اكتشف العلماء السمات الوراثية التي قد تفسر طول عمر السلحفاة البالغة من العمر 194 عامًا

تفتخر جزيرة سانت هيلينا النائية الواقعة جنوب المحيط الأطلسي بشخصية عالمية مشهورة: السلحفاة جوناثان، أقدم حيوان بري حي. بعمر 194 عامًا، تجاوز العمر المتوقع لسلحفاة ألدابرا العملاقة (Aldabrachelys gigantea) بحوالي قرن من الزمان. الآن، حدد العلماء مجموعة من السمات الجينية والجينية الفريدة التي قد تحمل مفتاح طول العمر. ركز البحث الجديد على جينات جوناثان، بالإضافة إلى العلامات الكيميائية الموجودة فوق جزيئات الحمض النووي، والمعروفة باسم “العلامات اللاجينية”. تساعد هذه العلامات في التحكم في الجينات التي يتم تنشيطها وإلى أي درجة. وجد التحليل أن جينات جوناثان المرتبطة بوظيفة الميتوكوندريا في حالة رائعة، من الناحية اللاجينية، مما يشير إلى أنها لعبت دورًا كبيرًا في نجاح السلحفاة. وبينما ارتبطت وظيفة الميتوكوندريا منذ فترة طويلة بطول العمر وارتبط خلل الميتوكوندريا بالمرض، فإن جوناثان يقدم رؤية جديدة لهذه الديناميكية، كما قال ستيفن كلارك، المؤلف المشارك في الدراسة، كبير العلماء في مؤسسة كاليل، وهي منظمة غير ربحية في أبحاث ناشفيل. تستهدف الأدوية تعزيز طول عمر الإنسان. أحدث مقاطع الفيديو منLive ScienceClark وزملاؤه نشروا النتائج التي توصلوا إليها يوم الأربعاء (7 أكتوبر) في مجلة Science Advances. فك أسرار جوناثان للحياة الطويلة منذ ما يقرب من عقد من الزمن، قام الباحثون بتجنيد جو هولينز، الطبيب البيطري المكلف برعاية جوناثان، لجمع عينات من الحيوان الذي سجل الأرقام القياسية. منعت سلطات الجزيرة الطبيب البيطري من سحب دم السلحفاة خوفا من خطر العدوى. ربما يعجبك: “لم أكن أريد أن أكون الطبيب الذي قتل جوناثان”، هذا ما قاله كلارك لموقع Live Science. قام هولينز بجمع العينات عن طريق مسحة الخد بدلاً من ذلك. وعندما وصلت العينات إلى الولايات المتحدة، قام الباحثون بتسلسلها، ولكن عندما استمرت أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم في التعطل، اكتشفوا أن الحمض النووي قد تم عزله من البكتيريا الموجودة في فم جوناثان بدلاً من خلايا السلحفاة نفسها. احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم مباشرة إلى صندوق البريد الخاص بك. وقال كلارك “كان عليه أن يعود ويستجدي” للحصول على إذن لجمع المزيد من البيانات. ثم أرسل الطبيب البيطري عينات من كشط الخد، والتي يتم جمعها باستخدام أداة مختلفة قليلاً عن مسحات الخد. هذه المرة، كان الحمض النووي في الواقع من جوناثان. كان الحمض النووي المعزول من عينات أنسجة الخد أكثر مجزأًا مما كان عليه في عينة الدم، لذلك قام الباحثون بملء الفجوات باستخدام جينوم مرجعي موجود من سلحفاة ألدابرا البالغة من العمر 36 عامًا تدعى تانك. كما قارنوا الحمض النووي لجوناثان مع سلحفاة غالاباغوس (Chelonoidis abingdoni) التي تُدعى Lonesome George، والتي يُعتقد أن عمرها يزيد عن 100 عام وقت وفاته في عام 2012. ووجد الفريق أنه بالمقارنة مع Tank وLonesome George، كان جوناثان يحمل 287 نوعًا مختلفًا من الجينات التي كانت مرتبطة سابقًا بالمسارات المرتبطة بالشيخوخة. وشملت هذه الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي ووظيفة التيلوميرات، وهي الأطراف الواقية في نهاية الكروموسومات التي تميل إلى التقصير مع تقدم العمر. ما يجب قراءته بعد ذلك، ترتبط هذه المسارات أيضًا بعمليات الشيخوخة لدى البشر، مما يسلط الضوء على “توقيع أوسع للشيخوخة” عبر الأنواع، كما قال جرير دولبي، أستاذ مساعد في علم الأحياء بجامعة ألاباما في برمنغهام، والذي لم يشارك في الدراسة، لموقع Live Science. ونظر الباحثون أيضًا في التغيرات اللاجينية، بما في ذلك مثيلة الحمض النووي، وهو عندما تربط علامة كيميائية تسمى مجموعة الميثيل الحمض النووي. يمكن لأنماط معينة من مثيلة الحمض النووي أن تعمل بمثابة “ساعة” من حيث أنها تعكس العمر البيولوجي للكائن الحي؛ وقد قام العلماء مؤخرًا بتسخير هذه الأنماط في دراسة شيخوخة الإنسان. في هذه الحالة، قارن الفريق مثيلة الحمض النووي عبر جينوم جوناثان مع تلك الخاصة بسلاحف ألدابرا الصغيرة والكبيرة. قارن الباحثون الحمض النووي لجوناثان (في الصورة) مع السلاحف العملاقة الأخرى من نوع ألدابرا. ووجد الباحثون أن أنماط المثيلة كانت أكثر اضطرابا في السلاحف الأكبر سنا، مما يعكس التغيرات العشوائية المكتسبة مع مرور الوقت. يطلق العلماء على هذه الظاهرة اسم “إنتروبيا المثيلة”. بالنسبة لمعظم الجينات، كانت أنماط مثيلة الحمض النووي لجوناثان أكثر اضطرابًا من تلك الموجودة في السلاحف الصغيرة. ولكن في مجموعة من الجينات المرتبطة بوظيفة الميتوكوندريا – وتحديدًا أجزاء تلك الجينات التي “تشغلها” – كان لدى جوناثان أنماط مثيلة أكثر تنظيماً. ويرى الباحثون أن هذا قد يبقي تعبير هذه الجينات ثابتًا مع مرور الوقت. وتنتج الميتوكوندريا الطاقة التي تحتاجها الخلايا لتعمل بشكل صحيح، وتصلح نفسها وتقلل من المزيد من الضرر للحمض النووي. قال كلارك: “إن إبقاء الإنتروبيا منخفضة في جينات الميتوكوندريا، أو الحفاظ على الميتوكوندريا الأصلية، من المرجح أن يساهم في طول العمر”. ومع ذلك، لم يتمكن المؤلفون من تحديد علاقة سببية – لم يجروا أي اختبارات يمكن أن تثبت بشكل قاطع أن افتقار جوناثان للإنتروبيا في هذه الجينات يفسر حياته الطويلة. وقال كلارك إن التجارب الإضافية على عينة دم من جوناثان يمكن أن تقدم رؤية أكثر شمولاً لجينومه. وقال فنسنت لينش، أستاذ علم الأحياء بجامعة بوفالو، والذي لم يشارك في الدراسة، إنه لا يمكن معرفة الملف الوراثي الكامل لجوناثان إلا بعد موت السلحفاة، عندما يتمكن الباحثون من جمع الحمض النووي من المزيد من الأنسجة. “نود بشكل مثالي أن نعرف ما هي تلك الطفرات في تلك الأنسجة المحددة.” علاوة على ذلك، تساءل لينش عما إذا كانت الإنتروبيا توصيفًا مفيدًا لأنماط مثيلة الحمض النووي المرتبطة بالعمر، حيث أن المثيلة يمكن أن تكون غير متوقعة. ومع ذلك، فقد وافق على أن الجينات التي تم تحديدها في الدراسة تقدم بيانات مفيدة للعمل المستقبلي على طول العمر. هناك حاجة إلى مزيد من التجارب لتحديد ما إذا كانت جينات الميتوكوندريا هذه تلعب بالفعل دورًا في طول العمر لدى جميع سلاحف ألدابرا، ناهيك عن الحيوانات الأخرى، أو ما إذا كان جوناثان مجرد كائن غريب. قال لينش: “ربما يكون جوناثان جيدًا حقًا في كونه كبيرًا في السن”. Vasivil, B., Schmidt, DP, Jones, A., Kapatral, V., Ford, JM, Taylor, ML, Colwell, M., Hollins, J., Pascucci, S., Weissenow, K., Rost, B., Notion, P., Gerlach, J., Terwilliger, TC, Hung, LW., Jensen, LJ, Reed, K., Robeck, TR, هورفاث، إس، فولك، سي، ما، واي، كلارك، إس دبليو (2026). رؤى جينية حول طول العمر الشديد لدى أقدم حيوان بري في العالم، جوناثان. تقدم العلوم. 12. https://www.doi.org/10.1126/sciadv.adw8887