Lonesome George, o broască țestoasă uriașă din Galapagos, a fost ultima din specia sa. Când un cercetător a observat reptila de aproape 1,5 metri lungime care hoinărea pe insula Pinta în 1971, specia sa era considerată dispărută de zeci de ani. În cei 40 de ani care au urmat – până la moartea sa în 2012 – s-a crezut că Lonesome George este singura broască țestoasă gigantică Pinta de pe planetă.
Acum, cercetătorii folosesc materialul genetic al emblematicei țestoase împreună cu ADN-ul de la o altă broască țestoasă longevivă, țestoasa uriașă Aldabra, pentru a înțelege mai bine de ce este nevoie pentru a trăi o viață lungă.
Într-un nou studiu publicat luni în Nature Ecology and Evolution, cercetătorii au secvențiat genele lui Lonesome George și ale colegilor săi țestoase uriașe pentru a compara legăturile genetice comune dintre alte animale care trăiesc mult timp – cum ar fi șobolanii cârtiță goi, liliecii, unele specii de balene și oamenii.
Ei au descoperit un set de adaptări genetice legate de suprimarea cancerului, repararea ADN-ului și inflamația, punând bazele unor experimente viitoare privind mecanica îmbătrânirii.
Cu noua înțelegere a biologiei țestoaselor, cercetătorii speră, de asemenea, că această analiză ar putea ajuta la prevenirea sfârșitului lung și singuratic al țestoaselor gigantice rămase în lume.
Ce au făcut
Când Adalgisa ‘Gisella’ Caccone a început să încerce să asambleze setul complet de gene ale lui Lonesome George în 2010, tehnologia era lentă și costisitoare.
Secvențierea unui genom implică aflarea ordinii fiecărei baze ADN din celulele unui organism. Proiectul Genomului uman, un efort de cartografiere a tuturor genelor din genomul uman finalizat în 2003, a durat aproape 15 ani de la planificare până la finalizarea secvenței și a costat 2,7 miliarde de dolari – cu mult peste bugetul unui proiect de conservare a broaștelor țestoase.
Testoasele uriașe Aldabra provin din Seychelles, lângă coasta de est a Africii, la jumătate de lume distanță de rudele lor din insulele Galapagos. Foto: Trisha Shears
Dar Caccone, un biolog evoluționist de la Universitatea Yale, a beneficiat de un boom ulterior al tehnologiei de secvențiere. Cu secvența genetică a lui Lonesome George în mână, Caccone avea nevoie de cineva cu experiență în analiza genomului. Când un grup de cercetători din Spania a lansat un apel pentru a studia genele broaștei țestoase, Caccone le-a spus: „Ați venit din ceruri.”
Victor Quesada, de la Universitatea din Oviedo, în nordul Spaniei, a fost unul dintre acești cercetători. El a văzut o oportunitate de a compara aceste reptile rare cu ceea ce știm deja despre îmbătrânirea umană și apoi de a explora genele care ar putea controla acest proces.
Un genom nu vine împărțit în gene, așa că echipa a ales două metode pentru a-l descompune.
Prima a fost o „abordare automată”, a spus Quesada. Ei au încercat să prezică toate genele prezente în țestoasele gigantice folosind un algoritm care a comparat genomurile lor cu secvențele de gene cunoscute de la broaștele țestoase chinezești cu carapace moale și de la oameni.
„Oamenii și țestoasele au avut un strămoș comun în urmă cu aproximativ 300 de milioane de ani, așa că, în ciuda diferențelor lor vizuale, speciile încă împărtășesc o mulțime de gene”, a spus Quesada. „Fiecare lecție biochimică pe care o înveți de la o specie, probabil că ai putea să o aplici indirect la alta.”
A doua abordare a fost o analiză manuală. „Am căutat genele asociate cu longevitatea”, a spus Quesada. Pentru ca un organism să trăiască mult timp, acesta trebuie să evite bolile – cum ar fi cancerul și diabetul – precum și degenerarea articulațiilor, mușchilor și organelor sale. Astfel, lista lui Quesada a inclus gene cunoscute pentru a produce proteine care reglează modul în care un organism procesează nutrienții, repară ADN-ul și elimină agenții patogeni și tumorile.
După ce au vizat mai mult de 3.000 de gene de interes, cercetătorii au putut desluși variațiile dintre oameni și țestoase.
„Această analiză este foarte puternică. Ea distinge această lucrare de multe alte lucrări”, a declarat Vadim Gladyshev, un biolog care studiază îmbătrânirea la Harvard Medical School și care nu a fost implicat în noul studiu. „Lucrarea este un progres important în ceea ce privește biologia broaștelor țestoase, dar în ceea ce privește abordarea comparativă, este, de asemenea, o resursă importantă.”
De ce contează
Grație acestei analize, cercetătorii au reușit să restrângă lista lor inițială de 3.000 de gene la 43 de secvențe specifice care ar fi putut contribui la viața lungă și fără boli a lui Lonesome George. Pentru cercetătorii care studiază îmbătrânirea, acestea vor fi următoarele ținte pentru experimente ulterioare privind modul în care aceste gene schimbă efectiv viața unui organism.
Înțelegerea acestor gene ar putea fi vitală pentru speciile înrudite cu Lonesome George, a declarat Linda Cayot, consilier științific la Galapagos Conservancy, un grup care militează pentru protecția Insulelor Galapagos și a locuitorilor lor animali. Existența lor lungă și lentă „a fost cheia supraviețuirii lor – de la o perioadă de supraexploatare la o perioadă de mai multă iluminare și conservare”, a scris ea într-un e-mail.
Moartea lui Lonesome George, a spus Cayot, a inspirat interesul științific pentru țestoasele gigantice și a stimulat eforturile de conservare care ar putea proteja speciile rămase de țestoase gigantice din Galapagos de aceeași soartă. „Plănuim chiar să restaurăm o populație de țestoase pe Pinta – insula lui Lonesome George”, a scris Cayot.
Lonesome George a fost o icoană a conservării, a spus Caccone, dar o icoană a conservării care poate oferi, de asemenea, informații despre sănătatea și îmbătrânirea oamenilor: Rareori găsești „un genom care să le poată face pe amândouă.”
„Când secvențiați ultimul animal al unei specii, cât de des ultimul mesaj pe care îl transmite este unul de speranță pentru noi?” a spus Caccone.