رمزگشایی ژنوم کوسه سفید بزرگ برای افزایش طول عمر انسان

کوسه سفید بزرگ یکی از شناخته شده ترین موجودات دریایی در کره زمین است که توجه وسیع مردم و رسانه ٰها را جلب کرده استٰ؛ از جمله باعث ایجاد یکی از موفق ترین فیلم های تاریخ هالیوود شده است. این کوسه ویژگی های قابل توجهی دارد؛ از جمله اندازه بسیار بزرگ و قابلیت شنا تا عمق ۴۰۰۰ متری. یکی از نگرانی های بزرگ درمورد این کوسه ها تعداد نسبتا کم آنها در اقیانوس های جهان است.

در یک گام مهم علمی برای درک زیست شناسی این شکارچی ها، کل ژنوم کوسه های سفید بزرگ با جزئیات رمز گشایی شده است. نتایج این تحقیقات در National Academy of Sciences منتشر شده است.

بررسی ژنوم کوسه سفید نه تنها نشان دهنده ی اندازه بزرگ آن (یک و نیم برابر ژنوم انسان)بود، بلکه نغییرات ژنتیکی را نشان داد که می تواند عامل موفقیت تکاملی این کوسه های با جثه عظیم و طول عمر زیاد باشد. محققان وجود تغییراتی خاص در توالی های DNA را یافتند که نشان دهنده ی سازگاری مولکولی ( که به نام انتخاب مثبت نیز شناخته می شود) در بسیاری از ژن هایی است که نقش مهی در پایداری ژنوم دارند.این مکانیسم ها از انباشت آسیب در DNA یک گونه جلوگیری کرده و یکپارچگی ژنوم را حفظ می کند. این تغییرات تطبیقی ​​در ژن هایی که به طور جدی با ترمیم DNA، پاسخ به آسیب DNA و تحمل آسیب DNA میان ژن های دیگر مرتبط هستند، یافت شد. پدیده متضاد آن، ناپایداری ژنوم و مقاومت به آسیب DNA درمیان ژن های دیگر که در نتیجه انباشت آسیب DNA حاصل می شود، با بسیاری از سرطان ها و بیماری های مرتبط با سن و پیری مرتبط است.

وجود تعداد بسیار زیاد ترانسپوزون ها یا “jumping genes” در ژنوم کوسه سفید قابل توجه بود که در این مورد LINEs نامیده می شود. این LINE ها با ایجاد شکست های دورشته ای در DNA باعث ایجاد ناپایداری ژنوم می شود. به نظر می رسد تکثیر این LINE ها در ژنوم کوسه سفید عامل انتخابی قوی برای تکامل موثر مکانیسم های تعمیر DNA بوده و در انتخاب مثبت و پایداری ژنوم بازتاب یافته است.

مقاله مرتبط: ترانسپوزون‌ها: ژن‌های متحرک

کشف این که کوسه نهنگ نیز این سازگاری های پایدار ژنوم را داشته است، بسیار مهم است. زیرا از لحاظ تئوری باید با افزایش تعداد سلول ها(بدن بزرگ) و طول عمر بالای یک ارگانیسم افزایش یابد. اما بر خلاف انتظار، حیوانات با جثه عظیم بیشتر از انسان مبتلا به سرطان نمی شوند که نشان می دهد آنها توانایی های برتر حفاظت دربرابر سرطان دارند. نوآوری های ژنتیکی کشف شده در پایداری ژنوم در کوسه نهنگ ها و کوسه های سفید می توانند سازگاری هایی جهت تسهیل تکامل جثه بزرگ و طول عمر دراز آن ها باشد. همچنین انطباق هایی در ژنوم کوسه دیده می شود که موجب بهبود سریع زخم می گردد. کوسه ها به سرعت بالا در بهبود زخم معروف هستند. انتخاب مثبت و محتوای ژنی غنی مرتبط با مسیر های اساسی بهبود زخم شامل ژن کلیدی لخته خون می باشد.

ناپایداری ژنوم مسئله ای بسیار مهم در بسیاری از بیماری های انسان است. طبیعت استراتژی های هوشمندانه ای برای حفظ پایداری ژنوم در این کوسه های عظیم الجثه و دارای طول عمر طولانی اتخاذ کرده است.