Korytnačka Jonathan sa vyliahla približne v roku 1832 – teda v čase, keď v Anglicku vládla kráľovná Viktória a Charles Darwin sa pripravoval na cestu, ktorá zmenila biologické myslenie. Dnes, o takmer dvesto rokov neskôr, patrí medzi najdlhšie žijúce stavovce, aké kedy ľudia dôkladne sledovali. Tím vedcov teraz zverejnil analýzu jeho genómu a epigenómu v časopise Science Advances. Nešlo len o potvrdenie známeho faktu, že je starý. Výskum ukázal, prečo jeho telo napriek veku nepodlieha rovnakému opotrebovaniu ako u iných zvierat a ľudí.
Jonathan je aldaborská obrovská korytnačka (Aldabrachelys gigantea), ktorá dnes žije na ostrove Svatá Helena v Južnom Atlantiku, v areáli Plantation House, sídle guvernéra. Na ostrov dorazila pred 144 rokmi zo Seychel ako dar guvernérovi, už plne dorastená. Aj preto je jeho vek odhadovaný, nie presne zdokumentovaný. Práve táto neurčitosť patrí k vedeckej realite práce s dlhovekými tvormi.
Vedci identifikovali 287 jedinečných génových variantov, ktoré u Jonathana zmierňujú bežné prejavy starnutia. Tieto varianty riadia kľúčové procesy v tele – opravu poškodenia DNA, potláčanie zápalov, reguláciu inzulínu a potláčanie rakoviny. To, čo robí štúdiu výnimočnou, však nie je len zoznam génov.
Tím porovnal epigenóm – akési vypínače a zapínače na génoch – Jonathana s epigenómami mladších korytnačiek toho istého druhu. Zistil, že prepínače riadiace opravu DNA a metabolizmus sú u Jonathana veľmi podobné tým u mladších príbuzných. Bežne sa epigenóm v priebehu života mení a práve tieto zmeny prispievajú k starnutiu. U Jonathana sa však zdá, že tento proces je výrazne stabilizovaný. „Zistili sme, že génové regulátory zapojené do produkcie energie a opravy DNA zostali u Jonathana po takmer dve storočia neuveriteľne stabilné,“ povedal Dr. Justin Gerlach z Peterhouse na Univerzite v Cambridgei, ktorý sa na štúdii podieľal.
Gerlach dodal, že len málo tvorov môže o starnutí povedať viac než obrovské korytnačky z Galapág a Seychel. „Práca s naozaj starou obrovskou korytnačkou je výsada: máte pocit, že korytnačka je váš spolupracovník, nie skúmaný objekt,“ uviedol. Hoci sa ekológii a ochrane týchto korytnačiek venuje desaťročia, ich výnimočne dlhým životom sa zaoberal prvýkrát.
Štúdiu viedli výskumníci z neziskovej organizácie Kallel so zameraním na výskum dlhovekosti v Spojených štátoch. Podľa Stephena Clarka, zakladateľa Kallel a hlavného autora práce, príroda už vyriešila hádanku starnutia pozoruhodnými spôsobmi a Jonathanov genóm poskytuje akúsi predlohu pre odolnosť buniek. Clark dodal, že cieľom je preniesť tieto evolučné poznatky do praktickej, dostupnej liečby pre bežných ľudí. Starnutie je podľa neho najväčším rizikovým faktorom takmer každej chronickej choroby. Výskum financoval Voland Fund.
Toto je prvýkrát, čo vedci skúmali epigenóm obrovskej korytnačky. Práca tak neprináša len konkrétne zistenie o jednom živočíchovi, ale otvára nový spôsob, akým sa dá rozmýšľať o extrémne dlhom živote v živočíšnej ríši.
Prečo je výskum dlhovekosti u korytnačiek výnimočný
Obrovské korytnačky z Galapág a Seychel sú poslednými prežívajúcimi zástupcami zvierat, ktoré kedysi dominovali ekológii mnohých ostrovov sveta.
Genetic analysis of the world's oldest land animal reveals secret of living 194 years.
Ich dnešná vzácnosť je výsledkom stáročí ľudského lovu a ničenia prostredia. Práve preto je každý jedinec, ako Jonathan, nielen biologickou kuriozitou, ale aj nositeľom evolučnej informácie, ktorá sa už inde nezachovala. Štúdium takejto korytnačky je z vedeckého hľadiska skôr výsadou než rutinou – vyžaduje si trpezlivosť, etický prístup a ochotu pracovať s neurčitosťami, ktoré pri dlhovekých tvoroch nevyhnutne vznikajú.
Ako epigenóm ovplyvňuje starnutie
Epigenóm si možno predstaviť ako sústavu vypínačov a zapínačov, ktoré určujú, ktoré gény sa v bunkách prejavia a ktoré zostanú ticho.
Genetic analysis of the world's oldest land animal reveals secret of living 194 years.
V priebehu života sa tieto prepínače menia – niektoré sa opotrebujú, iné sa presunú na nesprávne miesto. Práve tieto zmeny sa považujú za jeden z mechanizmov, prečo v starobe telo horšie opravuje poškodenú DNA, horšie reguluje zápaly a menej efektívne hospodári s energiou. U Jonathana sa však prepínače spojené s opravou DNA a metabolizmom správajú podobne ako u mladších korytnačiek. Ak sa tento jav potvrdí u ďalších jedincov, mohol by vysvetliť, prečo niektoré živočíchy starnú výrazne pomalšie než ľudia alebo cicavce s krátkym životom.
Čo znamenajú gény spojené s opravou DNA a zápalom
Identifikovaných 287 génových variantov sa týka viacerých oblastí naraz: opravy poškodenia DNA, zmierňovania zápalov, regulácie inzulínu a potláčania rakoviny.
Genetic analysis of the world's oldest land animal reveals secret of living 194 years.
Tieto procesy spolu úzko súvisia – chronický zápal poškodzuje tkanivá, narúša hospodárenie s energiou a zvyšuje riziko nádorov. Ak dokáže organizmus udržať opravu DNA a reguláciu zápalu na stabilnej úrovni, spomalí sa aj hromadenie chýb, ktoré sa inak s vekom množia. Výskum konkrétne nehovorí, že tieto varianty sú jedinou príčinou Jonathanovej dlhovekosti, no naznačuje, že práve tieto mechanizmy zohrávajú dôležitú úlohu.
zdravú dĺžku života – teda na to, aby človek zostal čo najdlhšie funkčný, nie len aby žil čo najdlhšie. Zistenia o stabilnom epigenóme u Jonathana naznačujú, že by sa dali hľadať spôsoby, ako podporiť opravu DNA alebo tlmiace mechanizmy zápalu aj u ľudí. Stephen Clark z organizácie Kallel hovorí, že cieľom je preniesť evolučné poznatky do praktickej a dostupnej liečby. Reálne to znamená, že ak sa podarí identifikovať konkrétne molekulárne cesty, ktoré u korytnačiek fungujú inak, mohli by sa stať terčom liekov alebo preventívnych postupov. Zatiaľ ide o smerovanie výskumu, nie o hotovú liečbu.
Čo ešte nie je známe a čo bude nasledovať
Jonathan je jediný jedinec. To je základné obmedzenie štúdie – jej autori porovnávali jeho epigenóm s mladšími korytnačkami toho istého druhu, no nie s celou populáciou rovnako starých jedincov, pretože tí jednoducho neexistujú v dostatočnom počte. Nie je preto jasné, nakoľko sú jeho genetické varianty výnimočné práve u neho a nakoľko ich zdieľa viac jedincov. Rovnako nie je známe, či sa podobné mechanizmy dajú nejako ovplyvniť u ľudí. Vedci budú pravdepodobne pokračovať v skúmaní ďalších dlhovekých korytnačiek, aby zistili, či je Jonathanov prípad ojedinelý, alebo či ide o všeobecnejší princíp, ktorý by sa dal využiť aj v medicíne.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
