Nella remota isola di Sant’Elena, nell’Atlantico meridionale, abbiamo una celebrità internazionale: la tartaruga Jonathanil più antico animale terrestre. A 194 anni ha superato la speranza di vita della tartaruga gigante di Aldabra (Aldabrachelys gigantea) da quasi un secolo. Ora, gli scienziati hanno scoperto una serie di fattori genetici ed epigenetici unici che potrebbero essere la chiave di questa longevità.
Il nuovo studio si concentra sui geni di Jonathan e sui tag chimici che si trovano sopra le molecole di DNA, noti come “marcatori epigenetici”. Questi marcatori aiutano a controllare quali geni vengono attivati e in che misura. L’analisi ha rilevato che i geni di Jonathan associati alla funzione mitocondriale sono in condizioni eccellenti, dal punto di vista epigenetico, suggerendo che svolgono un ruolo importante nel successo della tartaruga.
Sebbene la funzione mitocondriale sia stata a lungo collegata alla longevità e la disfunzione mitocondriale sia stata collegata alla malattia, Jonathan fornisce nuove informazioni su quella dinamica, ha affermato uno degli autori dello studio. Stefano Clarkè uno scienziato senior presso la Kallel Foundation, un’organizzazione no-profit di Nashville che ricerca obiettivi farmacologici per migliorare la longevità umana.
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Clark e colleghi hanno pubblicato i loro risultati mercoledì (7 ottobre) sulla rivista Progressi nella scienza.
Registrare i segreti di Jonathan per una lunga vita
Circa dieci anni fa, i ricercatori hanno arruolato Joe Hollins, il veterinario incaricato delle cure di Jonathan, per raccogliere campioni dall’animale da record. Le autorità dell’isola vietano al veterinario di prelevare il sangue della tartaruga, temendo il rischio di infezione.
“Non volevo essere il medico che ha ucciso Jonathan”, ha detto Clark a WordsSideKick.com. Hollins ha invece raccolto campioni con un tampone forestale.
Quando i campioni arrivarono negli Stati Uniti, i ricercatori li sequenziarono, ma quando i loro computer continuavano a bloccarsi, scoprirono che il DNA era isolato dai batteri nella bocca di Jonathan piuttosto che dalle cellule di tartaruga.
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Clark “ha dovuto tornare indietro e chiedere” il permesso di raccogliere maggiori informazioni, ha detto. Il veterinario invia quindi campioni di raschiamento della guancia, che vengono raccolti con uno strumento diverso rispetto ai tamponi di guancia. In questo caso, il DNA proveniva effettivamente da Jonathan.
Il DNA isolato da quei campioni di tessuto della guancia era più diversificato di quanto sarebbe stato da un campione di sangue, quindi i ricercatori hanno colmato le lacune utilizzando un genoma di riferimento esistente di una tartaruga Aldabra di 36 anni chiamata Tank. Hanno anche confrontato il DNA di Jonathan con quello della tartaruga delle Galápagos (Chelonoidis abindona) cosiddetto Il solitario Georgeche si ritiene avesse più di 100 anni quando morì nel 2012.
Il team ha scoperto che, rispetto a Tank e Lonesome George, Jonathan portava 287 diversi tipi di geni precedentemente collegati ai processi legati all’invecchiamento. Questi includono i geni coinvolti nella riparazione e nella funzione del DNA telomeri – le punte protettive alle estremità dei cromosomi tendono ad accorciarsi con l’età.
Questi meccanismi sono legati ai processi di invecchiamento negli esseri umani, evidenziando una “ampia firma di invecchiamento” tra le specie, Greer Dolbyha detto a WordsSideKick.com assistente professore di biologia presso l’Università dell’Alabama a Birmingham, che non è stato coinvolto nella ricerca.
I ricercatori hanno anche esaminato i cambiamenti epigenetici, inclusa la metilazione del DNA, dove un tag chimico chiamato gruppo metilico si lega al DNA. Alcuni modelli di metilazione del DNA possono agire come “l’orologio“Perché mostrano l’età degli organismi; gli scienziati recentemente ha utilizzato questi modelli in uno studio sull’invecchiamento umano. Per questo, il team ha confrontato la metilazione del DNA nel genoma di Jonathan con quello delle tartarughe Aldabra più vecchie e più giovani.
I ricercatori hanno confrontato il DNA di Jonathan (nella foto) con quello di altre tartarughe giganti di Aldabra.
I ricercatori hanno scoperto che i modelli di metilazione erano più interrotti nelle tartarughe più anziane, riflettendo i cambiamenti casuali acquisiti nel tempo. Gli scienziati chiamano questo fenomeno “Entropia di metilazione.” Per molti geni, i modelli di metilazione del DNA di Jonathan erano più disordinati rispetto alle tartarughe più giovani. Ma per una serie di geni associati alla funzione mitocondriale – in particolare frammenti di quei geni che li attivano – Jonathan aveva modelli di metilazione più organizzati.
I mitocondri producono l’energia necessaria alle cellule per funzionare correttamente, ripararsi e ridurre ulteriori danni al DNA. “Mantenere bassa l’entropia in questi geni mitocondriali, o mantenere i mitocondri incontaminati, può avere un effetto sulla longevità”, ha detto Clark.
Tuttavia, gli autori non sono riusciti a determinare una relazione causale: non hanno condotto alcun test che potesse dimostrare con certezza che la mancanza di entropia di Jonathon in questi geni spiega la sua lunga vita. Clark ha sostenuto che ulteriori test su un campione di sangue di Jonathan potrebbero fornire un quadro più ampio della sua composizione genetica.
La composizione genetica di Jonathan non è stata conosciuta fino a dopo la morte della tartaruga, quando i ricercatori hanno potuto raccogliere il DNA da altri tessuti, ha detto. Vincenzo Lynchprofessore di biologia all’Università di Buffalo, che non è stato coinvolto nella ricerca.
“Alcuni organi sono più suscettibili a varie malattie legate all’invecchiamento rispetto ad altri, e ciò accade perché i cambiamenti si accumulano nel tempo”, ha detto a WordsSideKick.com. “Vorremmo sapere quali sono questi cambiamenti in quei particolari tessuti.”
Inoltre, Lynch si è chiesto se l’entropia sia una caratteristica utile dei modelli di metilazione del DNA legati all’età, poiché la metilazione è imprevedibile. Detto questo, ha riconosciuto che i geni segnalati nello studio forniscono dati utili per il lavoro futuro sulla longevità.
Sono necessari ulteriori test per determinare se questi geni mitocondriali svolgono effettivamente un ruolo nella longevità di tutte le tartarughe di Aldabra, per non parlare di altri animali, o se Jonathan è un valore anomalo.
“Jonathan probabilmente è davvero bravo a essere vecchio”, ha detto Lynch.
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. TR, Horvath, S., Faulk, C., Ma, Y., Clark, SW (2026). Implicazioni epigenetiche per l’estrema longevità nell’animale più antico del mondo, Jonathan. Progressi nella scienza. 12.
