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Nature子刊:巨龟为何如此长寿?基因测序揭开谜团

水成文 BioWorld 2019-07-02

巨龟是寿命最长的脊椎动物之一,平均寿命超过100年,有些甚至能长达200年。因此,它为研究长寿和与年龄有关的疾病等特性提供了一个很好的模型。但是关于巨龟的基因组学和分子进化信息很少。

2018年12月3日,来自西班牙奥维耶多大学耶鲁大学等的研究人员,在Nature子刊Nature Ecology &Evolution杂志发表题为:Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease 的研究论文。通过对巨龟的基因组测序和比较,发现了巨龟如此巨大和长寿的新的基因证据也有助于保护这些濒危的大家伙。


在这项研究中,研究人员通过两种长寿巨龟的基因组测序和比较基因组分析:孤独的乔治——加拉帕戈斯象龟平塔岛象龟亚种(Chelonoidis abingdonii)的最后代表以及阿尔达布拉象龟(Aldabrachelys gigantea)个体 。

孤独的乔治(Lonesome George),加拉帕戈斯象龟平塔岛象龟亚种个体,1971年被发现时仅存一只,是世界上最稀有的动物,也是加拉帕戈斯群岛乃至全球物种保护的象征之一。2012年6月24日,孤独的乔治死亡,平塔岛象龟亚种至此灭绝。加拉帕戈斯象龟是第一大象龟,寿命估计超过200岁,加拉帕戈斯象龟现存10个亚种一共仅存2000只左右。

阿尔达布拉象龟,分布于塞舌尔的亚达伯拉群岛上,背甲长可达1.8米,最重达375千克,是第二大象龟,寿命估计超过200岁,阿尔达布拉象龟目前有超过15万只。


这些基因组序列进行比较分析,增加了关于巨龟进化的新遗传信息,并提供了新的候选基因,这些基因可能是巨龟的非凡特征的基础,包括它们的巨大和长寿。

PRE1基因,编码穿孔素,使免疫细胞能够在入侵或异常细胞中穿孔,从而自我保护,在鸟类、哺乳类动物中,PRE1基因只有一个拷贝,在绿蜥蜴(A. carolinensis)中有两个拷贝,而在孤独的乔治阿尔达布拉象龟中均有12个拷贝,其他龟类中,PRE1基因也有所扩增。与其他脊椎动物相比,包括SMAD4NF2PMLPTPN11P2RY8在内的几个著名肿瘤抑制因子在这两种巨龟表达中有扩增。

测序还发现了IGF2R编码区的短缺失,导致两个氨基酸的缺失。IGF2R变体已被证实与人类长寿相关,这一测序结果也有助于发现长寿动物有关基因。

这两种巨龟有着更强的DNA修复酶,更有效地修复基因组损伤,从而抑制肿瘤生长。老年动物易患癌症,巨龟如此长寿却未患癌症,可能与具有增强的免疫系统顶级的DNA修复能力更强的抗癌能力有关

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