Τα μυστικά του καρχαρία που ζει 400 χρόνια

Ο καρχαρίας της Γροιλανδίας δεν είναι ακριβώς αυτό που θα λέγαμε όμορφο ζώο. Το ογκώδες σώμα του καλύπτεται από ένα δέρμα σαν γυαλόχαρτο, τα πτερύγιά του είναι κοντόχοντρα, και τα μάτια του, μονίμως θολά, συχνά προσελκύουν σκωληκοειδή παράσιτα που κρέμονται όταν ο καρχαρίας περιφέρεται αργά στα βάθη του Βόρειου Ατλαντικού και του Αρκτικού Ωκεανού.

Παρά την όχι και τόσο ελκυστική εμφάνισή του, όμως, αυτό το είδος καρχαρία διαθέτει ένα εντυπωσιακό χαρακτηριστικό – μπορεί να ζήσει έως και 400 χρόνια!

Τώρα, όπως αναφέρει δημοσίευμα των New York Times, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων από την Ευρώπη και τις ΗΠΑ χαρτογράφησε το γονιδίωμά του, προσφέροντας στους επιστήμονες την ευκαιρία να ανακαλύψουν τα μυστικά της εξαιρετικής μακροζωίας του.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν πριν από λίγες ημέρες στον ιστότοπο προδημοσίευσης μελετών βιολογίας bioRxiv, παρέχουν μια ολοκληρωμένη σύνθεση του DNA του καρχαρία. Παρέχουν επίσης αρχικές γνώσεις για τα συγκεκριμένα γονίδια και τους βιολογικούς τους μηχανισμούς – όπως ένα δίκτυο γονιδίων που εμπλέκονται στη επιδιόρθωση του DNA, και τα οποία ίσως ευθύνονται για την εξαιρετική διάρκεια ζωής του καρχαρία.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι καρχαρίες της Γροιλανδίας διαθέτουν το μεγαλύτερο γονιδίωμα που έχει αναλυθεί ως σήμερα σε αυτό το είδος –περίπου 6,5 δισεκατομμύρια δομικά στοιχεία DNA – σχεδόν διπλάσια από όσα έχει ο άνθρωπος.

Προς έκπληξή τους οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι περισσότερα από τα δύο τρίτα του γονιδιώματος του γροιλανδέζικου καρχαρία αποτελούνται από γονίδια που έχουν τη δυνατότητα να μετατίθενται σε διάφορες περιοχές του DNA και να αυτοαναπαράγονται εκεί, μέσω ενός μηχανισμού τύπου «αντιγραφής και επικόλλησης».

Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να διαταράξουν την κανονική λειτουργία των γονιδίων – και μπορεί να προκαλέσουν μεταλλάξεις, διαγραφές, ή διπλασιασμούς, που με τη σειρά τους ενίοτε οδηγούν στην ανάπτυξη ασθενειών, ή αναπτυξιακών προβλημάτων στον οργανισμό των καρχαριών. Θα μπορούσαν να ονομαστούν και γονιδιακά παράσιτα, σύμφωνα με όσα αναφέρουν οι ερευνητές στους New York Times.

Ομως, αυτά τα παράσιτα ίσως είναι η απάντηση στο «γιατί» της μακροβιότητας του καρχαρία Γροιλανδίας. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μέσω του παραπάνω μηχανισμού, το DNA του καρχαρία ίσως έχει βρει τρόπο να αντιγράφει γονίδια επιδιόρθωσης. Υποθέτουν δηλαδή ότι τα γονίδια επιδιόρθωσης του συγκεκριμένου καρχαρία εξελίχθηκαν για να εκμεταλλευτούν τον μηχανισμό της μετάθεσης και επικόλλησης, με στόχο να πολλαπλασιαστούν. Αυτή η διαδικασία εκτός του ότι δημιούργησε περισσότερες «εστίες» επιδιόρθωσης, ίσως βοήθησε και στο να εξουδετερωθούν άλλα επιβλαβή γονίδια.

Η διερεύνηση αυτής της διαδικασίας ίσως δώσει απαντήσεις σε κρίσιμα ερωτήματα της Ιατρικής για την αντιμετώπιση ασθενειών που σχετίζονται με τη φθορά που προκαλεί το πέρασμα του χρόνου.

Η αξιοσημείωτη μακροζωία του συγκεκριμένου είδους καρχαρία ήρθε στο φως για πρώτη φορά το 2016, όταν μια μελέτη-ορόσημο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science, χρησιμοποίησε μεθόδους χρονολόγησης μέσω ραδιενεργού άνθρακα, και τεχνικές μοντελοποίησης, για να υπολογίσει την ηλικία 28 καρχαριών της Γροιλανδίας.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι γηραιότεροι καρχαρίες ήταν σχεδόν 400 ετών, ενώ έφθαναν σε αναπαραγωγική ωριμότητα στην ηλικία των 150 ετών. Εκτοτε, επισήμονες από όλο τον κόσμο μελετούν τους καρχαρίες της Γροιλανδίας, για να μάθουν τα μυστικά της… ατέλειωτης ζωής τους.

Κάποιοι μελετούν την καρδιά τους, άλλοι εστιάζουν στον μεταβολισμό τους, ενώ πολλοί παρακολουθούν τη συμπεριφορά και το περιβάλλον τους. Το αποκορύφωμα ήταν η χαρτογράφηση του DNA τους. Τα τελευταία πέντε χρόνια, γράφουν οι New York Times, τουλάχιστον τρεις ομάδες ερευνητών ανταγωνίζονταν για τη σύνθεση του πλήρους γονιδιώματος του καρχαρία της Γροιλανδίας. Σήμερα έχουν καλύψει το 92% ολόκληρου του γονιδιακού χάρτη τους.

Για να φτάσουν σε αυτό το στάδιο, χρειάστηκε εκτεταμένη επιτόπια έρευνα, με πολλές αποστολές στα ανοικτά των ακτών της Γροιλανδίας και πολλαπλές αναλύσεις σε δείγματα από νεκρούς καρχαρίες.

Αφού ολοκληρώθηκε η αλληλούχιση του DNA, στο Ινστιτούτο Λίμπνιτς του Βερολίνου, έγιναν συγκρίσεις με το γονιδίωμα άλλων καρχαριών. Μια βασική ανακάλυψη ήταν ο εντοπισμός ενός δικτύου 81 γονιδίων, που βρέθηκαν μόνο σε καρχαρίες της Γροιλανδίας, και παίζουν ρόλο στην επιδιόρθωση του DNA τους.

Στο κέντρο αυτού του δικτύου βρίσκεται ένα πολύ γνωστό γονίδιο, που ονομάζεται TP53, και το οποίο εμπλέκεται στη διαδικασία επιδιόρθωσης του DNA όταν υπάρχει καρκίνος. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2016, έδειξε ότι οι ελέφαντες φέρουν 20 αντίγραφα αυτού του γονιδίου – και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το γονίδιο ίσως ευθύνεται για την ισχυρή αντίσταση του ζώου στον καρκίνο.

Το συγκεκριμένο γονίδιο βρέθηκε επίσης να έχει αλλοιωθεί δομικά στους καρχαρίες της Γροιλανδίας, αν και η ομάδα εξακολουθεί να αξιολογεί κατά πόσο αυτή η αλλαγή ενισχύει τη μακροζωία του κήτους. Στο επόμενο βήμα τους, οι ερευνητές σκοπεύουν να διεξάγουν μελέτες γονιδιώματος σε είδη ζώων με μικρότερη διάρκεια ζωής, αλλά εξελικτικά πολύ παρόμοια με τους καρχαρίες της Γροιλανδίας.

. . .