Der Nacktmull (Heterocephalus glaber)

Nacktmulle sind so einzigartig wie ihr äußeres Erscheinungsbild. Diese etwa mausgroßen nackten Nagetiere ignorieren scheinbar erfolgreich viele Naturgesetze. Neben ihrer Resistenz gegen Krebs und Hypoxie werden sie bis zu 30 Jahre alt, wobei überraschenderweise ihre Sterblichkeit mit zunehmendem Alter nicht ansteigt.

In ihren verzweigten unterirdischen Tunnelsystemen leben Nacktmulle am Horn von Afrika in Kolonien von bis zu 300 Individuen mit ausgeprägter Arbeitsteilung, vergleichbar dem Sozialsystem staatenbildender Insekten. Ein einziges weibliches Tier, die Königin, bringt etwa viermal jährlich bis zu 30 Jungtiere zur Welt. Ein oder wenige männliche Tiere (Paschas) beteiligen sich an der Fortpflanzung, während die übrigen Koloniemitglieder als Arbeiter die Brutpflege, den Tunnelbau oder die Verteidigung der Kolonie gegen ungewünschte Eindringlinge wie Schlangen oder fremde Nacktmulle übernehmen.

Sofern eine Königin ihre Position nicht verteidigen kann oder stirbt, kämpfen andere weibliche Koloniemitglieder teils blutig um die Vorherrschaft. Die Gewinnerin entwickelt sich zur neuen Königin: Sie wird aggressiver, bekommt ein ausgeprägtes Gesäuge, ihre Wirbelsäule wächst in die Länge und interessanterweise steigt auch ihre Lebenserwartung im Vergleich zu Arbeitern deutlich an.

Am IZW werden seit 2008 Nacktmulle zu Forschungszwecken gehalten und erfolgreich gezüchtet. Aktuell leben 12 Kolonien mit insgesamt mehr als 300 Nacktmullen in künstlichen angelegten, transparenten Tunnelsystemen. Wie in ihrer Heimat werden die Tiere mit Wurzeln und Pflanzenknollen ernährt, aus denen sie die nötige Flüssigkeit beziehen. Da sie ihre Körpertemperatur von 32°C kaum selbst regulieren können, werden sie bei 27-29°C gehalten.

Schwerpunkte unserer Forschung liegen auf Besonderheiten der Fortpflanzung und dem gesunden Altern. Es bestehen zahlreiche Kooperationen zur Erforschung der zugrundeliegenden genetischen Ausstattung, den molekularen Prozessen, der Charakterisierung des Immunsystems und weiteren spezifischen physiologischen Anpassungen.

In unserer alternden Gesellschaft rückt das gesunde Älterwerden immer stärker in den Fokus der Wissenschaft und Medizin. Der Nacktmull zeigt auf faszinierende Weise einen Ausschnitt aus der Bandbreite evolutiver Anpassungen, von denen wir vieles lernen können und die es zu bewahren gilt.

 

Kooperationen

Forschungsinstitute

Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

Deutsches Institut für Ernährungsforschung (DIfE)

Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin (DRFZ)

Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)

Bernstein Zentrum Berlin (BCCN Berlin)

Centre for Genomic Regulation (CRG), Spanien

 

Universitäten

Universität Ulm, Deutschland

Friedrich-Schiller-Universität Jena, Deutschland

Universität Namur, Belgien

Universität Duisburg-Essen, Deutschland

Lomonossov University, Russland

Universität Leipzig, Deutschland

The Hebrew University of Jerusalem, Israel

Newcastle University, UK

Tel Aviv University, Israel

Saint Louis University, USA

Addis Ababa University, Äthiopien

Haramaya University, Äthiopien

 

Zoologische Gärten

Zoo Dresden, Deutschland

Zoo Osnabrück, Deutschland

Tierpark Berlin, Deutschland

Tiergarten Schönbrunn, Österreich

Parc Pairi Daiza, Belgien

Skansen Zoo, Schweden

Bioparc Valencia, Spanien

Budapest Zoo, Ungarn

Zoo Zagreb, Kroatien

Zoo Jerusalem, Israel

Albuquerque Biological Park, USA

 

Fördermittel / Grants

 

-       SAW-Projekt (SAW 2012): „Auf der Suche nach natürlichen Wegen zu einer außergewöhnlich langen Gesundheitsspanne“ wurde als Kooperationsprojekt zwischen FLI und IZW in der Förderlinie 2 der Leibniz-Gemeinschaft (besonders innovative und risikoreiche Vorhaben) gefördert.

-       SAS-Förderung (SAS-2016-FLI-LFV), Leibniz-Forschungsverbund Healthy Ageing Bundesrepublik Deutschland, Gemeinschaft der Länder.

-       SAS-Förderung (SAS-2017-IZW-LFV), Leibniz-Forschungsverbund Healthy Ageing Bundesrepublik Deutschland, Gemeinschaft der Länder.

-       SAW-Projekt (SAW-2018-DRFZ): “Epigenetic regulation of ImmuneAging:  Heterochromatic DNA methylation as a regulator of T cell senescence (EpImAge). Bundesrepublik Deutschland, Gemeinschaft der Länder.

 

Publikationen

 

Sahm A, Bens M, Szafranski K, Holtze S, Groth M, Görlach M, Calkhoven C, Müller C, Schwab M, Kestler HA, Cellerino A, Burda H, Hildebrandt TB, Dammann P, Platzer M (2018). Long-lived rodents reveal signatures of positive selection in genes associated with lifespan. PLoS genetics 14.3: e1007272.

 

Holtze S, Braude S, Lemma A, Koch R, Morhart M, Szafranski K, Platzer M, Alemayehu F, Goeritz F, Hildebrandt TB (2017). The microenvironment of naked mole-rat burrows in East Africa. AFR J ECOL, AFJE-16-335.R1, accepted for publication 13.06.2017.

 

Debebe T, Biagi E, Soverini M, Holtze S, Hildebrandt TB, Birkemeyer C, Wyohannis D, Lemma A, Brigidi P, Savkovic V, König B, Candela M, Birkenmeier G (2017): Unraveling the gut microbiome of the long-lived naked mole-rat. SCI REP 7, 9590. doi:10.1038/s41598-017-10287-0.

 

Skulachev VP*, Holtze S*, Vyssokikh MY, Bakeeva LE, Skulachev MV, Markov AV, Hildebrandt TB**, Sadovnichii VA** (2017): Neoteny, Prolongation of youth: From naked mole rats to “naked apes” (humans). PHYSIOL REV 97, 699-720. doi:10.1152/physrev.00040.2015. (*Geteilte Erstautorenschaft/** Geteilte Seniorautorenschaft).

 

Bens M, Sahm A, Groth M, Jahn N, Morhart M, Holtze S, Hildebrandt TB, Platzer M, Szafranski K (2016): FRAMA: from RNA-seq data to annotated mRNA assemblies. BMC Genomics (2016) 17:54; DOI 10.1186/s12864-015-2349-8

 

Debebe T, Holtze S, Morhart M, Hildebrandt TB, Rodewald S, Huse K, Platzer M, Wyohannes D, Yirga S, Lemma A, Thieme R, König B; Birkenmeier G (2016): Analysis of cultivable microbiota and diet intake pattern of the long‑lived naked mole‑rat. Gut Pathog 8:25, DOI 10.1186/s13099-016-0107-3

 

Dziegelewska M, Holtze S, Vole C, Wachter U, Menzel U, Morhart M, Groth M, Szafranski K, Sahm A, Sponholz C, Dammann P, Huse K, Hildebrandt TB, Platzer M (2016): Low sulfide levels and a high degree of cystathionine β-synthase (CBS) activation by S-adenosylmethionine (SAM) in the long-lived naked mole-rat. Redox Biology DOI 10.1016/j.redox.2016.01.008

 

Garcia Montero A, Vole C, Burda H, Malkemper EP, Holtze S, Morhart M, Saragusty J, Hildebrandt TB, Begall S (2016:) Non-breeding eusocial mole-rats produce viable sperm—spermiogram and functional testicular morphology of Fukomys anselli. PLOS ONE 11(3): e0150112. doi:10.1371/journal.pone.0150112

 

Holtze S, Eldarov CM, Vays VB, Vangeli IM, Yysokikh MY, Bakeeva LE, SkulachevVP, Hildebrandt TB (2016): Study of age-dependent structural and functional changes of mitochondriain skeletal muscles and heart of naked mole rat (Heterocephalus glaber). Biochemistry (Moscow) 81(12): 1429-1437.

 

Thieme R, Kurz S, Kolb M, Debebe T, Holtze S, Morhart M, Huse K, Szafranski K, Platzer M, Hildebrandt TB, Birkenmeier G (2015). Analysis of Alpha-2 Macroglobulin from the Long-Lived and Cancer-Resistant Naked Mole-Rat and Human Plasma. PLoS One 10 , e0130470.