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能活500歲!科學家首度完成格陵蘭鯊全基因組定序,揭開極端長壽的遺傳秘密

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能活500歲!科學家首度完成格陵蘭鯊全基因組定序,揭開極端長壽的遺傳秘密

17 小時前

日本東京大學帶領的國際科學團隊近日成功完成格陵蘭鯊基因組96。7%的定序工作,這項刊登於PNAS期刊的研究揭開了地球上最長壽脊椎動物的遺傳奧秘。格陵蘭鯊的預估壽命可達392年,有科學家甚至估計其壽命範圍可能超過500歲,意味著今天在海中游動的某些個體,出生時李奧納多正在畫《蒙娜麗莎》。

這種生活在北大西洋與北極深海的巨型鯊魚,體長可超過6公尺、體重逾1400公斤。牠們的生長速率約為每年1公分,透過放射性碳定年法分析眼睛晶狀體,科學家確認部分個體已活了約400年。這種極端緩慢的成長節奏,連性成熟都要等150年以上。

東京大學水產化學家木下重治(Shigeharu Kinoshita)及其團隊在斯瓦爾巴群島捕獲了一隻雌性格陵蘭鯊並採集樣本後釋放,利用高精度測序技術組裝出染色體等級的完整基因組。這套基因組大小為5。9Gb、N50長度達233Mb,包含37125個預測基因。研究團隊發現,格陵蘭鯊的基因組是人類的兩倍大,也是迄今定序過最大的鯊魚基因組。

研究人員發現,與免疫反應和DNA修復路徑相關的基因家族在格陵蘭鯊體內呈現擴增現象。其中,負責活化NF-κB訊號通路的三個基因家族(TNF、TLR、LRRFIP),在格陵蘭鯊體內的拷貝數明顯高於短壽鯊魚。這些基因掌管細胞保護、發炎反應與細胞凋亡機制,可能是長壽的核心密碼。

另一項重要發現是鐵蛋白基因的顯著擴增,這些基因參與鐵的儲存與調控。基因擴增顯示格陵蘭鯊具備更強的鐵代謝控制能力,能有效限制氧化壓力,防止DNA損傷與癌症發生。這也意味著牠們可能限制了鐵依賴性細胞凋亡機制(ferroptosis)。

在組蛋白H1。0的球狀結構域中,研究團隊發現了獨特的胺基酸取代,這些變異預測可增強染色質穩定性。木下重治表示,基因組分析揭示了多條證據線索,皆指向格陵蘭鯊擁有強化的基因組穩定性與抗壓能力。

深海環境也在基因組中留下印記。研究發現格陵蘭鯊的視紫質(rhodopsin)出現胺基酸取代,產生所謂的「藍移」光譜調整,顯示出對微光視覺的適應性演化。這種視覺系統的特化,讓牠們能在深達2000公尺的黑暗海域中生存。

木下重治強調,極端長壽可能不是單一基因控制,而是由基因組穩定性、鐵代謝、免疫功能與抗壓能力等多個生物系統協同作用的結果。這項研究有望為人類老化及年齡相關疾病的研究開闢新路徑。

研究團隊已將高品質的蛋白質編碼基因註解連同完整的染色體等級基因組組裝結果公開。格陵蘭鯊的基因組及相關數據已透過專屬的基因組瀏覽器向全球開放,讓更多科學家能參與探索這種神奇動物的長壽機制。

本文 能活500歲!科學家首度完成格陵蘭鯊全基因組定序,揭開極端長壽的遺傳秘密 授權來自 亞洲新聞網

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