lange Fisch ist weit mehr als 270 Jahre alt. Er ist der Methusalem des Eismeers – und ein Quell der Erkenntnis für Langlebigkeitsforscher.Lange Zeit war nicht viel bekannt über Grönlandhaie. Sie kommen vor allem, wie ihr Name verrät, in den Gewässern rund um Grönland vor – tauchen aber auch mal vor Südamerika auf. Sie leben in ein, zwei Kilometer Tiefe, fressen Fisch, Tintenfisch und Aas, etwa Walkadaver. Und sie sind Grundlage einer besonderen Spezialität auf Island: Da ihr Muskelfleisch viel ungenießbaren Harnstoff enthält, wird es über Wochen fermentiert und dann als „Hákarl“ serviert – als Gammelfisch.Doch damit war das Interesse an diesem Fisch erschöpft. Bis vor etwa zehn Jahren Wissenschaftler anhand der Augenlinsen der Tiere feststellten, dass sie die Grenzen des Denkbaren sprengen. Dort in den Linsen findet sich ein Protein, das kurz nach der Geburt gebildet wird und dessen Alter sich mithilfe der C-14-Methode bestimmen lässt. Es verriet den Forschern: Grönlandhaie werden bis zu 500 Jahren alt. Seither versuchen Wissenschaftler, hinter ihr biologisches Geheimnis zu kommen.Scharfe Sicht auch nach zweihundert JahrenEine Erklärung liegt wohl in ihrer Lebensart: In den Tiefen des arktischen Meeres ist es kalt, der Stoffwechsel ist entsprechend langsam. Auch ihre Entwicklung verläuft praktisch in Zeitlupe: So dauert ihre Pubertät ewig, erst mit 150 Jahren können sie sich fortpflanzen. In den vergangenen Jahrzehnten haben Haiforscher viele Überraschungen erlebt: So hieß es immer, Somniosus microcephalus sei im Erwachsenenalter blind, der extreme Lebensraum im Eismeer, Parasiten, die auf der Hornhaut siedeln, und auch ihr hohes Alter raubten den Fischen ihre Sehkraft. Beute würden sie über ihren Geruchs- und elektromagnetischen Sinn aufspüren.Doch eine kürzlich in „Nature Communications“ erschienene Studie zeigt, dass das nicht stimmt. Wissenschaftler aus den Vereinigten Staaten und der Schweiz hatten im Meer vor der grönländischen Insel Disko mehrere Grönlandhaie gefangen, die bis zu 200 Jahre alt waren. Sie hatten kaum Schäden in ihrer Netzhaut. Das Rhodopsin, ein sehr lichtempfindliches Protein, welches Sehen in der Düsternis ermöglicht, war voll funktionsfähig. „Die Sinnesfunktion war bemerkenswert gut erhalten“, schreiben die Forscher. Sie vermuten, dass das an den DNA-Reparaturmechanismen in den untersuchten Zellen liegen könnte.Es kommt nicht nur auf die Größe des Erbguts anTatsächlich dreht sich im Feld der Langlebigkeitsforschung viel ums Erbgut. Von der Untersuchung langlebiger Wirbeltiere wie Elefanten, Schildkröten und Nacktmullen weiß man, dass bei ihnen bestimmte Gene häufig vorkommen. Langlebigkeitsgene. Gibt es diese auch beim Grönlandhai? Und lässt sich daraus vielleicht ablesen, wie sich die Lebenserwartung ausdehnen ließe? Es fügt sich, dass ein Forscherteam um den Bioinformatiker Arne Sahm von der Ruhr-Universität Bochum vor eineinhalb Jahren das Genom dieses arktischen Super-Agers sequenziert hat. „Uns hat vor allem die enorme Größe des Erbgutes überrascht“, sagt er. Der genetische Code ist mit 6,5 Milliarden Basenpaaren doppelt so lang wie der des Menschen. Langes Genom, langes Leben? Auf den ersten Blick sah das nicht so aus, denn die Forscher fanden viele sich wiederholende Elemente, sogenannte springende Gene. Diese gelten eher als schädlich, da sie, wenn sie sich beliebig vervielfältigen und ins Genom integrieren, die Erbinformation durcheinanderbringen können. Den Hai aber scheint das nicht zu stören, 70 Prozent seines Genoms bestehen aus solchen springenden Genen. „Es ist ein Paradox“, sagt Sahm. „Wir haben es uns dann unter anderem dadurch erklärt, dass durch denselben Mechanismus zufälligerweise auch Genabschnitte vervielfältigt wurden, die die Reparatur der DNA verbessern.“ Die Wissenschaftler fanden auch Hinweise darauf, dass Erbanlagen, die bereits von anderen Organismen als wichtige Langlebigkeitsgene bekannt sind, spezielle Veränderungen haben. Das Tumorsuppressorgen TP53 zum Beispiel: „TP53 codiert für das Protein P53, das auch als ‚Wächter des Genoms‘ bezeichnet wird. Es sorgt praktisch dafür, dass Zellen, deren Erbgut instabil wird, sich nicht mehr teilen – also nicht zu Krebs entarten können. „Der Grönlandhai hat im TP53-Gen eine Veränderung, die möglicherweise die Wächterfunktion des Proteins verbessert“, sagt Sahm.Entscheidend ist die Reparatur von Zellschäden Alessandro Cellerino von der Scuola Normale Superiore in Pisa, der auch an der Entschlüsselung des Genoms beteiligt war, hat vor einem Monat im Journal Aging Cell eine weitere Besonderheit des Hais beschrieben: Er hat sich Herzzellen des Tieres genauer angesehen und dort hohe Konzentrationen von Lipofuszin gefunden – einem Pigment, welches sich im Laufe des Lebens anreichert. Auch Schäden an den Mitochondrien und hohe Nitrotyrosinwerte, die sich durch oxidativen Zellstress erklären lassen, deuten in dieselbe Richtung wie die Erkenntnisse zu den Augen der Tiere. Mit welchen molekularen Mechanismen in den Zellen Schäden gleich wieder rückgängig gemacht werden, wird nun mit Hochdruck untersucht. In dieser Woche ist schon das nächste Paper dazu erschienen: Ein Team um Kaiqiao Yang von der University of Tokyo, das wie die Forscher um Sahm und Cellerino das komplette Genom sequenziert hat, bestätigt, dass der Schutz der DNA und das Heraufregulieren von Wächtergenen eine Rolle spielen: So fanden Forscher Veränderungen in Genen, die das Histon H1.0 und damit die Spulen, auf denen das Erbgut aufgewickelt ist, betreffen. Je nachdem, wie sich der feine Faden zu einem Chromosom aufwickelt, ist die Erbinformation besser oder weniger gut geschützt. Das japanische Team fand zudem viele Kopien für das Ferritin-Gen, welches eine wichtige Rolle beim Zelltod und damit beim Schutz vor entarteten Zellen und somit Krebs spielt.All das deutet darauf hin, dass der Schlüssel zum langen Leben offenbar nicht in der ewigen Jugend liegt. Sondern in der ewigen Reparatur.