满是「寄生虫基因」却活400岁 解谜半盲怪鲨长寿秘密
半盲、长相丑陋的格陵兰鲨(Greenland shark)能活到400岁,科学家发现,这种鲨鱼体内有许多暱称为「寄生虫基因」的有害基因,但牠们体内同时也存在另一种能修复DNA的基因网络,或许是牠们如此长寿的原因。(本图为创用CC授权/Hemming1952/https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Greenland_shark_profile.jpg)
其貌不扬、半盲、总有寄生虫附着的格陵兰鲨(Greenland shark)能活到400岁,科学家近日发现,这种鲨鱼体内有许多暱称为「寄生虫基因」的有害基因,但这类鲨鱼体内同时也存在另一种能修复DNA的基因网络,或许是牠们如此长寿的原因。
综合《纽约时报》、英国非政府组织「鲨鱼守护者」(Shark Guardian)报导,格陵兰鲨外表其貌不扬,皮肤宛如砂纸一般粗糙,皮肤上还有许多深色斑点,牠们的鱼鳍发育不良,与身形相比,背鳍及胸鳍显得非常迷你,小小的眼睛经常有蠕虫状的寄生虫附着,导致眼睛呈现混浊、视力半盲,当格陵兰鲨在深海中漫游时,这些寄生虫就在水中晃来晃去。
「鲨鱼守护者」指出,主要栖息在北大西洋及北冰洋寒冷水域的格陵兰鲨是现存体型最大的鲨鱼之一,能长至6.5公尺长,重达900公斤,平均寿命为200岁,不过目前已知,最长寿的一尾格陵兰鲨达400岁。
由欧洲、美国研究人员组成的团队分析了格陵兰鲨的基因组,为解开格陵兰鲨长寿的秘密提供线索,团队研究成果已于9日刊登于论文预印本网站bioRxiv。
研究发现,格陵兰鲨拥有庞大的基因组,约有65亿个碱基对(base pairs),约是人类的2倍,也是所有鲨鱼品种中最大的。据儿童癌症基金会官网,碱基对是形成DNA、RNA及编码遗传讯息的化学结构。
更令人惊讶的是,当中超过2/3基因组由称为跳跃子(transposable elements)或跳跃基因(jumping gene)的重复基因组成,这些基因会自动插入其他基因之间,并且透过不断复制、贴上的机制来自行复制,这个过程经常干扰基因正常功能,并且可能导致突变、删除或复制,可能进而酿成生物体生病或出现发展问题。
带领这项研究的德国莱布尼兹老化研究所(Leibniz Institute on Aging)计算生物学家霍夫曼(Steve Hoffmann)直言,这些跳跃基因就是「寄生虫、基因体寄生虫」,「它们的名声很糟」。
科学家尤其好奇,格陵兰鲨体内有这么多有害基因,为何还能活这么长久?他们推测,格陵兰鲨可能进化出拦截这些跳跃基因的独特机制,以复制能修复DNA的基因。
科学家进一步在格陵兰鲨的脑组织中,发现只有牠们拥有的一个由81个基因组成的网络,这些基因在DNA修复中扮演关键角色。科学家假设,一般DNA修复基因已进化到能利用跳跃基因的机制,来不断自我复制,这个过程能抵销跳跃基因累积下来的伤害,同时提升格陵兰鲨的DNA修复能力。
这个基因网络的中心为TP53基因,TP53被认为和DNA修复及抑制肿瘤有关。格陵兰鲨身上的TP53基因出现了结构性转变,科学家正在评估这种转变是否导致格陵兰鲨更长寿。
英国伯明罕大学分子生物老年学家麦哲伦(Joao Pedro de Magalhaes)表示,研究鲨鱼寿命,有一天或许能协助科学家发展癌症疗法或预防措施。