Учёные изучили ДНК 194-летней черепахи и обнаружили особенности, связанные с долголетием
Генетический анализ 194-летней гигантской черепахи по имени Джонатан выявил особенности, которые могут объяснять её необычайное долголетие. Учёные обнаружили 287 генетических вариантов, связанных с процессами старения, а также установили, что некоторые механизмы регуляции генов сохранились у животного в состоянии, характерном для гораздо более молодых черепах.
Джонатан — сейшельская гигантская черепаха (Aldabrachelys gigantea), которая считается старейшим из известных ныне живущих наземных животных. Предположительно, он появился на свет в 1832 году, а в 1882 году был доставлен на остров Святой Елены в Атлантическом океане. Несмотря на возраст, значительно превышающий обычную продолжительность жизни представителей его вида, черепаха продолжает жить на территории резиденции губернатора острова.
Международная группа исследователей под руководством специалистов американского фонда Kallel впервые провела подробный анализ генома и эпигенома Джонатана. Для получения материала ветеринары взяли образец клеток с внутренней поверхности щеки животного. Исследование крови не проводили из-за опасений за его здоровье.
Анализ выявил 287 уникальных генетических вариантов в генах, участвующих в восстановлении повреждённой ДНК, подавлении воспалительных процессов, регуляции инсулина, защите от опухолей и поддержании теломер — защитных участков на концах хромосом. Эти биологические механизмы связаны с возрастными изменениями клеток и развитием заболеваний.
Особенно интересные результаты учёные получили при изучении эпигенома — химических меток на ДНК, которые влияют на активность генов, не изменяя их последовательность. Исследователи сравнили Джонатана с четырьмя другими гигантскими черепахами того же вида, включая пятилетнюю особь.
С возрастом расположение таких меток обычно становится менее упорядоченным, что может нарушать нормальную работу генов. У Джонатана исследователи тоже обнаружили многочисленные возрастные изменения, однако некоторые участки ДНК сохранили необычно стабильную структуру регуляции.
Прежде всего это касалось генов, отвечающих за работу митохондрий — клеточных структур, вырабатывающих энергию. Низкая степень беспорядка в расположении химических меток была обнаружена в регуляторных областях генов, связанных с митохондриальной цепью переноса электронов и обработкой РНК.
Такая стабильность может помогать клеткам поддерживать точную работу генов, необходимых для производства энергии и восстановления повреждений. Авторы предполагают, что эффективная работа митохондрий и сохранение механизмов защиты ДНК могут совместно замедлять некоторые возрастные изменения.
Полученные результаты пока не устанавливают непосредственную причину долголетия Джонатана. Исследование одного исключительно старого животного не позволяет определить, какие генетические особенности действительно продлили ему жизнь, а какие встречаются и у других гигантских черепах. Для проверки этой связи потребуются дополнительные исследования.
В дальнейшем учёные намерены изучить другие виды животных с большой продолжительностью жизни и подробнее исследовать механизмы, сохраняющие нормальную работу клеток в старости. Такие данные могут помочь выявить биологические процессы, на которые в перспективе можно воздействовать для замедления возрастных заболеваний у человека.
Исследование в журнале Science Advances.