کشف ژن‌های مرتبط با طول عمر در ماهی ۲۰۰ ساله

در مقاله‌ای که به تازگی در مجله‌ی "ساینس"(science) منتشر شده است، زیست‌شناسان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی به مقایسه ژنوم‌های حدود دو سوم از ۱۳۷ گونه‌ی شناخته شده صخره ماهی پرداختند. آنها توانستند تفاوت‌های ژنتیکی بیابند که باعث ایجاد تنوع در طول عمر آنها می‌شود.

برخی از صخره‌ماهی‌ها مانند صخره‌ماهی رنگین کالیکو، برای کمی بیش از یک دهه عمر می‌کنند در حالیکه کهنسال‌ترین نوع از این ماهی‌ها که "rougheye" نام دارد و در ژاپن تا جزایر آلیوتی یافت می‌شود عمری بیش از ۲۰۰ سال دارد.

این تنوع در طول عمر، بدون در نظر گرفتن اندازه، سبک زندگی که دانشمندان آن را فنوتیپ می‌نامند در طول یک دوره ۱۰ میلیون ساله تکامل یافته است.

برای مشخص کردن عوامل ژنتیکی تاثیرگذار در طول عمر، محققان نمونه‌هایی از بافت ۸۸ گونه برداشتند و ژنوم کامل آنها را با روش‌های پیچیده توالی‌یابی کردند.

آنها دریافتند که گروهی از ژن‌ها در طول عمر بیشتر ارتباط دارند که برخی از آنها با زندگی در عمق بیشتر و جثه بزرگ‌تر در ارتباط بودند. برای مثال در میان پستانداران، فیل‌ها از موش‌ها عمر بیشتری دارند.

"پیتر سادمنت"(peter sudmant)، استادیار دانشگاه برکلی، کالیفرنیا می‌گوید: در این مطالعه ما عوامل ژنتیکی و پیامدهای سازگاری با عمر طولانی را تشخیص دادیم.

او خاطرنشان کرد که بسیاری از مسیرهای زیستی که او و گروهش در ارتباط با طول عمر کشف کرده‌اند، پیش از این در مطالعات ژنتیکی یک گونه از حیوانات کشف شده بود با این حال این مطالعات چندین ژن جدید در این مسیر را نشان می‌دهد.

این مطالعه کاربردهایی برای درک طول عمر انسان نیز دارد.

"سادمنت" و همکارانش دریافتند که گونه‌هایی که طول عمر بیشتری دارند ژن‌های تعدیل کننده سیستم ایمنی بیشتری دارند. این گروه از ژن‌ها "butyrophilin" نامیده می‌شود.

 سیستم ایمنی در تعدیل التهاب دخیل است و کاهش التهاب در طول عمر انسان موثر است بنابراین این یافته‌ها نشان می‌دهد که با هدف قرار دادن این گروه از ژن‌ها می‌توان درمان‌هایی برای کاهش آسیب‌های مربوط به افزایش سن ایجاد کرد.

"سادمنت" می‌گوید: این فرصتی است برای آن که با توجه به طبیعت به نحوه‌ی کار این ژن‌های مشابه در بدن خود فکر کنیم.

محققان به بررسی تنوع‌ ژن‌هایی که در دی‌ان‌آ ماهی‌هایی با عمر طولانی‌تر،  رایج‌تر بودند، پرداختند و ۱۳۷ تنوع ژنتیکی مرتبط با طول عمر یافتند.

همه‌ی این ژن‌ها اثر مستقیم بر طول عمر نداشتند با این‌ حال محققان ژن‌هایی که با جثه بزرگ‌تر و زندگی در عمق بیشتر مرتبط بودند را جدا کردند زیرا این ویژگی‌ها به خودی خود بر افزایش طول عمر اثر می‌گذارد. آب‌های عمیق‌تر و سردتر باعث کاهش سرعت سوخت‌وساز و افزایش طول عمر می‌شود.

ژن‌های باقی‌مانده شامل سه نوع ژن بودند: تعداد زیادی از ژن‌ها که به ترمیم دی‌ان‌آ می‌پردازند، گروهی که انسولین را تنظیم می‌کنند و گروه دیگری که تعدیل کننده سیستم ایمنی بودند. بخش عمده‌ای از ژن‌های ترمیم‌کننده دی‌ان‌آ از ایجاد سرطان جلوگیری می‌کنند در حالی که ژن‌های سیستم ایمنی باعث جلوگیری از عفونت‌ها می‌شوند.

"سادمنت" می‌گوید:‌ برخی از گونه‌های صخره ماهی طول عمر خود را با سازگار شدن برای زندگی در آب‌های عمیق‌تر و سردتر و افزایش اندازه جثه، گسترش دادند. اگرچه گونه‌هایی با بیشترین طول عمر، دی‌ان‌آ خود را اصلاح کردند.

محققان با استفاده از ۸۸ گونه صخره ماهی توانستند ژنوم اجداد این گونه را نیز بازسازی کنند و نحوه‌ی تکامل آن‌ها طی ۱۰ میلیون سال را دریابند.

با افزایش طول عمر، از جمعیت برخی گونه‌ها کم شده است. در حال حاضر تعداد کمی از برخی از کهنسال‌ترین گونه‌ها باقی مانده است که بر ماده‌های پیر اما بارور اتکا دارند. این ماده‌ها سالانه میلیون‌ها نوزاد تولید می‌کنند اما تعداد کمی از آنها باقی می‌ماند.

یک یافته‌ قابل توجه وجود جهش ژنتیکی در گونه‌های با طول عمر بالا است و از آنجا که بیشتر نوزادان را ماده‌های پیر تولید می‌کنند، این جهش غیرمعمول به نسل‌های بعدی منتقل می‌شود.

"سادمنت" و گروهش در حال حاضر در خفاش‌ها، پریمات‌ها و سایر ارگانیسم‌ها به دنبال ژن‌های مرتبط با طول عمر، استرس و پیری می‌گردند. اما پروژه صخره ماهی به گفته‌ی او موضوع خاصی بوده است.