Международен екип учени декодира генома на "Самотния Джордж" - последната гигантска костенурка от островите Галапагос от подвида Chelonoidis abingdonii, която почина през 2012 г.
Откритията в генетиката на гигантската костенурка може да бъдат полезни за хората.
Изследването на неговият геном показва конкретните еволюционни стратегии, свързани с увеличаването на продължителността на живота, и разширява нашето познание какво в геномите определя стареенето.
Декодирането на генома осигурява важни ресурси за подпомагане на усилията за възстановяване на популациите от гигантски костенурки.
15-годишното проучване на Джордж и други костенурки на Галапагос е на екип от Университета Йейл, Университета в Овиедо, Испания, Galapagos Conservancy и Националния парк "Галапагос".
Констатациите са съобщени на 3 декември в списание Nature Ecology & Evolution.
Генетичният анализ на ДНК от „Самотния Джордж” и проби от други гигантски костенурки от Галапагос, които могат да живеят повече от 100 години в плен, показа, че те притежават редица генни варианти, свързани с ремонта на ДНК, имунния отговор и потискането на рака, генни варианти, които липсват у гръбначните животни с по-кратка продължителност на живота.
"Гигантските костенурки са сред най-големите дълголетници съвременни животни и затова трябва да са развили механизми за намаляване на риска от развитие на рак. Заради това те осигуряват отличен модел за изучаване на дълголетието и свързаните с възрастта заболявания", обяснява съавторът, професор Лучано Бехегарай (Luciano Beheregaray) от Университета на Флиндер за The LeadSouthAustralia
"Самотният Джордж все още ни учи," заяви Адалджиса „Гизела” Каконе (Adalgisa "Gisella" Caccone), старши изследовател в катедра "Екология и еволюционна биология" в Университета Йейл и съавтор на изследването.
Сателитен изглед на островите Галапагос (горе, мярка: 50 км) и снимка на Chelonoidis abingdonii. Nature Ecology & Evolution, Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
През 2010 г. Каконе започна да секвенира целия геном на Самотния Джордж, последният от подвида Chelonoidis abingdonii, ендемичен за остров Пинта, за да изследва еволюцията на популациите костенурки на Галапагос.
Успоредно с това екипът извършва същите операции с генома на друга гигантска костенурка Aldabrachelys gigantea, наричана още сейшелска гигантска костенурка, ендемична за атола Алдабара в Индийския океан.
Представителят на този вид, самецът Джонатан, сега е най-старото живо сухоземно животно на възраст около 186 години. Също така, въз основа на хомологията с референтни геноми (човешки и на китайската мекокорубеста костенурка Pelodiscus sinensis), авторите идентифицират в гигантските костенурки гени, свързани с имунитета, регулирането на метаболизма и контрола на стареенето.
Атолът Алдабра (вляво, мярка: 10 км) и снимка на Aldabrachelys gigantea. Nature Ecology & Evolution, Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
Карлос Лопес-Отин (Carlos Lopez-Otin) от Университета в Овиедо в Испания анализира тези геноми, за да търси генетични варианти, свързани с дълголетието.
"По-рано описахме 9 отличителни маркера на стареенето и след като изучихме 500 гена на базата на тази класификация, открихме интересни варианти, потенциално засягащи 6 от тези маркери в гигантските костенурки, откривайки нови линии за изследвания на стареенето", заяви Лопес-Отин, цитиран от phys.org.
Демографска история на гигантските костенурки. При изчисленията се използва стандартната честота на мутация ( μ ) за хора от 2,5 × 10-8 и средно време на генериране от 25 години. Nature Ecology & Evolution, Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
Сравнението на геномите показа, че последният общ предшественик на тези големи костенурки, въпреки външната си прилика, е живял отдавна - преди около 40 милиона години, а предците на гигантските костенурки и хората се разделят преди около 312 милиона години.
Изследователите откриват в гигантските костенурки допълнителни, в сравнение с бозайниците, копия на гените APOBEC1, CAMP, CHIA и NLRP, свързани със защитата на организма от паразити, вируси, гъбични и бактериални инфекции.
Може би вроденият имунитет в гигантските костенурки играе по-голяма роля, отколкото при бозайниците. Също така, огромните костенурки се оказаха с увеличен брой копия на гена GAPDH, кодиращ глицералдехид-3-фосфатдехидрогеназа, ензим, участващ в ремонта на ДНК, апоптозата и синтеза на енергия в клетките. В същото време генът NLN не функционира в тях. Загубата на този ген при мишките увеличава тяхната инсулинова чувствителност и подобрява усвояването на глюкозата.
Гени в C. abingdonii и A. gigantea, потенциално свързани с резистентност към рака. Nature Ecology & Evolution, Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
В организмите на дълголетниците теоретично се увеличава вероятността от рак. За да се предпазят от рак, гигантските костенурки са получили допълнителни копия на гените, отговорни за потискане на растежа на злокачествени тумори и повишаване на имунния отговор.
Гени в C. abingdonii и A. gigantea, потенциално свързани със стимулиране на дълголетието. Nature Ecology & Evolution, Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease
Накрая авторите на изследването идентифицират 468 гени, участващи в контрола на процесите на стареене, по-специално гени, които засягат целостта на генома и участват в различни системи за ремонт на ДНК. Например, учените откриха единична мутация в гигантските костенурки в гена XRCC6, който кодира ензим, участващ в свързването на краищата на "разкъсана" ДНК. Останалите гръбначни животни нямат такава мутация. Единственото изключение е голият кътичест плъх - гризач-дълголетник, чийто живот достига 32 години.
Самотният Джордж умира млад
Гигантските костенурки Chelonoidis abingdonii са унищожени на островите Галапагос преди около 150 години. Според някои източници, китоловците са взели на корабите си няколко милиона екземпляра от островите през 18 и 19-ти век като провизии. Моряците са ги наричали "живи консерви", защото костенурките могат да живеят дълго време в трюма на кораба без храна и вода.
Новото изследване показа и още нещо интересно - броят на галапагоските костенурки е започнал да спада значително преди 100 хиляди години и оттогава намалява. Това означава, че популацията е била в критичното състояние още преди пристигането на китоловците на островите Галапагос.
Учените откриват Самотния Джордж през декември 1972 г. на остров Пинта. Той получава името си в чест на американския актьор Джордж Гобел. По-късно костенурката е транспортирана до друг остров в архипелага. Джордж живееше в плен на изследователската станция „Чарлз Дарвин” на островите Галапагос.
В продължение на десетилетия зоолозите се опитват да получат потомство от Самотния Джордж и галапагоски костенурки от други подвидове, но не успяват. Все пак една женска се чифтосва с Джордж, снася яйца, но те не се излюпват.
В момента на смъртта си Самотният Джордж тежи 88 килограма, а дължината му е над 180 сантиметра. Самотният Джордж не умира от старост - 100 години не са много за гигантските костенурки. Костенурките от този вид могат да запазят способността си да се размножават до 200-годишна възраст.
Самотният Джордж. Снимка: Charles Darwin Foundation
Още по темата
Животът
Фосил на костенурка на 228 млн г. показва, че еволюцията е мозаечна
Животът
Вторите по големина костенурки в света след галапагоските живеят у нас (видео)
Животът
Старите голи къртичести плъхове умират по-трудно от младите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари