Геном Одинокого Джорджа рассказал о долгожительстве гигантских черепах

Геномы гигантских черепах, в том числе Одинокого Джорджа, рассказали о секрете долголетия этих животных. Как рассказывается в Nature Ecology&Evolution, у этих рептилий оказалось больше, чем у млекопитающих, копий генов, входящих в систему врожденного иммунитета. Также они обзавелись дополнительными копиями генов или выработали мутации в генах, влияющих на процессы старения, в частности, задействованных в репарации ДНК.

Одиноким Джорджем прозвали самца абингдонской слоновой черепахи (Chelonoidis abingdonii), подвида, эндемичного для галапагосского острова Пинта. Джордж оказался последним представителем абингдонских черепах, которые вымерли из-за исчезновения среды обитания. С начала 1970-х годов Одинокий Джордж жил в Исследовательском центре Чарлза Дарвина, где от него неоднократно пытались получить потомство, но безуспешно. В 2012 году черепаха умерла в возрасте около 100 лет и подвид окончательно вымер.

Абингдонские слоновые, как и другие гигантские черепахи, относятся к долгожителям. По некоторым оценкам средняя продолжительность жизни гигантских черепах составляет около 100 лет. Генетики из пяти стран под руководством Адалжизы Каккони (Adalgisa Caccone) из Йельского университета и Карлоса Лопеса-Отина (Carlos Lуpez-Otín) из испанского университета Овьедо решили проанализировать геномы гиганских черепах, чтобы прояснить их эволюционную историю и найти гены, влияющие на размеры и долголетие этих животных. Исследователи отсеквенировали геном Одинокого Джорджа и исполинской (или сейшельской гигантской) черепахи Aldabrachelys gigantea — эндемика острова Альдабра. Представитель этого вида, самец Джонатан, сейчас является старейшим живущим сухопутным животным, ему приблизительно 186 лет. Также, основываясь на гомологии с референтными геномами (человека и китайского трионикса Pelodiscus sinensis), авторы определили у гигантских черепах гены, связанные с иммунитетом, регуляцией обмена веществ и контролем процессов старения.

Выяснилось, что последний общий предок сейшельских гигантских и абингдонских слоновых черепах жил около 40 миллионов лет назад, а предки гигантских черепах и людей разделились около 312 миллионов лет назад. Исследователи обнаружили у гигантских черепах дополнительные, по сравнению с млекопитающими, копии генов APOBEC1, CAMP, CHIA и NLRP, связанных с защитой организма от паразитов, вирусов, грибковых и бактериальных инфекций. Возможно, врожденный иммунитет у гигантских черепах играет бóльшую роль, чем у млекопитающих. Также у гигантских черепах оказалось повышенное число копий гена GAPDH, кодирующего Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу — фермент, принимающий участие в репарации ДНК, апоптозе и в синтезе энергии в клетках. В то же время, у них не функционировал ген NLN. Потеря этого гена у мышей повышала их чувствительность к инсулину и улучшала усвоение глюкозы.

У организмов-долгожителей теоретически повышается вероятность заболеть раковыми заболеваниями. Чтобы защититься от рака, гигантские черепахи обзавелись дополнительными копиями генов, отвечающих за подавление роста злокачественных опухолей и усиление иммунного ответа.

Наконец, авторы исследования определили у гигантских черепах 468 генов, задействованных в контроле процессов старения, в частности, гены, влияющие на целостность генома и участвующие в различных системах репарации ДНК. Например, ученые обнаружили у гигантских черепах одиночную мутацию в гене XRCC6, который кодирует фермент, участвующий в соединении концов «разорванной» ДНК. У остальных позвоночных подобной мутации нет. Единственное исключение — голый землекоп — грызун-долгожитель, чья продолжительность жизни достигает 32 лет.

Ранее исследователи выяснили, как летучие мыши большие ночницы стали долгожителями. Они научились поддерживать длину теломер, участков ДНК на концах хромосом, которые обеспечивают копирование ДНК в процессе деления клетки. Уменьшение длины теломер считается одной из причин старения.

Одинокий Джордж — не единственный известный самец галапагосских черепах. До этого мы подробно писали о представителе другого подвида, 100-летнем самце Диего.

Екатерина Русакова