Черепаха Джонатан дожила до 194 лет: учёные нашли генетический секрет
Черепаха Джонатан, старейшее наземное животное в мире, отметила 194 года. Учёные, кажется, наконец поняли, в чём её секрет. Новое исследование опубликовано в журнале Science Advances. Оказалось, дело не только в «хороших генах». Её эпигеном — набор химических меток на ДНК — остаётся удивительно стабильным почти два столетия [3].
Джонатан живёт на острове Святой Елены в Южной Атлантике. Она обитает в саду резиденции губернатора. По оценкам учёных, черепаха вылупилась около 1832 года. То есть она была современницей Чарльза Дарвина и королевы Виктории [2]. На остров её привезли в 1882 году уже взрослой. Тогда ей было примерно 50 лет. Обычные альдабрские гигантские черепахи живут около 100 лет. Но Джонатан пережила этот срок почти на век.
Как удалось заглянуть в геном долгожительницы
Исследование началось ещё в 2017 году. Но путь к данным оказался непростым. Власти острова запретили брать у Джонатана кровь. Они опасались инфекции. «Я не хотел стать врачом, который убил Джонатана», — признался Стивен Кларк из Фонда Каллель [5].
Вместо этого ветеринар Джо Холлинс взял мазок изо рта черепахи. Первая попытка провалилась. В образце оказалась ДНК бактерий и полупережёванной моркови. Учёным пришлось «вернуться и умолять» о повторном сборе материала [4]. Со второй попытки они получили чистый образец клеток Джонатана. Для этого использовали специальный инструмент для соскоба.
Из-за фрагментированности ДНК из мазка исследователи заполнили пробелы. Они использовали геном другой альдабрской черепахи по имени Танк. А для сравнения привлекли геном знаменитого Одинокого Джорджа. Это был последний представитель галапагосских черепах с острова Пинта. Он умер в 2012 году [1].
Что нашли в генах
Учёные секвенировали геном Джонатана и сравнили его с геномами других черепах. Они обнаружили 287 уникальных генетических вариантов, связанных с процессами старения [3]. Эти гены участвуют в:
- репарации ДНК — исправлении повреждений, которые накапливаются с возрастом;
- регуляции инсулина — гормона, влияющего на метаболизм и долголетие;
- работе теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом;
- подавлении опухолей и снижении воспаления.
Некоторые из этих генов встречаются и у других долгоживущих животных. Например, у голых землекопов, которые почти не болеют раком [2].
Эпигеном как «записи на полях книги»
Но самое интересное открытие касается эпигенома. Это химические метки, которые «включают» и «выключают» гены. С возрастом эти метки обычно становятся хаотичными. Учёные называют это «энтропией метилирования» [3].
Бенджамин Вайсвил из Фонда Каллель объяснил это так: «Геном — это кулинарная книга. А эпигеном — рукописные заметки на полях. С возрастом эти заметки становятся труднее читаемыми» [5].
У Джонатана энтропия метилирования оказалась ниже, чем у всех изученных черепах. Исключение — только пятилетний детёныш. Особенно это касается генов, отвечающих за работу митохондрий [4].
«Регуляторы генов, участвующие в производстве энергии и репарации ДНК, оставались невероятно стабильными у Джонатана почти два века», — сказал Джастин Герлах из Кембриджского университета [2].
Митохондрии — ключ к долголетию
Митохондрии производят энергию. Она нужна клеткам для работы, самовосстановления и защиты ДНК. Если их работа нарушается, это связано с болезнями и старением. У Джонатана гены, отвечающие за митохондриальные функции, сохранили «молодой» порядок метилирования [3].
«Сохранение низкой энтропии в этих генах, или поддержание безупречных митохондрий, вероятно, вносит вклад в долголетие», — говорит Стивен Кларк [5]. Это согласуется с наблюдениями у людей. У некоторых долгожителей также находили необычно эффективную работу митохондрий [2].
Осторожный оптимизм
Сами авторы подчёркивают: работа не доказывает, что эти гены объясняют долголетие Джонатана. Исследование основано на одном исключительном животном. Неизвестно, уникальны ли найденные черты для него или общи для всех долгоживущих черепах [4].
Винсент Линч из Университета Буффало не участвовал в работе. Он отметил, что полный генетический профиль Джонатана можно узнать только после его смерти [1]. «Может быть, Джонатан просто очень хорошо умеет быть старым», — пошутил он [3].
Тем не менее, Стив Хорват из UCLA подчеркнул: «Мы почти никогда не можем изучать настолько старое животное, пока оно ещё живёт» [2]. А Стивен Остад из Университета Алабамы добавил: «У каждого долгоживущего вида есть свой особый трюк. Некоторые из них могут оказаться полезными для понимания старения человека» [5].
Уроки долголетия от Джонатана
Джонатан живёт на тропическом острове. Его рацион тщательно контролируют ветеринары. Он находится под постоянным присмотром. Всё это тоже может влиять на его долголетие [4]. Однако биологические механизмы, найденные в его геноме, открывают новые направления для исследований старения у людей.
Следующий шаг — проверить, работают ли эти механизмы у других альдабрских черепах. И у людей. До практических методов продления жизни ещё далеко. Но Джонатан уже дал учёным редкую возможность заглянуть в биологию исключительного долголетия.
Список источников
- A 194-year-old tortoise, world’s oldest land animal, may hold clues to longer life — GBC Ghana Online
- Genetic analysis of the world’s oldest land animal reveals secret of living 194 years — University of Cambridge
- Epigenetic insights into extreme longevity in the world’s oldest terrestrial animal, Jonathan — Science Advances
- How giant tortoise, 194, can offer clues on helping us live longer — Daily Mail
- Jonathan the 194-year-old tortoise could help humans live longer — CNN
