Galapagų genomas Švelnus milžiniškas vienišas George’as palieka ilgaamžiškumo įkalčius

Aš ypač mėgstu vėžlius.

Prieš daug metų nusipirkau kūdikį Sulcata vėžlys roplių šou. Man nežinant, kai parsivežiau Oreo dydžio Speedy namo McDonald’s mėsainių inde, ji galėjo gyventi 100 ir daugiau metų.

Greitis užaugo. Greitas. Norėdama pasilinksminti ji ėmė pernešti baldus naktį. Savaitinis tuštinimasis užtrukdavo kelias valandas, kol išsivaliau, o kaltininkas nekentė vonios. Vasarą jai patiko būti lauke, ropliai vejapjovei, bet atėjus žiemai ji prislėgdavo įstrigusi viduje ir sustingdavo mano biuro kampe kaip ne vietoje padėta bylų dėžė.

Greitasis Lewisas

Ir nusivylė. Tada „Google“ atvedė prie straipsnių, kuriuose niekinami idiotai šiaurės rytų gyventojai, kurie mėgsta iguanas ir milžiniškus vėžlius, o vėliau turi susidoroti su neišvengiamu augimu.

Turėjau grįžti į namus savo mylimą Speedy.

Perskaičiau internete paskelbtas aiškias nuorodas ir įdėjau ją į reikiamus du plastikinius kubilus su daug vietos ir etikete „Aš nesu gyvatė“, „Ir ji nuėjo į pašto parduotuvę. Buvau įsitikinęs, kad Airborne Express pasiųs ją į kelią, bet FedX ir DHL nepalies gyvo roplio. Bet aš pavėlavau 5 minutes, o orlaivis atėjo ir išėjo.

Tai buvo pirmadienis, 2001 m. rugsėjo 10 d.

Jei Speedy būtų išvykęs pagal grafiką, ji, be jokios abejonės, būtų žuvusi ant asfalto, kai JAV po teroro išpuolių uždaryta. Pašto parduotuvės savininkas iki šiol pasakoja apie savo labiausiai intriguojančią pakuotę – vėžlį Speedį.

Išlaikiau ją papildomą mėnesį, tada išsiunčiau. Netrukus išgirdau, kad Kalifornijos oro desanto vaikinas, įsitikinęs, kad ji nėra gyvatė, išvedė ją ir leido atsisėsti ant kėdės šalia savęs. Ji atsidūrė vėžlių fermoje Apple Valley, Kalifornijoje, kartu su kitais dideliais jankių ropliais. Greitis Speedis turėjo vaikiną, turtingą Sulcata atskrido privačiu lėktuvu iš Sonomos. Bet praradome ryšį.

Vienišo George’o genominis palikimas

Mane suintrigavo, kai gruodžio 3 d Gamtos ekologija ir evoliucija„Milžiniško vėžlio genomai suteikia įžvalgų apie ilgaamžiškumą ir su amžiumi susijusias ligas“, – pateikė Jeilio universiteto, Ispanijos Oviedo universiteto, Galapagų apsaugos tarnybos ir Galapagų nacionalinio parko tarnybos mokslininkai. Objektas buvo garsiausias Galapagų salų gyventojas Vienišas Džordžas. Tyrėjai palygino George’o genomą su Indijos vandenyno Aldabros milžiniško vėžlio genomu.Aldabrachelys gigantea) ir keletas kitų rūšių genų, įskaitant, žinoma, mūsų pačių.

Projektas užtruko ilgai. 2010 m. Adalgisa Caccone iš Jeilio pradėjo seką, o Carlosas Lopezas-Otinas iš Oviedo universiteto Ispanijoje vadovavo duomenų analizei, siekiant sumedžioti su ilgaamžiškumu susijusius genų variantus.

Kai 2012 m. mirė vienišas George’as, jis buvo paskutinis gyvas narys Chelonoidis abingdonii. Jis gyveno Pintos saloje ir svėrė 195 svarus, kai mirė, būdamas maždaug šimtmečio.

Konkrečių DNR sekų palyginimas, atsižvelgiant į žinomus mutacijų dažnius, rodo, kad šių dviejų tipų pažeidimai turėjo savo paskutinį bendrą protėvį maždaug prieš 40 milijonų metų ir abu skyrėsi nuo žmonių giminės daugiau nei prieš 300 milijonų metų. Žmonių atvykimas į Galapagus paspartino vienišojo George’o giminaičių populiacijų nykimą – teigiama, kad laive „Beagle“, kuriuo garsiai plaukė Darvinas, jūreiviai suvalgė mažiausiai 30 gyvūnų.

Deja, naujoje ataskaitoje vartojamas terminas „evoliucinės strategijos“, tarsi padarai nerimtų svarstydami, ką tiksliai daryti ar nedaryti, kad liktų dar vieną dieną. Natūralios atrankos evoliucija neveikia taip. Vietoj to, tiems asmenims pasisekė, kad jie paveldėjo tinkamus genų variantus, dėl kurių jie pakankamai gerai dauginasi, palieka daugiau palikuonių, taigi tuos genus įamžina.

Šiandien mokslininkai seka evoliuciją per naudingus genuose įsišaknijusius pokyčius. Konkrečiai, jie ieško „teigiamos atrankos“ požymių – aminorūgščių sekų baltymuose, kuriuos koduoja genai, kurios skiriasi nuo giminingų rūšių ir kurios yra susijusios su pranašumu (adaptacija).

Teigiamos atrankos pavyzdys, kurį naudoju savo žmogaus genetikos vadovėlyje, yra Tibeto plokščiakalnio vietinių žmonių, gyvenančių daugiau nei dvi mylios virš jūros lygio, prisitaikymas dideliame aukštyje. Šie aukštaičiai turi geno versiją, vadinamą EPAS1 (hipoksijos indukuojamas faktorius 2), taip pat dviejų kitų genų variantai, leidžiantys jiems klestėti gryname ore.

Adaptyvių genetinių pokyčių tipai apima aminorūgščių pakeitimą atitinkamuose baltymuose, genų dalių ištrynimą ir, paprasčiau, pagrindinių genų dubliavimą. Veikiančių genų kopijavimas yra nuolatinė evoliucijos tema.

Vienišo George’o genomo paslaptys

Naujajame tyrime buvo rasti 43 vienišų George’o rūšių genai, kurie rodo „didžiajam vėžliui būdingą teigiamą atranką“. Jie leido gyvūnams išgyventi šimtmetį ar ilgiau, išvengti infekcijų ir sužalojimų arba lengvai su jais kovoti ir niekada nesusirgti vėžiu. „Vienišas Džordžas vis dar moko mus“, – sakė dr. Caccone pranešime spaudai.

Nenuostabu, kad tortas turėjo daug žvynuotų keratino baltymų, sudarančių jo apvalkalą, genų, o dantų genų nebuvo. Niekada nemačiau vėžlio su dantimis.

891 genas, suteikiantis imuninį atsaką, yra dubliuojamas Lonesome George, palyginti su jų kolegomis žinduolių organizme. Jis turėjo keliolika perforino geno kopijų, kurių baltymas ardo patogenų ląsteles, ir papildomų granzimų – fermentų, kurie naikina ligos sukėlėjus. Kiti imuninės sistemos genai, kurie yra per daug atstovaujami Lonesome George’o genome, ypač paveikia sienelės virusus, bakterijas, grybelius ir parazitus. Ir pagrindiniai histokompatibilumo komplekso (HMC) genai yra dubliuojami.

Genai, reguliuojantys cukraus kiekį kraujyje ir DNR atstatymą, skiriasi nuo kitų rūšių genų. Vienišas George’as ir jo broliai turėjo 8 tipų globino molekules, būdingas visiems stuburiniams gyvūnams, tačiau su variantais, apsaugančiais juos nuo mažo deguonies kiekio sąlygų. Tai buvo savybė, greičiausiai perduota iš jų vandens vėžlių protėvių.

Atlikus patikrinimą dėl didelio žinomų vėžio genų „surašymo“, Lonesome George’o genomas atskleidė 5 išsiplėtusius genus, koduojančius naviką slopinančius baltymus, o jų tapatybė rodo vaidmenį imuninėje sistemoje – imuninėje sistemoje, kuri aktyviai kovojo su vėžiu. Imunitetas gali padėti paaiškinti Peto paradoksą: mažesnį vėžio atvejų skaičių didesnėms gyvūnų rūšims.

Vienišas George’o genomas taip pat atskleidė fermento variantą, kuris rodo galimą apsaugą nuo baltymų agregacijos, kuri slypi už Parkinsono ir Alzheimerio ligų. Geno variantai TDO2 yra susiję su alfa-sinukleino agregacijos reguliavimu kirmėlėse. Geno variantas Lonesome George slopina triptofaną skaidantį fermentą, kuris apsaugo nuo baltymų agregacijos.

Man įdomiausia buvo kitų rūšių genų, susijusių su ilgaamžiškumu, tyrimas. „Anksčiau aprašėme devynis senėjimo požymius, o ištyrę 500 genų pagal šią klasifikaciją, radome įdomių variantų, galinčių turėti įtakos šešiems iš šių milžiniškų vėžlių bruožų ir atveria naujas senėjimo tyrimų linijas“, – sako dr. Lopez-Otin pasakė.

Vienišo George’o pustuzinis su senėjimu susijusių genų, turinčių unikalius variantus, skatina genomo vientisumą, DNR atstatymą (bazės iškirpimą) ir atsparumą dvigrandėms DNR lūžiams, o tai reiškia, kad CRISPR tikriausiai neveiks ant milžiniško vėžlio. Vienišas George’as taip pat sugebėjo išlaikyti ilgus savo chromosomų galus, telomerus, prailgindamas biologinio ląstelių dalijimosi laikrodį. Be to, unikalūs genų variantai rodo puikų ląstelių ir ląstelių ryšį, tvirtą citoskeletą ir mitochondrijas, kurios ypač gerai detoksikuoja.

Vienišas dalijosi pagrindiniais senėjimo genų variantais su plika kurmiu žiurkėmis, ilgiausiai gyvenančiu graužiku. Be to, George’o genomas rodo teigiamą genų atranką AHSG ir FGF19kurios koduoja sveiko žmogaus ilgaamžiškumo biomarkerius.

Tyrėjai daro išvadą: „Vienišas Džordžas – paskutinis atstovas C. abingdoniiir garsi nykstančių rūšių padėties emblema – paliko palikimą, įskaitant istoriją, parašytą jo genome, kurios atskleidimas ką tik prasidėjo.

Speedy didžiuotųsi.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.