Системы восстановления ДНК у 194-летней черепахи противодействуют старению

Фото из открытых источников

Впервые был расшифрован геном старейшего из известных наземных животных — гигантской черепахи по имени Джонатан. Исследование показало, что участки его генома, отвечающие за работу митохондрий, функционируют столь же эффективно, как и у пятилетних особей того же вида. Высокая эффективность митохондрий, вероятно, обеспечивает системы восстановления ДНК дополнительной энергией для борьбы с последствиями старения, что и позволило черепахе дожить до 194 лет. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Более того, некоторые генетические особенности Джонатана схожи с теми, что наблюдаются у людей-супердолгожителей. «Это исследование дополняет массив данных, свидетельствующих о том, что механизмы старения могут быть общими для разных видов», — отмечает Стивен Кларк из фонда Kallel (Нэшвилл, штат Теннесси) — некоммерческой организации, занимающейся разработкой методов продления периода активного долголетия у людей.

Джонатан, гигантская сейшельская черепаха (Aldabrachelys gigantea), и Наполеон Бонапарт — два самых знаменитых обитателя острова Святой Елены в южной части Атлантического океана. Наполеон прибыл на эту отдаленную британскую территорию после ссылки в 1815 году, а Джонатана, как полагают, привезли туда — возможно, с атолла Альдабра — в 1882 году. На момент прибытия он был уже взрослой особью; считалось, что ему уже исполнилось пятьдесят лет, что и позволяет оценить его нынешний возраст примерно в 194 года.

По расчетам исследователей, средняя продолжительность жизни гигантских сейшельских черепах составляет около 80 лет, однако они способны жить гораздо дольше. Чтобы понять механизмы, лежащие в основе исключительного долголетия Джонатана, Кларк и его коллеги изучили его геном.

«Я твердо убежден, что изучение исключительных случаев помогает понять общие механизмы старения», — говорит Манель Эстеллер из Института исследования лейкемии имени Хосепа Каррераса в Барселоне (Испания), руководивший исследованием 117-летней женщины, которая одно время официально считалась старейшим человеком на планете.

Эстеллер и его команда обнаружили, что у этой женщины митохондрии работали исключительно эффективно; это навело Кларка и его коллег на мысль, что и у Джонатана могут быть «очень эффективные и "молодые"» митохондрии, поясняет Кларк. Исследователям пришлось изучать геном Джонатана по образцам слюны и мазкам со слизистой оболочки щеки. Это было обусловлено тем, что власти острова Святой Елены отклонили запросы на взятие у черепахи крови, опасаясь рисков, связанных с инфекцией, и учитывая статус знаменитого животного.

Такое ограничение стало серьезной проблемой, поскольку не позволяло выделить крупные фрагменты ДНК, которые в крови сохраняются более стабильно. Вместо этого ученым пришлось собирать геном из фрагментов, полученных из слюны (где ДНК более подвержена бактериальному загрязнению), и восполнять недостающие участки, используя ДНК другой гигантской черепахи с острова Альдабра.

Сформировав наиболее полную из возможных моделей его генома, исследователи сравнили ее с ДНК четырех других черепах того же вида. «Мы обнаружили 287 генов с изменениями, характерными только для него», — говорит Кларк.

По словам обозревателя Грэма Лоутона, клиническое испытание метода лечения стволовыми клетками для устранения возрастных нарушений зрения может наконец воплотить в жизнь ожидания, связанные с важным открытием в области старения и регенерации, сделанным еще 20 лет назад.

Считается, что 41 из этих генов имеет функциональное значение, то есть играет активную роль в биологических процессах, выживании и регуляции функций организма. Двенадцать из них также были обнаружены в базах данных, содержащих информацию о генах других долгоживущих видов животных.

Участки генома Джонатана, отвечающие за работу митохондрий, по своим характеристикам напоминали геном пятилетней черепахи, отмечает Кларк. «Это, в свою очередь, помогло ему справляться с последствиями старения: митохондрии обеспечивали системы репарации ДНК дополнительной энергией, необходимой для противодействия возрастным изменениям».

Косуке Хасимото из Университета Осаки (Япония) называет эту работу «увлекательной», однако отмечает, что геном Джонатана сравнивался с геномом лишь нескольких других черепах, которые также могут обладать уникальными генетическими особенностями.