Ερευνητές ανακάλυψαν τα γενετικά μυστικά που κρατούν τη χελώνα Τζόναθαν ζωντανή στα 194 χρόνια της

Σε ηλικία 194 ετών, ο Τζόναθαν έχει ξεπεράσει κατά περίπου έναν αιώνα το προσδόκιμο ζωής των γιγάντιων χελωνών Αλντάμπρα (Aldabrachelys gigantea), στις οποίες ανήκει. Τώρα, μια νέα επιστημονική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, εντόπισε ιδιαίτερα γενετικά και επιγενετικά χαρακτηριστικά που ενδέχεται να εξηγούν την εντυπωσιακή μακροζωία του.

Οι ερευνητές εξέτασαν τόσο τα γονίδιά του όσο και τους επιγενετικούς δείκτες, δηλαδή χημικές τροποποιήσεις που επηρεάζουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται και σε ποιον βαθμό. Διαπίστωσαν ότι τα γονίδια που σχετίζονται με τη λειτουργία των μιτοχονδρίων διατηρούνται σε εξαιρετικά καλή επιγενετική κατάσταση, γεγονός που ενδέχεται να έχει συμβάλει καθοριστικά στην επιβίωσή του, αναφέρει το LiveScience.

Η σχέση μεταξύ της λειτουργίας των μιτοχονδρίων και της μακροζωίας είναι γνωστή, όπως και η σύνδεση της δυσλειτουργίας τους με διάφορες ασθένειες. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Στίβεν Κλαρκ, επικεφαλής επιστήμονα του μη κερδοσκοπικού ιδρύματος Kallel Foundation στο Νάσβιλ των ΗΠΑ, ο Τζόναθαν προσφέρει νέα στοιχεία για την κατανόηση αυτής της σχέσης.

Η αποκωδικοποίηση του DNA

Η έρευνα ξεκίνησε πριν από σχεδόν μία δεκαετία, όταν οι επιστήμονες ζήτησαν από τον κτηνίατρο Τζο Χόλινς, που φροντίζει τον Τζόναθαν, να συλλέξει βιολογικά δείγματα. Οι αρχές της Αγίας Ελένης απαγόρευσαν τη λήψη αίματος, φοβούμενες πιθανή μόλυνση του ηλικιωμένου ζώου.

Αρχικά, ο κτηνίατρος συνέλεξε δείγματα με στοματικό επίχρισμα. Ωστόσο, όταν οι ερευνητές επιχείρησαν να αναλύσουν το DNA, διαπίστωσαν ότι προερχόταν από βακτήρια του στόματος και όχι από κύτταρα της χελώνας. Χρειάστηκε να ζητήσουν νέα άδεια και να συλλέξουν δείγματα με απόξεση του εσωτερικού του μάγουλου.

Επειδή το DNA από αυτά τα δείγματα ήταν περισσότερο κατακερματισμένο από ό,τι θα ήταν σε ένα δείγμα αίματος, οι επιστήμονες συμπλήρωσαν τα κενά χρησιμοποιώντας το γονιδίωμα αναφοράς μιας χελώνας Αλντάμπρα ηλικίας 36 ετών, με το όνομα Τανκ. Παράλληλα, συνέκριναν το DNA του Τζόναθαν με εκείνο του περίφημου Μοναχικού Τζορτζ, μιας γιγάντιας χελώνας των Γκαλαπάγκος που πέθανε το 2012, σε ηλικία μεγαλύτερη των 100 ετών.

Η σύγκριση αποκάλυψε 287 μοναδικές γενετικές παραλλαγές στον Τζόναθαν, οι οποίες συνδέονται με βιολογικούς μηχανισμούς της γήρανσης. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται γονίδια που συμμετέχουν στην επιδιόρθωση του DNA και στη λειτουργία των τελομερών, των προστατευτικών άκρων των χρωμοσωμάτων που τείνουν να μικραίνουν με την ηλικία.

Οι ίδιοι μηχανισμοί σχετίζονται με τη γήρανση του ανθρώπου, γεγονός που υποδηλώνει την ύπαρξη κοινών βιολογικών χαρακτηριστικών μεταξύ διαφορετικών ειδών.

Ο ρόλος των μιτοχονδρίων

Οι επιστήμονες εξέτασαν επίσης τη μεθυλίωση του DNA, μια επιγενετική διαδικασία κατά την οποία προστίθενται χημικές ομάδες στο γενετικό υλικό. Ορισμένα πρότυπα μεθυλίωσης λειτουργούν ως βιολογικό ρολόι, αντανακλώντας την ηλικία ενός οργανισμού.

Συγκρίνοντας τον Τζόναθαν με νεότερες και μεγαλύτερες χελώνες Αλντάμπρα, διαπίστωσαν ότι η μεθυλίωση γίνεται γενικά πιο ακανόνιστη με την ηλικία. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «εντροπία μεθυλίωσης» και αποτυπώνει τις τυχαίες μεταβολές που συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου.

Στον Τζόναθαν, τα περισσότερα γονίδια εμφάνιζαν την αναμενόμενη αύξηση της εντροπίας. Ωστόσο, στα γονίδια που σχετίζονται με τη λειτουργία των μιτοχονδρίων, τα πρότυπα μεθυλίωσης παρέμεναν εντυπωσιακά οργανωμένα.

Τα μιτοχόνδρια παράγουν την ενέργεια που χρειάζονται τα κύτταρα για να λειτουργούν, να επιδιορθώνουν τις βλάβες τους και να περιορίζουν περαιτέρω φθορές στο DNA. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η διατήρηση της σταθερής λειτουργίας τους μπορεί να αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες της μακροζωίας του Τζόναθαν.

Πάντως, η μελέτη δεν αποδεικνύει ότι αυτά τα επιγενετικά χαρακτηριστικά είναι η αιτία της εξαιρετικής ηλικίας του. Για ασφαλέστερα συμπεράσματα απαιτούνται πρόσθετα πειράματα και, ιδανικά, ανάλυση αίματος. Σε κάθε περίπτωση, το πλήρες γενετικό προφίλ του Τζόναθαν θα μπορέσει να αποκαλυφθεί μόνο μετά τον θάνατό του, όταν θα είναι δυνατή η συλλογή DNA από περισσότερους ιστούς.