科學家一直從動物或超級人瑞身上尋找長壽基因,最新研究針對一隻比同伴多活了一百年的超長壽巨龜,科學家發現,全球最長壽的陸生動物之一、巨龜「喬納森」雖然已經 194 歲,但體內部分控制細胞能量與 DNA 修復的基因開關,竟然仍保持與 5 歲幼龜相似的有序狀態。
阿爾達布拉巨龜是陸地上壽命最長的動物之一。研究人員分析動物園記錄後估計,它們的平均壽命約為 80 歲,上限約為 94 歲。據信喬納森大約在 1832 年孵化,1882 年做為禮物送給南大西洋的聖赫勒拿島總督,到達時已經完全長大,並且一生的大部分時間都生活在總督官邸的院子裡。
聖赫勒拿政府為了避免感染風險,不允許抽血,因此,研究團隊只能採取口腔細胞樣本來分析基因組,並與 36 歲巨龜 Tank、已故加拉巴哥巨龜「孤獨喬治」及人類基因進行比較。
基因變異與有序
研究發現,在約 2,600 個已知與長壽相關的基因中,喬納森有 287 個基因出現獨特的 DNA 變異,可能影響蛋白質的結構或功能,其中 41 個被認為具有潛在重要性,涉及 DNA 修復、染色體末端保護及腫瘤抑制。此外,喬納森擁有 10 個穿孔素基因拷貝,比孤獨喬治的 7 個更多。穿孔素是免疫細胞清除癌細胞及異常細胞的重要工具。
每個基因的正前方都有一段 DNA 序列,它就像是基因的開關,研究團隊比較另外四隻不同年齡巨龜的 DNA 甲基化模式後發現,喬納森有 272 個基因開關區域,仍維持與幼龜相似的有序狀態,但這些區域在其他成年巨龜身上已出現紊亂。
粒線體基因
其中 35 個基因與粒線體功能有關。粒線體是細胞的能量工廠,負責將養分轉換成能量。研究人員推測,良好的能量供應有助於 DNA 修復,維持基因開關穩定,而有序的基因調控,又能反過來支持細胞能量生產,形成延緩老化的良性循環。
過去一項針對 117 歲女性的研究,也曾發現其粒線體功能異常良好,暗示能量代謝可能是跨物種長壽的重要線索。
基因有序轉換
基因有序轉換有助於延長動物壽命的觀點,主要基於喬納森和其他四隻陸龜的研究結果,進一步的研究或許能夠確定這些模式是否只限於巨龜,或可為動物老化提供更廣泛的線索。
未參與研究的生態學家稱,這項研究發現的基因調控方面非常有趣,讓我們了解基因調控因子如何隨時間過去而衰變,導致我們所熟悉的許多衰老現象。細胞若能在漫長的老化過程中持續維持基因調控的穩定,避免功能逐漸失序,或許能帶來長壽的結果。
研究團隊也計劃繼續研究長壽物種,探索是否存在共同的抗老機制,並評估相關途徑能否成為延緩人類衰老的新治療方向。全文已發表在《科學進展》期刊。