滿是「寄生蟲基因」卻活400歲 解謎半盲怪鯊長壽秘密
半盲、長相醜陋的格陵蘭鯊(Greenland shark)能活到400歲,科學家發現,這種鯊魚體內有許多暱稱爲「寄生蟲基因」的有害基因,但牠們體內同時也存在另一種能修復DNA的基因網絡,或許是牠們如此長壽的原因。(本圖爲創用CC授權/Hemming1952/https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Greenland_shark_profile.jpg)
其貌不揚、半盲、總有寄生蟲附着的格陵蘭鯊(Greenland shark)能活到400歲,科學家近日發現,這種鯊魚體內有許多暱稱爲「寄生蟲基因」的有害基因,但這類鯊魚體內同時也存在另一種能修復DNA的基因網絡,或許是牠們如此長壽的原因。
綜合《紐約時報》、英國非政府組織「鯊魚守護者」(Shark Guardian)報導,格陵蘭鯊外表其貌不揚,皮膚宛如砂紙一般粗糙,皮膚上還有許多深色斑點,牠們的魚鰭發育不良,與身形相比,背鰭及胸鰭顯得非常迷你,小小的眼睛經常有蠕蟲狀的寄生蟲附着,導致眼睛呈現混濁、視力半盲,當格陵蘭鯊在深海中漫遊時,這些寄生蟲就在水中晃來晃去。
「鯊魚守護者」指出,主要棲息在北大西洋及北冰洋寒冷水域的格陵蘭鯊是現存體型最大的鯊魚之一,能長至6.5公尺長,重達900公斤,平均壽命爲200歲,不過目前已知,最長壽的一尾格陵蘭鯊達400歲。
由歐洲、美國研究人員組成的團隊分析了格陵蘭鯊的基因組,爲解開格陵蘭鯊長壽的秘密提供線索,團隊研究成果已於9日刊登於論文預印本網站bioRxiv。
研究發現,格陵蘭鯊擁有龐大的基因組,約有65億個鹼基對(base pairs),約是人類的2倍,也是所有鯊魚品種中最大的。據兒童癌症基金會官網,鹼基對是形成DNA、RNA及編碼遺傳訊息的化學結構。
更令人驚訝的是,當中超過2/3基因組由稱爲跳躍子(transposable elements)或跳躍基因(jumping gene)的重複基因組成,這些基因會自動插入其他基因之間,並且透過不斷複製、貼上的機制來自行復制,這個過程經常干擾基因正常功能,並且可能導致突變、刪除或複製,可能進而釀成生物體生病或出現發展問題。
帶領這項研究的德國萊布尼茲老化研究所(Leibniz Institute on Aging)計算生物學家霍夫曼(Steve Hoffmann)直言,這些跳躍基因就是「寄生蟲、基因體寄生蟲」,「它們的名聲很糟」。
科學家尤其好奇,格陵蘭鯊體內有這麼多有害基因,爲何還能活這麼長久?他們推測,格陵蘭鯊可能進化出攔截這些跳躍基因的獨特機制,以複製能修復DNA的基因。
科學家進一步在格陵蘭鯊的腦組織中,發現只有牠們擁有的一個由81個基因組成的網絡,這些基因在DNA修復中扮演關鍵角色。科學家假設,一般DNA修復基因已進化到能利用跳躍基因的機制,來不斷自我複製,這個過程能抵銷跳躍基因累積下來的傷害,同時提升格陵蘭鯊的DNA修復能力。
這個基因網絡的中心爲TP53基因,TP53被認爲和DNA修復及抑制腫瘤有關。格陵蘭鯊身上的TP53基因出現了結構性轉變,科學家正在評估這種轉變是否導致格陵蘭鯊更長壽。
英國伯明罕大學分子生物老年學家麥哲倫(Joao Pedro de Magalhaes)表示,研究鯊魚壽命,有一天或許能協助科學家發展癌症療法或預防措施。