194 metų vėžlio Džonatano tyrimas: jo DNR aptikti neįprasti senėjimo požymiai

Mokslininkai ištyrė seniausio žinomo sausumos gyvūno genomą

Šv. Elenos saloje gyvenantis milžiniškasis vėžlys Džonatanas, kurio amžius vertinamas mažiausiai 194 metais, tapo naujo genetinio tyrimo objektu. Spalio 7 d. žurnale „Science Advances“ paskelbto darbo autoriai ištyrė jo genomą ir epigenomą – chemines DNR žymas, susijusias su genų veikla.

Tyrėjai nustatė 287 genus su Džonatanui būdingais variantais. Tarp jų yra genų, siejamų su pažeistos DNR taisymu, ląstelių energijos gamyba ir navikų slopinimu. Atskirai išnagrinėję epigenomą, mokslininkai aptiko DNR sričių, kurių žymų pobūdis skyrėsi nuo to, ko būtų galima tikėtis tokio amžiaus gyvūnui.

Šie radiniai neįrodo, kad būtent nustatyti genetiniai skirtumai lėmė Džonatano ilgaamžiškumą. Vienas tyrimo vadovų Benjaminas Vaisvilas pabrėžė, kad tam reikėtų daugiau duomenų apie kitus itin ilgai gyvenusius vėžlius. Naujas darbas leidžia išsamiau nagrinėti jo organizmą, tačiau vienos priežasties, kodėl jis gyvena taip ilgai, nenustato.

Džonatano 194 metai apskaičiuoti pagal jo atvykimo į Šv. Eleną istoriją

Džonatanas į Šv. Elenos salą Pietų Atlante buvo atgabentas 1882 metais. Tuomet jis jau buvo visiškai suaugęs, todėl pagal jo dydį spėjama, kad išsirito apie 1832 metus. Tiksli gimimo diena nežinoma, o įvertintas amžius gali būti mažesnis už tikrąjį.

Saloje vėžlys gyvena „Plantation House“ – gubernatoriaus rezidencijos – teritorijoje. Jo buvimą ten liudija istoriniai įrašai ir XIX a. devintajame dešimtmetyje daryta nuotrauka. Toks ilgas dokumentuotas gyvenimo laikotarpis svarbus vertinant rekordą: pasakojimų apie labai senus gyvūnus yra ir daugiau, tačiau jų amžių pagrindžiančių duomenų dažnai trūksta.

„Guinness World Records“ Džonataną pripažįsta seniausiu žinomu šiuo metu gyvenančiu sausumos gyvūnu. Tai nėra teiginys, kad jis seniausias iš visų gyvūnų: kai kurios jūrų rūšys gyvena ilgiau. Šv. Elenoje vietiniai jį vadina Jono, o rezidencijos teritorija jis dalijasi su dar trimis milžiniškais vėžliais.

DNR žymos palygintos su keturiais jaunesniais vėžliais

Norėdami ištirti epigenomą, mokslininkai palygino Džonatano mėginį su keturių kitų Aldabros milžiniškųjų vėžlių mėginiais. Tarp palyginti pasirinktų gyvūnų buvo penkerių metų jauniklis ir vyresni suaugę vėžliai. Epigenominė analizė parodo ne pačios DNR sekos skirtumus, o chemines žymas, susijusias su tuo, kaip reguliuojama genų veikla.

Džonatano mėginį paimti reikėjo neįprastu būdu. Šv. Elenos pareigūnai riboja kraujo ėmimą dėl infekcijos pavojaus, todėl tyrėjai, vėžliui prasižiojus, specialiu rinkiniu paėmė mėginį iš srities po liežuviu. Jį panaudojo DNR metilinimo žymoms tirti.

Daugelyje tirtų vietų šios žymos rodė Džonatano amžių atitinkančius pokyčius. Tačiau kai kuriose genų veiklą reguliuojančiose srityse mokslininkai užfiksavo mažesnę vadinamąją metilinimo entropiją – mažiau netvarkingą žymų pasiskirstymą. Tyrimo autoriai išskyrė sritis, susijusias su ląstelių energijos gamyba mitochondrijose ir RNR apdorojimu.

287 genų skirtumai tyrėjams suteikė naujų krypčių

Genomo analizėje nustatyti 287 genai su Džonatanui būdingais variantais, palyginti su tyrime naudotais kitų milžiniškųjų vėžlių genomais. Dalis jų dalyvauja procesuose, svarbiuose ląstelių būklei palaikyti: taisant DNR pažeidimus, reguliuojant insuliną ar veikiant chromosomų galų – telomerų – sistemai. Tyrėjai taip pat aptiko papildomų vieno geno, susijusio su senstančių ir pakitusių ląstelių atpažinimu, kopijų.

Genetiniai variantai ir epigenominės žymos atsako į skirtingus klausimus. Pirmieji apibūdina Džonatano DNR seką, o antrosios padeda tirti jos reguliavimą. Todėl vien skaičius 287 nepasako, kiek jo gyvenimo metų galima sieti su genais ar kaip veikia kiekvienas nustatytas variantas.

Tyrimo autoriai aptaria ir kitus galimus veiksnius, tarp jų – gyvenimo sąlygas bei mitybą. Džonatanas gyvena salos klimato sąlygomis, o jo priežiūrą ir papildomą šėrimą organizuoja juo besirūpinantys žmonės. Tyrimas apėmė vieną išskirtinio amžiaus vėžlį, todėl nustatytus požymius dar reikės lyginti su daugiau gyvūnų.

Džonatanas beveik nemato, tačiau išlaiko stiprų apetitą

Ilgaamžiškumas nereiškia, kad Džonatanui pavyko išvengti visų senatvės padarinių. Dėl kataraktos jis beveik nemato. Ilgametis jo veterinaras ir tyrimo bendraautoris Joe Hollinsas pasakojo, kad vėžlys reaguoja į pažįstamą balsą, kelia galvą ir tiesia kaklą, laukdamas maisto.

2009 metais pradėjęs juo rūpintis J. Hollinsas pastebėjo, kad vėžlys prastai ganosi: jo snapas buvo suminkštėjęs ir trupėjo. Pradėjus Džonataną maitinti rankomis, jo būklė pagerėjo, o snapas vėl sutvirtėjo. Dabar jam sudarytas papildomo šėrimo grafikas; rezidencijos teritorijoje įrengta ir vėžliams patogesnė girdykla.

Naujasis tyrimas prie daugiau kaip 140 metų Šv. Elenoje dokumentuotos Džonatano istorijos pridėjo molekulinius duomenis. Mokslininkai dabar gali lyginti jo DNR ir epigenomą su kitų vėžlių duomenimis bei tikrinti, kurie aptikti požymiai būdingi šiai rūšiai, o kurie išskirtiniai būtent jam.