Türkiser Prachtgrundkärpfling (Nothobranchius furzeri)
Ein afrikanischer Ausnahmefisch hilft, das Altern zu verstehen
Der Türkise Prachtgrundkärpfling (Nothobranchius furzeri), auch Killifisch genannt, lebt in saisonal austrocknenden Tümpeln in halbtrockenen Gebieten in Südostafrika, wo Regenfälle selten und nicht vorhersehbar sind. Der Fisch hat sich auf vielfältige Weise an diesen Lebensraum angepasst. So sind die befruchteten Eier von einer gegen Austrocknung resistenten Hülle umgeben. Die Fischeier können zudem längere Trockenperioden überstehen, indem sie in sogenannte Diapausen eintreten, in denen ihre Entwicklung über längere Zeit, das heißt mehrere Tage, Monate oder auch ein Jahr lang ruht.
Sobald die ausgetrockneten Tümpel nach einer Regenperiode wieder mit Wasser gefüllt sind, schlüpfen die Fische und erreichen innerhalb von drei bis fünf Wochen die Geschlechtsreife. Bei der Verpaarung legt das Männchen seine Rückenflosse um das Weibchen, drückt es auf den Boden und befruchtet die Eier. Danach legt das Weibchen die Eier in den Schlamm am Boden des Tümpels ab und sichert somit die nächste Generation.
Weil die Tümpel im Verbreitungsgebiet des Türkisen Prachtgrundkärpflingslediglich kurze Zeit mit Wasser gefüllt sind, umfasst die natürliche Lebensspanne des Fisches nur wenige Monate. Diese begrenzte Lebenserwartung ändert sich auch unter optimalen Haltungsbedingungen im Labor nicht. Dank seiner Kurzlebigkeit ist der Türkise Prachtgrundkärpfling ein vielversprechender Modellorganismus für die Alternsforschung.
Altern im Zeitraffer: Es liegt in den Genen...
Während seines nur wenige Monate langen Lebens altert der Türkise Prachtgrundkärpfling wie alle anderen Wirbeltiere auch. Der Fisch, der im ausgewachsenen Stadium etwa 6 cm misst, verliert seine Färbung, vergleichbar mit dem ergrauenden Haar bei älteren Menschen. Seine Muskelmasse reduziert sich, was seine Beweglichkeit und Aktivität mit zunehmendem Alter einschränkt. Am FLI konnte gezeigt werden, dass bei dem Fisch auch die Organfunktionen nachlassen und die Regenerationsfähigkeit reduziert ist. Selbst Krankheitsbilder, die typischerweise bei alternden Menschen auftreten, lassen sich in diesem Modellorganismus beobachten: so entwickelt der Türkise Prachtgrundkärpfling einen Buckel, leidet an Krebs oder dem Verlust von Nervenzellen. Diese Alterungsprozesse lassen sich bis auf die Zellebene verfolgen. Dadurch bietet der Türkise Prachtgrundkärpfling den Forschenden die Möglichkeit, den Einfluss von genetischen Faktoren oder Umwelteinflüssen auf den Alternsprozess innerhalb einer einmalig kurzen Zeitspanne zu bestimmen.
Das FLI gehörte zu den ersten Instituten, die das Genom des Fisches vollständig entschlüsselt und damit die genetischen und genomischen Grundlagen geschaffen haben, um Nothobranchius furzeri als Modellsystem in der biomedizinischen Alternsforschung zu etablieren.
Als Alternsmodell hilft N. furzeri bei der Erforschung:
- der Organregeneration im Alter
- von geschlechts- und lebenszeitbeeinflussenden Genen
- des Alterns von Gehirn und Nervensystem
- des Einflusses von Genen oder Medikamenten auf das gesunde Altern
- der Auswirkungen von körpereigenen Mikroorganismen auf Altern und Gesundheit.
