Геном гренландской акулы раскрывает секреты долголетия и адаптации
Гренландские полярные акулы (Somniosus microcephalus) могут жить до 400 лет. Исследователи под руководством Токийского университета впервые секвенировали геном этого вида на уровне хромосом, выявив генетические адаптации, связанные с экстремальным долголетием, функцией иммунитета и выживанием на больших глубинах.
Эти акулы обитают в северной части Атлантического и Северного Ледовитого океанов, достигая длины более шести метров и веса свыше 1400 кг. Скорость роста около одного сантиметра в год и радиоуглеродное датирование хрусталиков глаза указывают на продолжительность жизни до 400 лет.
В исследовании "Геном гренландской акулы: понимание экологии глубин и пределов продолжительности жизни", опубликованном в виде препринта на bioRxiv, был проанализирован геном самки, пойманной в Конгсфьорде (архипелаг Шпицберген).
Ключевые генетические находки:
- Сборка генома: Получен геном размером 5.9 гигабаз с N50 скаффолда 233 мегабазы. Аннотировано 37 125 белков-кодирующих генов (полнота 86.5%).
- Иммунитет и долголетие: Выявлено расширение 549 семейств генов, включая гены, участвующие в сигнальном пути NF-κB, репарации ДНК и иммунной функции. Семейства TNF, TLR и LRRFIP, регулирующие NF-κB, имеют большее число копий, чем у короткоживущих видов акул.
- Противодействие раку: Признаки положительного отбора обнаружены у генов, подавляющих рак: FOXF2 (регулирует микроокружение опухоли), FSCN1 (влияет на миграцию клеток) и MAD2L1BP (стабильность хромосом и репарация ДНК).
- Адаптация к глубине: Вариант гена родопсина (RHO) содержит аминокислотные замены, смещающие спектральную чувствительность к синему свету, что характерно для обитателей глубин.
Популяционная генетика и сохранение вида:
Сравнение с ближайшим родственником — тихоокеанской полярной акулой (Somniosus pacificus) — показало:
- Два сигнала генетического разделения: ~10 и ~3 млн лет назад.
- Долгосрочное снижение эффективной численности популяции у гренландской акулы.
- Признаки недавнего инбридинга у гренландской акулы, в то время как у тихоокеанского вида наблюдается восстановление популяции после исторического "бутылочного горлышка".
Гренландские акулы достигают половой зрелости примерно в 150 лет, что делает их крайне уязвимыми к перелову и изменениям среды. Это исследование создает геномный ресурс для понимания динамики популяций и разработки стратегий сохранения этого долгоживущего вида. Полученные данные также указывают на связь конкретных семейств генов с долголетием и устойчивостью к болезням, что важно для исследований старения человека.