جستجوی راز عمر ۱۰۰ ساله در مکانی غیرمنتظره

بررسی ژن‌های صخره ماهی‌ها می‌تواند راز عمر بیش از ۱۰۰ سال را به ما بیاموزد؟ چرا این ماهی عمری چنین طولانی دارد؟

به گزارش خبرآنلاین به نقل از پاپ‌ساینس، میانگین طول عمر انسان‌ها در دو قرن اخیر از ۳۰ به ۷۲ سال افزایش یافته است. با وجود این تغییر چشمگیر، اما هنوز طول عمر ما در مقایسه با صخره ماهی‌ها بسیار کم است. صخره‌ماهی بیش از ۱۰۰ سال در بستر آب‌های کم‌عمق زندگی می‌کند و در بیشتر طول روز در زیر صخره‌ها پنهان می‌شود.

حتی دیده شده که بعضی از آن‌ها بیش از ۲۰۰ سال عمر می‌کنند. راز طول عمر این ماهی، احتمالا بسیار پیچیده‌تر از دست‌یافتن به یک سرچشمه جوانی در زیر آب است. متخصصان ژنتیک در هاروارد معتقدند که پاسخ این سوال می‌تواند در روش کنترل ژن‌هایشان باشد.

مطالعه جدید که در ساینس ادونسز منتشر شده نشان داد که صخره ماهی‌ها دارای یک شبکه ژنتیکی پیچیده هستند که احتمالا بر طول عمر اینگونه از ماهی‌ها تاثیرگذار است. استفان تریستر، نویسنده ارشد این مطالعه که دانشمند محققی با مدرک فوق‌دکترا در بیمارستان کودکان بوستون و دانشکده پزشکی هاروارد است می‌گوید: «به نظر می‌رسد که همین ژن‌ها در انسان نیز یافت شوند. روشی که ماهی‌ها با آن خصوصیاتی نظیر طول عمر را تنظیم می‌کنند، در واقع بسیار شبیه به نحوه تنظیم طول عمر در پستانداران است.»

درک این تغییرات و تفاوت‌های ژنتیکی مرتبط با طول عمر در حیواناتی مانند صخره ماهی‌ها، می‌تواند روزی به درمان بیماری‌های مرتبط با افزایش سن در انسان کمک کند.

جوزف هراس، استادیار زیست‌شناسی در دانشگاه ایالتی کالیفرنیا، سن برناردو، که در این مطالعه شرکت نداشته است می‌گوید: «توجه دقیق به ژنومیک صخره ماهی بسیار هیجان انگیز است. سال‌ها بود که در مورد طول عمر صخره ماهی گمانه‌زنی‌هایی وجود داشت، اما اکنون با استفاده از تکنیک‌های ژنومیک مدرن، بینش بهتری در مورد این مسائل پیدا خواهیم کرد.»

در حالی‌که صخره ماهی یکی از گونه‌هایی است که طولانی‌ترین عمر را در میان سایر ماهی‌ها دارد، اما باید بدانیم که انواع مختلف زیرگونه‌های آن طول عمر متفاوتی با یکدیگر دارند. اما راز مکانیسم ژنتیکی دقیقی که طول عمر یک صخره ماهی را تعیین می‌کند، هنوز آشکار نشده است. نویسندگان این مطالعه کد ژنتیکی ۲۳ گونه مختلف از صخره ماهی‌ها را کشف کردند که طول عمر آن‌ها بین ۲۲ تا ۱۰۸ سال است.

این تیم تحقیقاتی در تمام نمونه‌های بافتی، شبکه مشترکی از ژن‌های مرتبط با سیگنال‌دهی انسولین را یافتند؛ تنظیم کننده معروف پیری که ممکن است بعنوان تاکتیکی برای بقا و حفظ بهتر انرژی، تکامل پیدا کرده باشد. مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۱ انجام شد نشان می‌دهد که صخره ماهی‌هایی که طولانی‌ترین عمر را داشته‌اند، دارای سه نوع ژن، از جمله ژن‌هایی که بر مسیر سیگنال‌دهی انسولین تاثیر می‌گذارند، هستند. یافته‌های جدید شواهد بیشتری از تاثیر مهم ژن‌های تنظیم کننده انسولین در طول عمر صخره ماهی را آشکار می‌کنند.

پیتر سادمانت، استادیار زیست شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و محقق ارشد این مطالعه در سال ۲۰۲۱ می‌گوید: «نویسندگان توانستند بسیاری از مشاهداتی که ما اخیرا در یافتن توالی ژنوم‌های صخره ماهی انجام دادیم را تایید کرده و آن را گسترش دهند. از جمله این مشاهدات افزایش محدودیت در مسیر‌هایی است که با سیگنال‌دهی انسولین ارتباط داشتند.»

به گفته تریستر، این تیم به یک نتیجه دیگر هم رسیدند که غیر منتظره بود. آن‌ها مجموعه‌ای دیگر از ژن‌های موجود در تمام صخره ماهی‌ها را شناسایی کردند که در متابولیسم فلانوئید‌ها نقش دارند. فلانوئید‌ها مواد شیمیایی هستند که در گیاهان تولید می‌شوند و دارای خواص ضدالتهابی، ضد جهش‌زایی و ضد سرطانی هستند. از آنجایی که این مواد با تعدیل چندین مسیر سیگنال‌دهی سلولی و آنزیمی مرتبط هستند، نویسندگان بر این باورند که متابولیسم فلانوئیدی می‌تواند اثرات ضد پیری داشته باشد.

به گفته سادمنت: «تاکید نویسندگان این مقاله بر اینکه متابولیسم فلانوئید‌ها می‌تواند نقش مهمی در افزایش طول عمر داشته باشد، موضوع جالب و هیجان انگیزی برای دنبال کردن است.»

پس از شناسایی دو عامل ژنتیکی بالقوه که در طول عمر صخره ماهی‌ها نقش دارند، تیم تحقیقاتی به دنبال هر گونه ارتباط مشابه در ژن‌های انسان گشتند. آن‌ها فهمیدند که ژن‌های متابولیسم فلانوئیدی نه تنها در انسان وجود دارد، بلکه به طور قابل ملاحظه‌ای با بقای انسان ارتباط دارد. تریستر دراین باره می‌گوید: «انسان و صخره ماهی دو مدل از مهره‌داران هستند و با اینکه کاملا با یکدیگر فرق دارند، اما مسیر آن‌ها برای طول عمر یکسان است.»

صخره ماهی‌ها از خانواده قدیمی‌ترین مهره‌داران زنده نیستند (کوسه ۳۹۲ ساله گرینلند این عنوان را در سال ۲۰۱۶ از آن خود کرد)، و بنابراین یک مدل شاخص حیوانی برای مطالعه در مورد پیری نیستند. با اینکه بی مهرگانی نظیر مگس میوه و کرم‌های لوله‌ای نمونه‌های بهتری برای مطالعه تغییرات طول عمر هستند، اما ممکن است این مطالعه برای مهره‌دارانی مانند انسان که میانگین سنی آن‌ها بین ۷۰ تا ۷۵ سال است کاربردی نداشته باشد.

بر خلاف سایر گونه‌هایی که عمر طولانی دارند، تغییر در طول عمر صخره ماهی‌ها به یکباره اتفاق نیافتاده است. به گفته تریستر: تیره‌های مختلف صخره ماهی‌ها برای داشتن عمر طولانی به طور مستقل تکامل یافته‌اند. او می‌گوید: «چنین تغییر بزرگی، خصوصا در مهره‌داران شناخته شده نیست.» این امر به دانشمندان این شانس را می‌دهد تا «عوامل نامرتبط به تغییرات» را حذف کرده و به دنبال عوامل مشترک مرتبط با طول عمر در تمام گونه‌ها بگردند.

در حالیکه تریستر در مورد شناسایی ارتباط بین طول‌عمر و ژن‌ها در مسیر متابولیسم فلانوئید‌ها بسیار هیجان زده است، اما می‌داند که مسیر طولانی برای درک اینکه چگونه این ژن‌ها/پیوند‌ها به بقا کمک می‌کنند وجود دارد. تیم او قصد دارند تا در مرحله بعد به اصلاح ژن‌های دخیل در متابولیسم انسولین و فلونوئید در گورخر ماهی بپردازند تا ببنیند که آیا علائم پیری در آن‌ها معکوس می‌شود یا خیر.

درک عملکرد دقیق این ژن‌ها، و اینکه آیا می‌توان آن‌ها را دستکاری کرد تا طول عمر را افزایش داد می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در خصوص کند کردن روند پیری در انسان به ما بدهد. تریستر می‌گوید: «هدف نهایی تمام این تحقیقات این است که بتوانیم در روند یا پیشگیری بیماری‌های مرتبط با افزایش سن نظیر سرطان، آلزایمر و بیماری‌های قلبی که طب مدرن با درمان آن‌ها دچار مشکل است مداخله کرده و یا آن‌ها را درمان کنیم.»