Гренландська акула — не з тих, що вражає своєю красою. Її масивне тіло вкрите шкірою, схожою на наждачний папір, плавці виглядають непропорційно короткими, а каламутні очі часто стають притулком для паразитів, що нагадують черв'яків. Цей вид повільно пересувається холодними водами Північної Атлантики та Арктики, і, попри свою непривабливість, має унікальну здатність: гренландська акула може жити до 400 років.
Нещодавно міжнародна команда вчених з Європи та США завершила мапування геному гренландської акули, відкриваючи нові можливості для розуміння механізмів, що забезпечують таке надзвичайне довголіття.
"Будь-яке дослідження механізмів, які дозволяють цій тварині жити так довго, потребує геномної послідовності", — зазначив Стів Хоффманн, біолог-обчислювач з Інституту старіння Лейбніца та Університету імені Фрідріха Шиллера в Німеччині, який очолив дослідження.
Гігантський геном і загадкові гени
Дослідження, опубліковане у вигляді препринту на платформі bioRxiv, представляє повну збірку геному акули, яка розкриває унікальні генетичні особливості. Вчені виявили, що геном гренландської акули складається з приблизно 6,5 мільярдів пар основ ДНК, що вдвічі більше, ніж у людей. Це найбільший геном серед усіх акул, які були секвеновані на сьогодні.
Значна частина геному, понад дві третини, складається з так званих транспозонів, або "стрибаючих генів", які мають здатність вставлятися в інші гени та самореплікуватися за допомогою механізму копіювання і вставки. Часто вони можуть викликати мутації, видалення або дублювання генів, що призводить до розвитку захворювань або порушень у організмі.
"Це генетичні паразити," — пояснює Хоффманн. "Вони мають погану репутацію."
Секрети довголіття
Вчені задаються питанням, як акули можуть жити так довго, маючи в своєму геномі велику кількість потенційно шкідливих генів. Вони припускають, що гренландські акули могли еволюціонувати таким чином, щоб використовувати механізм "стрибаючих генів" для дублювання генів, відповідальних за відновлення ДНК.
"Це тварини, які живуть довше за людей, і роблять це в природних умовах, без ліків, лікарень чи медичної допомоги," — зазначив Жуан Педро де Магальяйнш, молекулярний біогеронтолог з Університету Бірмінгема в Англії, який не брав участі у дослідженні.
Вивчення гренландських акул може допомогти вченим одного дня розробити методи лікування раку або заходи профілактики, а також глибше зрозуміти природу старіння, що приведе до клінічних переваг для людей.
Змагання за розкриття геному
Уперше про унікальну тривалість життя гренландської акули стало відомо у 2016 році, коли в журналі Science було опубліковане дослідження, в якому вчені використовували методи радіовуглецевого датування для визначення віку 28 акул цього виду. Найстарішій з них могло бути близько 400 років, а статевої зрілості акули досягають лише у віці приблизно 150 років.
З тих пір вчені з усього світу намагаються розгадати таємницю довголіття цих створінь. Одні досліджують їхнє серце, інші зосереджуються на метаболізмі, а багато хто моніторить їхню поведінку та екологію.
Однак головною метою завжди було розкриття геному гренландської акули. Протягом останніх п'яти років щонайменше три команди змагалися за те, щоб створити повну генетичну послідовність цієї акули.
Нові відкриття та перспективи
Команда Хоффманна першою опублікувала геном акули, який покриває приблизно 92% її ДНК. Це досягнення стало можливим завдяки тривалим польовим дослідженням, включаючи експедиції до берегів Гренландії, де команда виловлювала акул, брала зразки тканин із їхніх спинних мозків, які потім відправлялися до Інституту Лейбніца для подальшого аналізу.
Одним з ключових відкриттів стала ідентифікація мережі з 81 гена, які відповідали за відновлення ДНК і були виявлені лише у гренландських акул. Ці гени, можливо, дозволяють акулам боротися зі шкодою, що її спричиняють "стрибаючі гени", і покращувати здатність до відновлення ДНК.
Попереду багато роботи, але науковці вже на порозі великих відкриттів. Тепер, коли геном розкрито, вони зможуть розробляти нові гіпотези і перевіряти їх. Наука про старіння та довголіття може отримати новий поштовх завдяки цій незвичайній акулі з глибин Арктики.
