علماء يحللون جينوم السلحفاة العملاقة جوناثان البالغة 194 عاماً ويكشفون أسرار طول العمر

أكمل العلماء تسلسل جينوم جوناثان (Jonathan)، وهي سلحفاة ألدابرا العملاقة التي يُقدر عمرها بـ 194 عاماً وتعد أقدم حيوان بري معروف في العالم، بهدف استكشاف الأدلة الجينية واللاجينية لعمرها الاستثنائي. وقد اكتشف بحث أجراه بنجامين فايسفيل (Benjamin Vaisvil) وزملاؤه أن جوناثان يحمل متغيرات جينية مرتبطة بعدة مسارات شيخوخة معروفة. وتشتهر سلاحف ألدابرا العملاقة بطول عمرها، لكن عمر جوناثان يتجاوز الحد الأقصى النمطي لجنسه بحوالي 100 عام.

أشارت تحليلات سابقة إلى أن هذا الحد الأقصى يبلغ 93.68 عاماً. ويعيش جوناثان في جزيرة سانت هيلينا في جنوب المحيط الأطلسي.

قارن فريق البحث جوناثان بسلحفاة ألدابرا عملاقة أسيرة تبلغ 36 عاماً تدعى تانك (Tank)، وأسس جينوماً مرجعياً استناداً إلى حمض نووي تانك. وقد تطلب جمع حمض نووي جوناثان دراسة متأنية. ونظراً للمخاوف على صحته ومكانته الرمزية في سانت هيلينا، لم يُسمح بسحب الدم. فجمع الباحثون مسحات خد وعينات لعاب، مستخدمين الطعام لإغرائه بفتح فمه.

خصوصية جينوم جوناثان

يحمل جينوم جوناثان متغيرات مرتبطة بإصلاح الحمض النووي، وصيانة التيلوميرات، وتنظيم الأنسولين، ووظيفة الميتوكوندريا، والسرطان، حسبما أفاد فريق البحث. ووجد الباحثون 770 جيناً تظهر علامات انتخاب إيجابي في جوناثان. وتتركز هذه الجينات بشكل رئيسي في مجالات إصلاح الحمض النووي، ووظيفة الميتوكوندريا، وتنظيم الأنسولين، والاستجابة للإجهاد التأكسدي، وانقباض عضلة القلب. ويشترك جوناثان مع سلحفاة غالاباغوس العملاقة "الوحيد جورج" (Lonesome George) التي دُرست سابقاً في عدة متغيرات جينية مرتبطة بإصلاح الحمض النووي، ووظيفة التيلوميرات، وتنظيم الأنسولين، ووظيفة الميتوكوندريا.

بالإضافة إلى ذلك، يمتلك 287 متغيراً جينياً لم تُعثر عليه إلا فيه، بما في ذلك جينات لإصلاح الحمض النووي وجين مرتبط بالتيلوميراز.

يمتلك جوناثان أيضاً نسخاً إضافية من بعض الجينات. ومن بينها جين LAMTOR4 الذي يساعد في تنظيم مسار mTOR، وتصف الورقة دوره بأنه محوري في طول عمر الإنسان. وبلغ عدد نسخ جين البيرفورين لديه 10 نسخ، بينما يمتلك "الوحيد جورج" 7 نسخ فقط. ويستخدم البيرفورين من قبل الخلايا المناعية لقتل الخلايا المستهدفة، ويقول المؤلفون إن النسخ الإضافية قد تعزز المراقبة ضد الخلايا الشيخوخة والسرطانية.

علاقة إنتروبيا المثيلة بطول العمر

درس فايسفيل وزملاؤه أيضاً ميثيلوم جوناثان، وهو النمط العام للمثيلة في جينومه. والمثيلة هي إضافة علامات كيميائية ميثيلية صغيرة إلى الحمض النووي، مما يؤثر على التعبير الجيني. وإنتروبيا المثيلة هي علامة للشيخوخة. فمع مرور الوقت، تتراكم تغيرات عشوائية في أنماط المثيلة، مما يؤدي إلى زيادة إنتروبيا المثيلة. وأظهر التحليل أن إنتروبيا المثيلة لدى جوناثان منخفضة في محفزات جينية محددة مرتبطة بوظيفة الميتوكوندريا، ومعالجة الحمض النووي الريبي، وإصلاح الجينوم. وأشار الباحثون إلى أن مناطق إنتروبيا المثيلة المنخفضة الملاحظة "تشير إلى أن النسخ عالي الدقة للجينات في هذه المسارات أمر بالغ الأهمية للأنواع طويلة العمر".

قارن فريق البحث جوناثان بأربع سلاحف ألدابرا عملاقة أخرى، تراوحت أعمارها بين 5 سنوات لصغار السلاحف والبالغين الأكبر سناً. وبالمقارنة مع الصغار، أظهرت جوناثان مستوى مثيلة إجمالياً أقل. وصاغ الباحثون استنتاجاتهم بحذر، مشيرين إلى أن هذه النتائج "تشير" إلى دور النسخ الجيني عالي الدقة في طول العمر، دون إثباته. ونُشرت الدراسة لأول مرة في دورية "ساينس أدفانسز" (Science Advances).

دلالات بحث جينوم جوناثان لطول العمر

كشف بحث جينوم جوناثان عن آليات جينية محتملة لطول العمر، لا سيما المتغيرات الجينية وأنماط المثيلة المرتبطة بالشيخوخة. ولا تعمق هذه الاكتشافات فهمنا لسلاحف ألدابرا العملاقة فحسب، بل قد توفر أيضاً أدلة مهمة لأبحاث طول العمر في أنواع أخرى. وتؤكد الدراسة على الدور المحتمل لدقة التعبير الجيني العالية في طول العمر، وهو ما يكتسي أهمية بالغة لأبحاث الشيخوخة المستقبلية واستكشاف الشيخوخة الصحية.