To zwierzę żyje nawet 400 lat i nie choruje na raka. Właśnie zbadano jego genom
Najbardziej długowieczne spośród kręgowców to rekiny polarne. Ci mieszkańcy zimnych wód dalekiej północy mogą żyć nawet kilka wieków. Według autorów najnowszych badań wyjaśnienie ich niezwykłej długowieczności kryje się w genach.
W tym artykule:
Wyobraź sobie, że jesteś dzieckiem nie dziesięć, tylko sto lat. Tyle właśnie trwa dzieciństwo młodych rekinów polarnych. Te jedne z najbardziej niezwykłych ryb osiągają dojrzałość płciową dopiero w wieku 150 lat.
Rekiny polarne (Somniosus microcephalus) należą do najdłużej żyjących zwierząt na planecie. Znany jest osobnik, którego wiek, na podstawie badań oka, określono na czterysta lat. Naukowcy przypuszczają, że rekiny te żyją co najmniej 270 lat. Nie jest przy tym wykluczone, że pewne osobniki mogą dożywać nawet 500 lat.
Skąd się bierze długowieczność rekinów polarnych?
Jak to możliwe? U większości kręgowców proces starzenia się organizmu rozpoczyna się o wiele, o wiele wcześniej. Jedną z jego najważniejszych oznak jest pojawianie się coraz większej liczby błędów w DNA podczas dzielenia się komórek. Te błędy nawarstwiają się i gromadzą, prowadząc do różnych chorób, w tym nowotworowych. U ludzi zaledwie niewielki ułamek całej populacji dożywa stu lat – w Japonii, która szczyci się największą liczbą stulatków, jest to zaledwie 0,06 proc.
Rekiny polarne znalazły jednak sposób na wielokrotne pobicie granicy stu lat życia, niedostępnej dla większości kręgowców. Jak to zrobiły? Jak to możliwe, że z wiekiem nie rozwijają się u nich nowotwory? Te pytania intrygują naukowców od dawna. Wcześniej wskazywano przede wszystkim na środowisko i tryb życia tych zwierząt. Jednak odpowiedź najprawdopodobniej kryje się gdzie indziej.
Gdzie żyją rekiny polarne?
Zimne wody Arktyki i północnego Atlantyku – tam właśnie toczą swoje niespieszne życie najbardziej długowieczne spośród kręgowców. Bliżej powierzchni pojawiają się tylko zimą. Latem pozostają w kilkusetmetrowych głębinach pozbawionych choćby promienia światła. Pływają wyjątkowo powoli – z prędkością niewiele większą niż kilometr na godzinę – i równie powoli rosną: zaledwie centymetr na rok. Przez wiele lat właśnie powolność i życie w chłodnych wodach uważano za przyczyny długiego życia rekinów.
Obraz jest jednak znacznie bardziej skomplikowany. Pół roku temu Ewan Camplisson, doktorant z University of Manchester, badał metabolizm tych niezwykłych ryb. Odkrył, że u rekinów polarnych metabolizm praktycznie nie zmienia się wraz z wiekiem. Camplisson uznał to za jedno z możliwych wyjaśnień długowieczności rekinów.
Geny, jakich nie ma nikt
W lutym na serwisie preprintów naukowcych bioRxiv ukazała się praca (jeszcze nierecenzowana), która rzuca nowe światło na tajemnicę tych ryb. Jej autorom udało się zsekwencjonować cały genom rekinów. Próbki krwi i tkanek pobrano od samicy rekina schwytanej do badań biotelemetrycznych w zatoce Kongsfjorden na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu.
Okazało się, że rekiny polarne wyposażone są naprawdę pokaźne DNA. Zawiera ono ponad 37 tys. genów kodujących białka. My mamy takich genów niemal o połowę mniej, ok. 20 tys. Co więcej, genom rekinów polarnych został szczególnie bogato wyposażony w geny zawiadujące naprawą uszkodzeń w DNA, pracą układu odpornościowego i tłumieniem rozwoju nowotworów. Naukowcy znaleźli w nim liczne kopie genów związanych z tzw. kompleksem białkowym NF-κB. NF-κB to broń komórek przeciwko stresowi, wolnym rodnikom, ultrafioletowi – czynnikom sprzyjającym rozwojowi raka.
Inna grupa badaczy również zajmująca się genomem rekinów polarnych odkryła w zeszłym roku, że w ich DNA istnieje wiele kopii genów związanych z naprawianiem błędów pojawiających się kodzie genetycznym. Rekiny miały np. zmienioną wersję genu TP53, który pomaga ograniczać wzrost nowotworów i ma związek właśnie z naprawą DNA. Spekulowano, że to jeden z czynników związanych z długowiecznością tych zwierząt.
Po co bada się genom kręgowców żyjących ponadprzeciętnie długo? Nie chodzi oczywiście o sprawienie, by ludzie żyli po 400 lat. Jednak celem naukowców jest przyszpilenie genów, które mogłyby dać nam jak najwięcej lat życia w zdrowiu. Mogą stać się one istotnym elementem terapii genowych przyszłości.
Źródła: bioRxiv, phys.org, National Geographic, EurekAlert
Nasza autorka
Magdalena Salik
Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”.