Osamělý George, čarovná galapážská želva obrovská, byl poslední svého druhu. Když výzkumník v roce 1971 spatřil téměř dvoumetrového plaza potulujícího se po ostrově Pinta, byl jeho druh po desetiletí považován za vyhynulý. Během následujících 40 let – až do své smrti v roce 2012 – byl Osamělý George považován za jedinou pintskou želvu obrovskou na planetě.
Nyní vědci využívají genetický materiál této ikonické želvy spolu s DNA jiné dlouhověké želvy, želvy obrovské z Aldabry, aby lépe pochopili, co je potřeba k dlouhému životu.
V nové studii publikované v pondělí v časopise Nature Ecology and Evolution vědci sekvenovali geny osamělého George a jeho kolegů želv obrovských, aby porovnali společné genetické vazby mezi dalšími dlouhověkými živočichy – například nahými krtky, netopýry, některými druhy velryb a lidmi.
Zjistili soubor genetických adaptací souvisejících s potlačováním rakoviny, opravami DNA a záněty, čímž položili základy pro budoucí experimenty s mechanismy stárnutí.
Vědci také doufají, že díky novému vhledu do biologie želv by tato analýza mohla pomoci zabránit dlouhému osamělému konci zbývajících obřích želv na světě.
Co udělali
Když se Adalgisa „Gisella“ Cacconeová začala v roce 2010 pokoušet sestavit kompletní soubor genů Osamělého George, byla tato technologie pomalá a drahá.
Sekvenování genomu zahrnuje zjištění pořadí každé báze DNA v buňkách organismu. Projekt lidského genomu, jehož cílem bylo zmapovat všechny geny v lidském genomu a který byl dokončen v roce 2003, trval od plánování po dokončení sekvenování téměř 15 let a stál 2,7 miliardy dolarů – což je částka, která se vymyká rozpočtu projektu na ochranu želv.
Želvy obrovské Aldabra pocházejí ze Seychel poblíž východního pobřeží Afriky, tedy na půl světa od svých příbuzných na Galapágách. Foto: Trisha Shears
Ale Caccone, evoluční biolog z Yaleovy univerzity, těžil z následného rozmachu sekvenační technologie. Když měl Caccone v ruce genetickou sekvenci osamělého George, potřeboval někoho s odbornými znalostmi v oblasti analýzy genomu. Když skupina výzkumníků ze Španělska vyhlásila výzvu ke studiu želvích genů, Caccone jim řekl: „Přišli jste z nebe.“
Victor Quesada z univerzity v Oviedu v severním Španělsku byl jedním z těchto výzkumníků. Viděl příležitost porovnat tyto vzácné plazy s tím, co už víme o lidském stárnutí, a pak prozkoumat geny, které by mohly tento proces řídit.
Genom se nedělí na geny, takže tým zvolil dvě metody jeho rozdělení.
První byl „automatický přístup“, řekl Quesada. Pokusili se předpovědět všechny geny přítomné u obřích želv pomocí algoritmu, který porovnával jejich genomy se známými genovými sekvencemi čínských želv softshell a lidí.
„Lidé a želvy měli společného předka asi před 300 miliony let, takže i přes vizuální rozdíly mají tyto druhy stále mnoho společných genů,“ řekl Quesada. „Každou biochemickou lekci, kterou se naučíte od jednoho druhu, byste pravděpodobně mohli nepřímo aplikovat na jiný.“
Druhým přístupem byla manuální analýza. „Hledali jsme geny spojené s dlouhověkostí,“ řekl Quesada. Aby organismus žil dlouho, musí se vyhýbat nemocem – jako je rakovina a cukrovka – a také degeneraci kloubů, svalů a orgánů. Quesadův seznam tedy zahrnoval geny, o nichž je známo, že produkují proteiny, které regulují způsob, jakým organismus zpracovává živiny, opravuje DNA a zabíjí patogeny a nádory.
Zaměřením se na více než 3 000 zájmových genů mohli vědci odhalit rozdíly mezi lidmi a želvami.
„Tato analýza je velmi účinná. Odlišuje tuto práci od mnoha jiných,“ řekl Vadim Gladyshev, biolog, který se zabývá stárnutím na Harvard Medical School a na nové studii se nepodílel. „Tato práce je důležitým pokrokem z hlediska biologie želv, ale z hlediska srovnávacího přístupu je také důležitým zdrojem informací.“
Proč je to důležité
Díky této analýze mohli vědci zúžit původní seznam 3 000 genů na 43 konkrétních sekvencí, které mohly přispět k dlouhému životu Samotáře George bez nemocí. Pro vědce, kteří se zabývají stárnutím, to budou další cíle pro další experimenty, při nichž budou zkoumat, jak tyto geny skutečně mění život organismu.
Poznání těchto genů by mohlo mít zásadní význam pro druhy příbuzné Osamělému Georgovi, uvedla Linda Cayotová, vědecká poradkyně organizace Galapagos Conservancy, která se zasazuje o ochranu Galapážských ostrovů a jejich zvířecích obyvatel. Jejich dlouhá a pomalá existence „byla klíčem k jejich přežití – z doby nadměrného využívání do doby větší osvěty a ochrany,“ napsala v e-mailu.
Smrt Osamělého George podle Cayotové inspirovala vědecký zájem o želvy obrovské a podnítila ochranářské úsilí, které by mohlo ochránit zbývající druhy galapážských želv obrovských před stejným osudem. „Dokonce plánujeme obnovit populaci želv na ostrově Pinta – ostrově osamělého George,“ napsal Cayot.
Osamělý George byl ikonou ochrany přírody, řekl Caccone, ale ikonou ochrany přírody, která může také poskytnout poznatky o lidském zdraví a stárnutí:
„Když sekvencujete posledního jedince nějakého druhu, jak často je poslední zpráva, kterou pro nás vysílá, zprávou o naději?“
„Když sekvencujete posledního jedince nějakého druhu, jak často je poslední zpráva, kterou pro nás vysílá, zprávou o naději.
Caccone řekl.