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文化

乌龟“孤独的乔治”为什么如此长寿?科学家研究了它的基因

Steph Yin2018-12-10 12:24:10

爬行动物有很多值得学习的地方。

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

2012 年,世上仅存的一只加拉帕戈斯象龟平塔岛亚种——孤独的乔治(Lonesome George)去世,消息一经报道就震惊了全球。

从理性上来说,人们早就做好了准备,明白乔治总有一天会死,而他的离世也意味着平塔岛象龟彻底宣告灭绝。乔治已经存活了一个世纪之久,甚至更长的时间,这一寿命在象龟中很是常见。而在他存活的最后几十年间,人们做了各种尝试为他配种均以失败告终。

但从情感上来说,曾经存在的一样事物彻底离开了人世,的确让人很难接受。它让人思考生命到底有何意义,也让人领悟到我们在宇宙间的存在只是一瞬而已,时间毫不留情地飞逝而过。

而正是出于类似的情绪,人开始了对长寿的研究。近日,一支科学家团队对乔治的基因密码进行了挖掘,以求找到他长寿的线索,从而在长寿研究上找到突破。

上周一,该项目的研究人员在《自然-生物学与进化》(Nature Ecology & Evolution)期刊上发表了一篇论文,报告了初步调查后的结果:和乔治强健的免疫系统、高效的 DNA 修复以及有效抵抗癌症相关的基因变异。这一研究还为了解象龟过去的进化创造了条件,或许可以帮助我们更好地保护这种动物。

遥想当年,进化论的提出也有象龟的一份功劳:查尔斯·达尔文来到加拉帕戈斯群岛(Galápagos)之后,发现象龟壳的独特形状是它们适应环境的结果。他猜测是自然选择在其中发挥着作用。

自达尔文之后,对于研究进化的科学家来说,加拉帕戈斯象龟一直都是丰富的研究来源。“吉瑟拉”阿达尔吉萨·卡科内(Adalgisa “Gisella” Caccone)是来自耶鲁大学的一名研究人员,几十年来,她一直研究着这种直立式钢琴大小的爬行动物。

但在几年前,卡科内博士遇到了一个难题:她需要人来帮她破译出象龟哪部分的 DNA 是功能基因,哪部分不是。如果是的话,那么它对应的功能又是什么。

她收到了西班牙奥维尔多大学教授卡洛斯·洛佩兹-奥丁(Carlos López-Otín)发来的一封重要电邮。洛佩兹-奥丁博士一直在潜心研究人类的癌症和衰老问题,因此他对于解开象龟传奇寿命背后的基因奥秘很感兴趣。

卡科内博士非常欣赏“一个动物保护的象征(这里指“孤独的乔治”)能给人类的健康和长寿提供思路”的想法。科学家们对乔治的整个基因组进行了测序,同时还对来自塞舌尔群岛的一只亚达伯拉象龟进行了测序。亚达伯拉象龟也是极其长寿的物种,传言有一只圈养的亚达伯拉象龟已经活了 250 多年

随后,研究人员将象龟的基因组和哺乳动物、鱼类、鸟类以及其他爬行动物进行了比较,寻找出可能会影响衰老的差异之处。科学家发现,一种叫做胰岛素样生长因子 1 受体(IGF1R)基因的变异可能是象龟长寿的秘诀。在人类和老鼠中,该基因和寿命有关。

他们还发现和其他生物相比,象龟拥有更多与能量调节、DNA 修复、肿瘤抑制和免疫防御有关的基因。譬如,在大部分的哺乳动物中,参与免疫调控的只有一个 PRF1 基因,而平塔岛象龟和亚达伯拉象龟的基因组中有 12 个。

一般来说,拥有多个基因副本会让已有的功能更为高效,也能为进化出新功能提供燃料。

该研究还让人了解了更多陆龟的生理特性。卡科内博士计划深入研究象龟的基因,找到象龟为何会进化得这么巨大,以及龟壳的形状为何如此的原因。基因数据还将助她恢复两种濒临灭绝的加拉帕戈斯象龟的数目

亚利桑那州立大学(Arizona State University)生命科学学院教授肯罗·库苏米(Kenro Kusumi)表示,随着科学家对更多爬行动物的基因组进行测序,未来会有更多研究途径。

爬行动物有很多值得学习的地方。它们身体的所有部位都可以再生,这一特性会对人类医疗有所启发——在拥有这种特性的生物中,它们和人类的亲缘关系最为接近。

许多的爬行动物,包括陆龟在内,都可以进入不活动状态,这使得它们可以在极端的情况下存活下来。库苏米博士称,人类若是拥有能诱导出类似状态的能力,在未来的星际旅行中可能会很有益处。

他补充道:“拥有这些基因组的美好之处在于,这是提问的绝佳起点。就算死了,‘孤独的乔治’也还在教我们东西,就像他的祖先教查尔斯·达尔文的那样。”


翻译:熊猫译社 彭喻俞

题图来自 Wikimedia

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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