- Jonathan ist das älteste bekannte Landtier der Welt, etwa 194 Jahre alt.
- Forscher entdeckten, dass Jonathan mehrere mit dem Altern verbundene Genvarianten trägt.
- Jonathans Genom weist ein mit Langlebigkeit verbundenes Merkmal niedriger Methylierungsentropie auf.
- Das Forschungsteam formuliert seine Schlussfolgerungen vorsichtig und betont, dass hochfidele Gentranskription möglicherweise mit Langlebigkeit zusammenhängt.
Wissenschaftler haben die Genomsequenzierung von Jonathan abgeschlossen, einer auf 194 Jahre geschätzten Aldabra-Riesenschildkröte, dem ältesten bekannten Landtier der Welt, um genetische und epigenetische Hinweise auf ihre außergewöhnliche Lebensdauer zu erforschen. Eine von Benjamin Vaisvil und Kollegen durchgeführte Studie ergab, dass Jonathan Genvarianten trägt, die mit mehreren bekannten Alterungspfaden assoziiert sind. Aldabra-Riesenschildkröten sind für ihre Langlebigkeit bekannt, doch Jonathans Alter liegt etwa 100 Jahre über der typischen Obergrenze seiner Art.
Frühere Analysen gaben diese Obergrenze mit 93,68 Jahren an. Jonathan lebt auf der Insel St. Helena im Südatlantik.
Das Forschungsteam verglich Jonathan mit einer 36 Jahre alten in Gefangenschaft lebenden Aldabra-Riesenschildkröte namens Tank und erstellte auf Basis von Tanks DNA ein Referenzgenom. Die Entnahme von Jonathans DNA erforderte sorgfältige Überlegungen. Aus Sorge um seine Gesundheit und seinen ikonischen Status auf St. Helena wurde keine Blutentnahme genehmigt. Die Forscher sammelten stattdessen Wangenschleimhautabstriche und Speichel, indem sie ihn mit Futter zum Öffnen des Mundes lockten.
Die Einzigartigkeit von Jonathans Genom
Jonathans Genom trägt Varianten, die mit DNA-Reparatur, Telomererhaltung, Insulinregulierung, Mitochondrienfunktion und Krebs assoziiert sind, berichtet das Forschungsteam. Die Forscher entdeckten 770 Gene, die Anzeichen positiver Selektion bei Jonathan aufwiesen. Diese Gene konzentrieren sich hauptsächlich auf Bereiche wie DNA-Reparatur, Mitochondrienfunktion, Insulinregulierung, oxidative Stressreaktion und Herzmuskelkontraktion. Jonathan teilt mehrere Genvarianten, die mit DNA-Reparatur, Telomerfunktion, Insulinregulierung und Mitochondrienfunktion zusammenhängen, mit dem in früheren Studien untersuchten Galapagos-Riesenschildkröten Lonesome George.
Darüber hinaus besitzt er 287 ausschließlich bei ihm gefundene Genvarianten, darunter DNA-Reparaturgene und ein mit Telomerase assoziiertes Gen.
Jonathan verfügt zudem über zusätzliche Kopien einiger Gene. Eines davon, LAMTOR4, hilft bei der Regulierung des mTOR-Signalwegs, der laut der Arbeit eine Schlüsselrolle für die menschliche Langlebigkeit spielt. Seine Perforin-Genkopienzahl beträgt 10, während Lonesome George nur 7 aufwies. Perforin wird von Immunzellen eingesetzt, um Zielzellen abzutöten; die zusätzlichen Kopien könnten die Überwachung von alternden und Krebszellen verstärken, so die Autoren.
Zusammenhang zwischen Methylierungsentropie und Langlebigkeit
Vaisvil und Kollegen untersuchten auch Jonathans Methylom, die Gesamtheit der Methylierung in seinem Genom. Methylierung bezeichnet das Hinzufügen winziger Methyl-Chemikalienmarkierungen zur DNA, was die Genexpression beeinflusst. Methylierungsentropie ist ein Merkmal des Alterns. Im Laufe der Zeit akkumulieren zufällige Veränderungen in Methylierungsmustern, was zu einer Zunahme der Methylierungsentropie führt. Die Analyse zeigte, dass Jonathan in spezifischen Genpromotoren, die mit Mitochondrienfunktion, RNA-Verarbeitung und Genomreparatur assoziiert sind, eine geringere Methylierungsentropie aufwies. Die Forscher merkten an, dass die beobachteten Bereiche niedriger Methylierungsentropie „darauf hindeuten, dass die hochfidele Transkription von Genen in diesen Wegen für langlebige Arten entscheidend ist“.
Das Forschungsteam verglich Jonathan mit vier weiteren Aldabra-Riesenschildkröten, deren Alter von 5 Jahre alten Jungtieren bis zu älteren Erwachsenen reichte. Im Vergleich zu den Jungtieren wies Jonathan eine insgesamt geringere Methylierung auf. Die Forscher formulierten ihre Schlussfolgerungen vorsichtig und gaben an, dass diese Befunde die Rolle hochfideler Gentranskription bei Langlebigkeit lediglich „nahelegen“, nicht beweisen. Die Studie wurde erstmals in „Science Advances“ veröffentlicht.
Die Bedeutung von Jonathans Genomforschung für die Langlebigkeit
Die Genomforschung an Jonathan enthüllte potenzielle genetische Mechanismen der Langlebigkeit, insbesondere Genvarianten und Methylierungsmuster, die mit dem Altern assoziiert sind. Diese Erkenntnisse vertiefen nicht nur unser Verständnis der Aldabra-Riesenschildkröte, sondern könnten auch wichtige Hinweise für die Langlebigkeitsforschung bei anderen Arten liefern. Die Studie unterstreicht die potenzielle Rolle der Hochfidelität der Genexpression bei Langlebigkeit, was für zukünftige Alternsforschung und die Erforschung gesunden Alterns von Bedeutung ist.