Гренландские акулы (Somniosus microcephalus) — это живые ископаемые, обитающие в ледяных водах Арктики. Их биологические характеристики поражают воображение: они растут всего на один сантиметр в год, достигают половой зрелости лишь к 150 годам, а общая продолжительность их жизни может составлять почти четыре века, что делает их абсолютными рекордсменами среди позвоночных. До недавнего времени секреты их невероятного долголетия оставались загадкой, но теперь наука получила мощный инструмент для поиска ответов.
Расшифровка генетического чертежа
Международная группа ученых под руководством Сигэхару Киносита из Токийского университета совершила прорыв, составив первую исчерпывающую карту почти всего генома этого удивительного существа. Исследователям удалось секвенировать около 96,7% ДНК, что составляет колоссальные 5,9 миллиарда пар оснований. Анализ этой базы данных позволил выявить уникальные генетические особенности, которые могут быть ключом к защите организма от старения.
Одним из главных открытий стали мутации в белке гистона H1.0. Эти белки отвечают за упаковку ДНК в плотные структуры — хроматин. Ученые предполагают, что специфические замены аминокислот у акул делают эту «упаковку» невероятно стабильной, эффективно защищая генетический код от износа и повреждений, которые неизбежно накапливаются с возрастом у других видов.
Бронированный иммунитет и защита клеток
Помимо защиты ДНК, исследователи обнаружили у акулы настоящий арсенал для борьбы со стрессом и болезнями. Было выявлено значительное расширение гена FTH1b, отвечающего за хранение железа. У гренландской акулы было найдено 59 копий этого гена, тогда как у родственных видов их гораздо меньше. Это обеспечивает мощную защиту от ферроптоза — процесса клеточной смерти, связанного с окислительным стрессом.
Кроме того, геном показал наличие расширенных семейств генов, напрямую связанных с усиленной иммунной функцией, устойчивостью к развитию опухолей и эффективными механизмами репарации (починки) поврежденных участков ДНК.
Хотя исследование проводилось на образце одной особи, полученные данные закладывают фундаментальную основу для будущих работ. Этот генетический ресурс не только помогает понять эволюцию хрящевых рыб, но и открывает новые горизонты в изучении процессов старения, потенциально приближая человечество к созданию новых методов лечения рака и возрастных заболеваний.
Итоги работы ученых опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Изображение: сборка генома S. microcephalus. (A) S. microcephalus (B) Карта контактов хроматина с прямоугольниками и стрелками, указывающими на псевдохромосомы 10, 20, 30 и 40. (C) Сравнение статистических данных сборки генома между S. microcephalus, Squalus acanthias, Scyliorhinus canicula и C. plagiosum. (D) Разбиение полных сборок генома на различные элементы. Источник:
Труды Национальной академии наук
