Lonesome George, egy vénséges galápagosi óriásteknős volt az utolsó fajtársa. Amikor egy kutató 1971-ben meglátta a közel kétméteres hüllőt a Pinta-szigeten kószálni, faját már évtizedek óta kihaltnak hitték. Az ezt követő 40 évben – egészen 2012-ben bekövetkezett haláláig – úgy vélték, hogy Lonesome George az egyetlen Pinta óriásteknős a Földön.
Most a kutatók az ikonikus teknős genetikai anyagát egy másik hosszú életű teknős, az aldabrai óriásteknős DNS-ével együtt használják fel, hogy jobban megértsék, mi kell a hosszú élethez.
A Nature Ecology and Evolution című szaklapban hétfőn megjelent új tanulmányban a kutatók szekvenálták Lonesome George és társai, az óriásteknősök génjeit, hogy összehasonlítsák a többi hosszú életű állat – például a meztelen vakondpatkányok, a denevérek, egyes bálnafajok és az emberek – közös genetikai kapcsolatait.
Megállapítottak egy sor genetikai adaptációt, amelyek a rák elnyomásával, a DNS-javítással és a gyulladással kapcsolatosak, megalapozva ezzel az öregedés mechanizmusának jövőbeli kísérleteit.
A teknősök biológiájába való új betekintéssel a kutatók azt is remélik, hogy ez az elemzés segíthet megelőzni a világon megmaradt óriásteknősök hosszú, magányos végét.
Mit csináltak
Amikor Adalgisa “Gisella” Caccone 2010-ben megpróbálta összeállítani Lonesome George teljes génkészletét, a technológia lassú és drága volt.
A genom szekvenálása azt jelenti, hogy egy szervezet sejtjeiben minden egyes DNS-bázis sorrendjét meg kell találni. A humán genomprojekt, az emberi genom összes génjének feltérképezésére irányuló, 2003-ban befejezett erőfeszítés közel 15 évet vett igénybe a tervezéstől a szekvenálás befejezéséig, és 2,7 milliárd dollárba került – ami jóval meghaladja egy teknősvédelmi projekt költségvetését.
Aldabrai óriásteknősök az Afrika keleti partjai közelében fekvő Seychelle-szigetekről származnak, egy fél világnyira a Galapagos-szigeteken élő rokonaiktól. Fotó: Trisha Shears
De Caccone, a Yale Egyetem evolúcióbiológusa profitált a szekvenálási technológia későbbi fellendüléséből. Mivel Lonesome George genetikai szekvenciája a kezében volt, Caccone-nak szüksége volt valakire, aki jártas a genomelemzésben. Amikor egy spanyolországi kutatócsoport felhívást tett közzé a teknősök génjeinek tanulmányozására, Caccone azt mondta nekik: “Önök a mennyből jöttek.”
Victor Quesada, az észak-spanyolországi Oviedo Egyetem munkatársa volt az egyik ilyen kutató. Lehetőséget látott arra, hogy összehasonlítsák ezeket a ritka hüllőket azzal, amit már tudunk az emberi öregedésről, majd feltárják azokat a géneket, amelyek irányíthatják a folyamatot.
A genom nem jön génekre bontva, ezért a csapat két módszert választott a lebontására.
Az első egy “automatikus megközelítés” volt, mondta Quesada. Megpróbálták megjósolni az óriásteknősökben jelen lévő összes gént egy olyan algoritmus segítségével, amely összehasonlította a genomjukat a kínai lágyhéjú teknősök és az emberek ismert génszekvenciáival.
“Az emberek és a teknősök körülbelül 300 millió évvel ezelőtt osztoztak egy közös ősön, így a fajok a vizuális különbségek ellenére is sok génjük közös” – mondta Quesada. “Minden biokémiai leckét, amit az egyik fajról megtanulunk, valószínűleg közvetve alkalmazhatjuk egy másik fajra is.”
A második megközelítés egy kézi elemzés volt. “A hosszú élettartamhoz kapcsolódó géneket kerestünk” – mondta Quesada. Ahhoz, hogy egy szervezet sokáig éljen, el kell kerülnie a betegségeket – például a rákot és a cukorbetegséget -, valamint az ízületek, izmok és szervek degenerációját. Quesada listáján tehát olyan gének szerepeltek, amelyekről ismert, hogy olyan fehérjéket termelnek, amelyek szabályozzák, hogyan dolgozza fel a szervezet a tápanyagokat, javítja a DNS-t és pusztítja el a kórokozókat és a daganatokat.
A több mint 3000 érdekes gén megcélzásával a kutatók ki tudták bogozni az emberek és a teknősök közötti eltéréseket.
“Ez az elemzés nagyon erős. Ez különbözteti meg ezt a tanulmányt sok más tanulmánytól” – mondta Vadim Gladyshev biológus, aki a Harvard Medical Schoolon az öregedést tanulmányozza, és nem vett részt az új tanulmányban. “A tanulmány fontos előrelépés a teknősök biológiája szempontjából, de az összehasonlító megközelítés szempontjából is fontos forrás.”
Miért fontos
Az elemzésnek köszönhetően a kutatók le tudták szűkíteni a 3000 génből álló eredeti listát 43 konkrét szekvenciára, amelyek hozzájárulhattak Lonesome George hosszú, betegségmentes életéhez. Az öregedést tanulmányozó kutatók számára ezek lesznek a következő célpontok a további kísérletekhez, amelyek azt vizsgálják, hogy ezek a gének valójában hogyan változtatják meg egy szervezet életét.
A gének megismerése létfontosságú lehet a Lonesome George-dzsal rokon fajok számára, mondta Linda Cayot, a Galapagos Conservancy tudományos tanácsadója, egy olyan csoport, amely a Galapagos-szigetek és állatviláguk védelméért száll síkra. Hosszú, lassú létük “kulcsfontosságú volt a túlélésükhöz – a túlzott kizsákmányolás idejéből a nagyobb felvilágosodás és a természetvédelem idejébe” – írta e-mailben.
Cayot szerint Lonesome George halála inspirálta a tudományos érdeklődést az óriásteknősök iránt, és ösztönözte a természetvédelmi erőfeszítéseket, amelyek megvédhetik a megmaradt galápagosi óriásteknős fajokat ugyanattól a sorstól. “Még azt is tervezzük, hogy Pintán – Lonesome George szigetén – helyreállítunk egy teknőspopulációt” – írta Cayot.
Lonesome George egy természetvédelmi ikon volt, mondta Caccone, de egy olyan természetvédelmi ikon, amely az emberi egészségről és öregedésről is tanulságokkal szolgálhat: Ritkán fordul elő, hogy “egy genom mindkettőre képes.”
“Amikor egy faj utolsó állatát szekvenáljuk, milyen gyakran van az, hogy az utolsó üzenet, amit küld, reményt sugároz számunkra?”. mondta Caccone.