194-летний Джонатан — одно из старейших живущих сухопутных животных в мире. Ученые пытаются выяснить, какие генетические особенности могут помогать этой гигантской черепахе сохранять необычайно высокую продолжительность жизни.
Джонатан вылупился примерно в 1832 году на Сейшельских островах. В 1882 году его подарили губернатору острова Святой Елены, расположенного в южной части Атлантического океана. С тех пор черепаха живет на территории Plantation House — официальной резиденции губернатора.
В международную исследовательскую группу вошли представители американской организации Kallēl и Медицинского центра Университета Вандербильта. Они взяли образец ДНК из слизистой оболочки ротовой полости Джонатана и изучили как его геном — совокупность генетической информации, так и эпигеном, регулирующий активность генов.
Чтобы выяснить, что может обусловливать долголетие Джонатана, ученые сравнили его эпигенетические данные с данными четырех других черепах того же вида. Они сосредоточили внимание на метилировании ДНК — эпигенетическом процессе, который участвует в регуляции активности генов и выполняет функцию своеобразного «переключателя». С возрастом паттерны метилирования ДНК меняются, что может влиять и на работу генов. В случае Джонатана в регуляторных участках генов, связанных с функцией митохондрий и метаболизмом РНК, была выявлена низкая энтропия метилирования.
В целом энтропия измеряет степень хаоса и деорганизации в системе, а в данном контексте энтропия метилирования характеризует изменчивость паттернов метилирования ДНК. Соответственно, низкая энтропия указывает на то, что в клетках Джонатана, в указанных участках, картина метилирования оставалась относительно стабильной и менее изменчивой (хотя исследование выявило и другие значительные возрастные изменения во всем геноме). Ученые предполагают, что правильная обработка РНК и стабильное функционирование митохондрий могут быть связаны с долголетием, поскольку обработка РНК способствует точности клеточных инструкций, а митохондрии участвуют в энергетической стабильности клетки — однако прямое причинно-следственное влияние этих механизмов на долгую жизнь Джонатана не подтверждено.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, какую именно роль играют эти генетические особенности в продолжительности жизни Джонатана.
Кроме того, ученые обнаружили в геноме Джонатана 287 уникальных генетических вариантов. Часть из них выявлена в генах, участвующих в таких биологических процессах, как: восстановление повреждений ДНК, регуляция длины теломер (защитных концов хромосом), контроль воспаления, обмен инсулина и супрессия опухолей. Вместе с тем исследование выявило 10 копий гена перфорина (белка, который иммунные клетки используют для уничтожения поврежденных и потенциально раковых клеток), однако множественность копий гена автоматически не подтверждает, что у Джонатана более эффективная иммунная защита.
Авторы исследования отмечают, что эти открытия не означают обнаружения готового метода омоложения или лечения старения. Однако изучение генома и эпигенома Джонатана помогает ученым лучше понять, какие биологические механизмы могут участвовать в поддержании долголетия. Требуются дополнительные исследования, чтобы установить, возможно ли использование этих механизмов для увеличения продолжительности здоровой жизни людей.
