Lonesome George, en gammel Galapagos-skildpadde, var den sidste af sin slags. Da en forsker opdagede det næsten 1,5 meter lange krybdyr, der strejfede rundt på Pinta Island i 1971, havde man i årtier troet, at hans art var uddød. I de 40 år, der fulgte – indtil hans død i 2012 – troede man, at Lonesome George var den eneste Pinta-kæmpeskildpadde på planeten.
Nu bruger forskerne den ikoniske skildpaddes genetiske materiale sammen med DNA fra en anden langlevende skildpadde, Aldabra-gæmpeskildpadden, for bedre at forstå, hvad der skal til for at leve et langt liv.
I en ny undersøgelse, der blev offentliggjort mandag i Nature Ecology and Evolution, har forskerne sekventeret Lonesome George og hans kolleger blandt kæmpeskildpaddernes gener for at sammenligne de fælles genetiske forbindelser blandt andre dyr, der lever længe – såsom nøgne muldvarpe, flagermus, nogle arter af hvaler og mennesker.
De fandt en række genetiske tilpasninger relateret til kræftundertrykkelse, DNA-reparation og inflammation, hvilket lægger grunden til fremtidige eksperimenter om aldringens mekanik.
Med den nye indsigt i skildpaddebiologien håber forskerne også, at denne analyse kan være med til at forhindre den lange, ensomme ende for verdens resterende kæmpeskildpadder.
Hvad de gjorde
Da Adalgisa ‘Gisella’ Caccone begyndte at forsøge at samle det komplette sæt af Lonesome Georges gener i 2010, var teknologien langsom og dyr.
Sekventering af et genom indebærer, at man skal finde ud af rækkefølgen af hver enkelt DNA-base i en organismes celler. Human Genome Project, et forsøg på at kortlægge alle gener i det menneskelige genom, der blev afsluttet i 2003, tog næsten 15 år fra planlægning til færdiggørelse af sekvensen og kostede 2,7 milliarder dollars – langt uden for budgettet for et skildpaddebevaringsprojekt.
Aldabra-gigantskildpadder kommer fra Seychellerne nær Afrikas østkyst, en halv verden væk fra deres slægtninge på Galapagos-øerne. Foto af Trisha Shears
Men Caccone, der er evolutionsbiolog fra Yale University, nød godt af et efterfølgende boom i sekventeringsteknologien. Med Lonesome George’s genetiske sekvens i hånden havde Caccone brug for en person med ekspertise inden for genomanalyse. Da en gruppe forskere fra Spanien efterlyste skildpaddegener til undersøgelse, sagde Caccone til dem: “I er kommet fra himlen.”
Victor Quesada fra universitetet i Oviedo i det nordlige Spanien var en af disse forskere. Han så en mulighed for at sammenligne disse sjældne krybdyr med det, vi allerede ved om menneskers aldring, og derefter at udforske de gener, der kan kontrollere processen.
Et genom er ikke opdelt i gener, så holdet valgte to metoder til at opdele det.
Den første var en “automatisk tilgang”, sagde Quesada. De forsøgte at forudsige alle de gener, der findes i kæmpeskildpadderne, ved hjælp af en algoritme, der sammenlignede deres genomer med kendte gensekvenser fra kinesiske blødskildpadder og mennesker.
“Mennesker og skildpadder havde en fælles forfader for omkring 300 millioner år siden, så på trods af deres visuelle forskelle deler arterne stadig en masse gener,” sagde Quesada. “Hver biokemisk lektion, du lærer fra én art, kan du sandsynligvis anvende den indirekte på en anden art.”
Den anden tilgang var en manuel analyse. “Vi ledte efter gener, der er forbundet med lang levetid,” sagde Quesada. For at en organisme kan leve længe, skal den undgå sygdomme – som kræft og diabetes – samt degeneration af led, muskler og organer. Quesada’s liste omfattede derfor gener, der er kendt for at producere proteiner, som regulerer den måde, hvorpå en organisme bearbejder næringsstoffer, reparerer DNA og dræber patogener og tumorer.
Gennem at målrette mere end 3.000 gener af interesse kunne forskerne finde frem til variationerne mellem mennesker og skildpadder.
“Den analyse er meget kraftfuld. Den adskiller denne artikel fra mange andre artikler,” sagde Vadim Gladyshev, en biolog, der studerer aldring på Harvard Medical School, og som ikke var involveret i den nye undersøgelse. “Papiret er et vigtigt fremskridt med hensyn til skildpaddebiologi, men med hensyn til den komparative tilgang er det også en vigtig ressource.”
Hvorfor det har betydning
Dank være denne analyse kunne forskerne indsnævre deres oprindelige liste på 3.000 gener til 43 specifikke sekvenser, der kunne have bidraget til Lonesome Georges lange, sygdomsfrie liv. For forskere, der studerer aldring, vil disse være de næste mål for yderligere eksperimenter om, hvordan disse gener rent faktisk ændrer en organismes liv.
Forståelse af disse gener kan være afgørende for arter, der er beslægtet med Lonesome George, sagde Linda Cayot, videnskabelig rådgiver for Galapagos Conservancy, en gruppe, der arbejder for beskyttelse af Galapagosøerne og deres animalske beboere. Deres lange, langsomme eksistens “har været nøglen til deres overlevelse – fra en tid med overudnyttelse til en tid med større oplysning og bevarelse”, skrev hun i en e-mail.
Lonesome Georges død, sagde Cayot, inspirerede den videnskabelige interesse for kæmpeskildpadder og ansporede til bevaringsbestræbelser, der kan beskytte de resterende arter af Galapagos-kæmpeskildpadder mod den samme skæbne. “Vi har endda planer om at genoprette en skildpaddebestand på Pinta – Lonesome Georges ø,” skrev Cayot.
Lonesome George var et bevarelsesikon, sagde Caccone, men et bevarelsesikon, der også kan give indsigt i menneskers sundhed og aldring: Det er sjældent, at man finder “et genom, der kan gøre begge dele.”
“Når du sekvenserer det sidste dyr af en art, hvor ofte er det sidste budskab, det sender, så et budskab om håb for os?” sagde Caccone.