كشف أول تسلسل كامل للجينوم على الإطلاق لسمكة قرش في جرينلاند عن أدلة وراثية لكيفية تجنب الحيوانات السرطان والعيش لمئات السنين. قد يمهد هذا العمل الطريق لفهم أفضل للأمراض المرتبطة بالعمر لدى البشر.
أسماك القرش في جرينلاند (صغر الرأس حالمة) تنمو عادةً إلى حوالي 13 إلى 16 قدمًا (4 إلى 5 أمتار) وتعيش حياة طويلة في شمال المحيط الأطلسي والمحيط المتجمد الشمالي. لا يُعرف سوى القليل عن أسماك القرش هذه، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنها تعيش على أعماق تصل إلى 1.65 ميل (2.65 كيلومتر). يقدر عليهم يعيش لحوالي 400 سنة ولا يصلون إلى مرحلة النضج حتى يبلغوا حوالي 150 عامًا، مما يجعلهم أطول الفقاريات عمراً في العالم.
الآن، بحث جديد من قبل شيجيهارو كينوشيتااكتشف كيميائي مصايد الأسماك في جامعة طوكيو وزملاؤه التسلسل الكامل تقريبًا – 96.7% – لجينوم قرش جرينلاند. وفي دراستهم نشرت في 19 مايو في المجلة بناسوجد الباحثون ثروة من الجينات التي يمكن ربطها بطول عمر أسماك القرش.
ومن بين النتائج الرئيسية كانت التعديلات الجينية المتعلقة ببدائل الأحماض الأمينية الفريدة في “بروتينات هيستون الرابط”، وهي سلسلة من البروتينات التي تتجمع وتضغط. الحمض النووي. قد تؤدي هذه التغييرات إلى تثبيت بنية الكروماتين الخاص بأسماك القرش، وهو خليط الحمض النووي والبروتينات التي تشكل الكروموسومات. وهذا بدوره قد يساعد في قمع تراكم تلف الحمض النووي على مدى عمر أسماك القرش الطويل بشكل استثنائي، كما قال كينوشيتا لموقع Live Science عبر البريد الإلكتروني.
ووجد الباحثون أيضًا أن عائلات الجينات المرتبطة بالاستجابات المناعية ومسارات إصلاح الحمض النووي قد توسعت في جينوم سمك القرش. وقال كينوشيتا إن هذه النتيجة تدعم فكرة أن الإصلاح الفعال للضرر وتنظيم الجهاز المناعي هما عنصران أساسيان في طول العمر والشفاء. سرطان مقاومة.
الاكتشاف الثالث الذي يقدم أدلة على طول عمر أسماك القرش هو التوسع الملحوظ في جينات الفيريتين، التي تشارك في تخزين الحديد وتنظيمه. ويشير هذا التوسع الجيني إلى أن أسماك القرش لديها قدرة معززة على التحكم في استقلاب الحديد والحد من الإجهاد التأكسدي، الذي يمكن أن يلحق الضرر بالحمض النووي ويؤدي إلى الإصابة بالسرطان. وقد يعني ذلك أيضًا أنها تقيد آلية تسمى التصلب الحديدي، وهو شكل من أشكال موت الخلايا المبرمج المعتمد على الحديد.
وقال كينوشيتا: “كشفت تحليلاتنا الجينومية عن أدلة متعددة تشير إلى تعزيز استقرار الجينوم ومقاومة الإجهاد لدى قرش جرينلاند”. وقال: “من المرجح أن طول العمر الشديد لا يحكمه جين واحد، ولكن من خلال تغييرات منسقة عبر أنظمة بيولوجية متعددة، بما في ذلك استقرار الجينوم، واستقلاب الحديد، ووظيفة المناعة، ومقاومة الإجهاد”، مضيفًا أن هذا العمل يمكن أن يفيد الأبحاث حول شيخوخة الإنسان والأمراض المرتبطة بالعمر.
وقال إن الميزات المرتبطة بتعزيز المناعة ومقاومة السرطان وإصلاح الحمض النووي واستقرار الكروماتين قد تساعد في تفسير العمر الأقصى لسمك القرش. دوروتا سكورونسكا-كراوزيك، عالم فيزيولوجي وعالم فيزياء حيوية في جامعة كاليفورنيا، إيرفين، والذي أظهر مؤخرًا كيفية القيام بذلك قد تساعد الجينات المرتبطة بإصلاح الحمض النووي في شبكية العين في الحفاظ على بصر قرش جرينلاند واضحة على مدى عمرها الطويل. وقالت سكورونسكا كراوتشيك، التي لم تشارك في البحث: “قد يكون هذا مرتبطًا بطول العمر ومقاومة السرطان، ولكن ستكون هناك حاجة لدراسات وظيفية لاختبار هذه الفكرة بشكل مباشر”.
اقترح العمل السابق أن يظل التمثيل الغذائي لأسماك القرش مستقرًا طوال حياتهم، والذي تم تقديمه كسبب آخر لطول عمرهم الملحمي.
آرون ماكنيلوقال عالم الأحياء في جامعة دالهوزي في نوفا سكوتيا، والذي لم يشارك في البحث، لموقع Live Science إن النتائج تدعم فكرة أن أسماك القرش تعيش لفترة طويلة بشكل خاص. لكن ماكنيل كذلك متشكك في تقدير العمر بـ 400 عام، والذي يعتمد على آثار نظائر الكربون المشع التي خلفتها تجارب القنبلة النووية في الحرب الباردة والتي شوهدت في عيون أسماك القرش. تنمو عدسات العين في طبقات، لذا فإن رؤية مكان تواجد النظائر في الطبقات يعطي نقطة زمنية ثابتة تساعد في تقييم عمر الحيوانات.
إن الاختلاط البطيء لطبقات مختلفة من المحيط في الأعماق الباردة حيث تعيش أسماك القرش في جرينلاند يعني أن قنبلة الكربون المشع قد تستغرق وقتًا أطول للوصول إلى أعماق البحر، وبالتالي قد يكون تقدير عمر أسماك القرش مرتفعًا للغاية. وقال ماكنيل: “لكننا نعلم أن عمرها كبير جدًا، 200 عام على الأقل”.
كم من محبي سمك القرش أنت؟ اكتشف معنا مسابقة القرش!
