Titelaufnahme

Seit ihrer Entdeckung in der Sprosshefe ist das wissenschaftliche Interesse an den Sirtuinen, einer NAD+ abhängigen Gruppe von Lysin Deacetylasen, stetig gestiegen. Seither wurden sieben Orthologe in Säugetieren identifiziert. Sie spielen eine Rolle in einer Vielfalt an zellulären Funktionen, mit dem stärksten Fokus auf ihrer Regulation von Alterungsprozessen. Hier identifizieren wir Sirtuine in einem neuen Modellorganismus für Alterungsforschung, in dem kürzest lebenden Vertebraten, der in Gefangenschaft gezüchtet werden kann, dem türkisen Afrikanischen Killifisch Nothobranchius furzeri. Wir erstellen eine detaillierte Analyse ihrer Sequenz und Phylogenie, ein Gewebeverteilungsprofil in einer breiten Auswahl an Geweben, nämlich dem Gehirn, der Leber, dem Herzen, den Gedärmen, den Skelettmuskeln, den Testis und den Nieren, sowie ein Profil von altersabhängiger Deregulation jedes Sirtuins in jedem genannten Gewebe, von der Jugend bis hin zum Alter, auf Ebene von mRNA Expression, mithilfe von q-RT-PCR. Unsere Resultate zeigen starke Konservierung der Sirtuine des N. furzeri, im Vergleich zu eng verwandten Fischen wie dem Zebrafisch und Medaka, sowie Säugetiermodellen wie Maus und Mensch. Sirt5 war in N. furzeri und Medaka in Form von zwei Paralogen vorhanden, Sirt5A und Sirt5B. Des Weiteren zeigen wir ubiquitäre Expression mit spezifischen Verteilungsmustern für alle acht identifizierten Sirtuine. Die altersabhängige Deregulation war im Skelettmuskel, den Testis und den Gedärmen besonders schwerwiegend, wo Sirtuine vorwiegend herabreguliert wurden, sowie im Herzen, wo sie hinaufreguliert wurden. Zusammenfassend weisen wir eine ausführliche Studie der Sequenzen und Expression von Sirtuinen in N. furzeri vor, welche als Basis für zukünftige Erforschung von Funktionen und pharmakologischer Manipulation dieser wichtigen Gruppe von Enzymen, in diesem Modellorganismus für die Altersforschung dienen wird.

Ever since their discovery in yeast scientific interest in Sirtuins, an NAD+ dependent group of lysine deacetylases, has consistently risen. Seven mammalian orthologues have since been identified. They have broad implications in a variety of cellular functions, at the center of which lies their involvement in the regulation of aging. Here we identify Sirtuins in a new model organism for aging, the shortest living vertebrate able to breed in captivity, the teleost fish Nothobranchius furzeri. We provide a detailed analysis of sequence and phylogeny, a tissue distribution profile across a broad variety of tissues, namely brain, liver, heart, intestines, muscle, testis and kidney, as well as a profile of age dependent deregulation of each Sirtuin in each tissue from youth to old age, on the level of mRNA expression using q-RT-PCR. Our results show strong conservation of N. furzeri Sirtuins compared to closely related fish like zebrafish and medaka, as well as mammalian models like mouse and human. Sirt5 was present as two paralogues, Sirt5A and Sirt5B, in N. furzeri and medaka. Furthermore, we show ubiquitous expression with unique distribution patterns for each of the eight identified Sirtuins. Age dependent deregulation was profound in skeletal muscle, testis and intestines, where sirtuins were mainly downregulated, as well as heart tissue, where they showed upregulation with age. In conclusion, we provide an extensive study of Sirtuin sequences and expression in N. furzeri, that will serve as a strong basis for future research of functions and pharmacological manipulation of this important group of enzymes in this new vertebrate model organism that possesses a variety of advantages compared to other widespread models.