Warum Altern ein Programm sein könnte

Der Zellbiologe Junyue Cao von der Rockefeller University in New York City glaubt aber, dass das nicht stimmt. Für ihn ist Altern kein Zufall und kein einfacher Verschleiß. Altern ist ein Programm. Es läuft in Schritten ab und ist geordnet. „Die Zerstörung des Systems ist schon sehr früh programmiert“, sagt Cao. Er leitet das Labor für Einzelzell-Genomik und Populationsdynamik an der Rockefeller University. Mit neuer Technologie hat er das Altern bei Mäusen untersucht. Er fand heraus, dass es verschiedene Phasen des Alterns gibt. Diese Phasen sind ähnlich wie die Phasen der Entwicklung eines Embryos. In jeder Phase verändern sich molekulare Signale und bestimmte Zelltypen. Beim Menschen beginnt dieser Prozess wahrscheinlich vor dem 30. Lebensjahr.

Caos Interesse am Altern begann in der Highschool in Hebei, China. Damals merkte er, dass seine Großeltern und Eltern nicht ewig leben würden. Viele Teenager schreiben in so einer Situation Gedichte oder machen andere Dinge. Cao aber wandte sich der Wissenschaft zu. Er wollte einen Weg finden, das Altern zu verlangsamen. Deshalb studierte er Biologie an der Peking-Universität in Peking.

Am Anfang dachte Cao, dass bestimmte Proteine kaputtgehen und so das Altern verursachen. Das war die damalige Theorie. Aber nach dem Studium arbeitete er in einem Labor und suchte nach diesen Proteinen. Er fand heraus, dass sehr viele Proteine mit dem Altern zu tun haben. Und ihre Wirkung hing von der Zelle ab, in der sie arbeiteten. Das Bild war komplexer und geordneter, als er gedacht hatte.

Cao brauchte also viele Daten – von tausenden molekularen Veränderungen in hunderten Zelltypen. Als Doktorand entwickelte er eine Technologie, mit der man diese Veränderungen während der Embryonalentwicklung messen kann. Als er 2020 sein eigenes Labor an der Rockefeller University gründete, nutzte er diese Technologie für die Erforschung des Alterns.

In einer Reihe von Experimenten untersuchte Cao mit seinem Team 21 Millionen Zellen. Die Zellen stammten aus 14 Geweben oder Organen von etwa 50 männlichen und weiblichen Mäusen. Die Mäuse waren in fünf verschiedenen Lebensphasen. Für jede Zelle erstellten die Forscher ein Datenprofil der Genexpression. „Das sind extrem große Datenmengen“, sagt Cao. „Wir wissen, aus welchem Organ die Zelle kommt und aus welchem Alter. Wir haben auch viele molekulare Informationen.“ In jeder Phase gab es große Veränderungen: Manche Zelltypen wurden viel weniger, andere viel mehr.

Zwei wichtige Studien von Cao wurden 2025 und 2026 in der Zeitschrift „Science“ veröffentlicht. Sie zeigen, dass sich die Zellen im Körper von Säugetieren beim Altern stark umverteilen. Die Studien beschreiben auch epigenomische Anweisungen, die diesen Prozess steuern. „Es gibt molekulare Veränderungen und vielleicht auch andere Veränderungen beim Altern“, sagt Cao, „aber alle führen zu einer Umgestaltung der Zellgesellschaft.“

Quanta hat mit Cao über die Beweise für die programmierte Theorie des Alterns gesprochen. Es ging auch darum, was in jeder Phase passiert und warum alternde Säugetiere wie Bäume sind, die Blätter verlieren. Das Interview wurde gekürzt und für die Klarheit bearbeitet.

Wie hat sich Ihr Ansatz zum Thema Altern entwickelt?

Als ich im College war, dachte ich, das Problem des Alterns sei das Fehlen eines Medikaments. Ich dachte, wir würden ein Wundermittel entwickeln, um die Lebensdauer von Tieren zu verlängern. Deshalb arbeitete ich in einem Labor für computergestütztes Medikamentendesign. Wir versuchten, Peptide zu entwickeln, die Moleküle angreifen, die mit dem Altern zu tun haben. Aber die große Herausforderung war: Wir wussten nicht, welche Moleküle wir angreifen sollten.

Nach meinem Abschluss ging ich in die USA und arbeitete am Jackson Laboratory, einer biomedizinischen Forschungseinrichtung in Maine. Dort war ich Forschungsassistent und untersuchte molekulare Wege, die mit dem Altern bei Mäusen zusammenhängen.

Was haben Sie in Ihren Experimenten herausgefunden?

Wir haben 21 Millionen Zellen aus 14 Geweben oder Organen von etwa 50 Mäusen untersucht. Die Mäuse waren in fünf verschiedenen Lebensphasen: jung, erwachsen, mittleres Alter, alt und sehr alt. Wir haben die Genexpression in jeder Zelle gemessen. Das Ergebnis: Altern ist kein zufälliger Prozess. Es gibt klare Phasen. In jeder Phase verändern sich bestimmte Zelltypen. Zum Beispiel nimmt die Zahl der Immunzellen in manchen Organen zu, während andere Zellen abnehmen.

Was bedeutet das für den Menschen?

Wir glauben, dass der Prozess beim Menschen ähnlich ist. Er beginnt wahrscheinlich vor dem 30. Lebensjahr. Aber wir brauchen noch mehr Forschung, um das genau zu verstehen.

Warum vergleichen Sie alternde Säugetiere mit Bäumen, die Blätter verlieren?

Bäume verlieren im Herbst ihre Blätter. Das ist ein programmierter Prozess, kein Zufall. So ähnlich ist es auch beim Altern: Der Körper verliert bestimmte Zellen, weil es programmiert ist. Das ist kein Verschleiß, sondern ein geordneter Prozess.

Was sind die nächsten Schritte?

Wir wollen verstehen, wie man diesen Prozess verlangsamen oder umkehren kann. Vielleicht kann man mit Medikamenten eingreifen. Aber das ist noch Zukunftsmusik.

Das Interview führte Quanta Magazine. Es wurde für die Klarheit gekürzt und bearbeitet.