La remota isla de Santa Elena, en el Atlántico Sur, cuenta con una celebridad internacional: la tortuga Jonathan, el animal terrestre vivo más longevo. Con 194 años, ha superado la esperanza de vida de una tortuga gigante de Aldabra (Aldabrachelys gigantea) en aproximadamente un siglo. Ahora, los científicos han identificado una serie de características genéticas y epigenéticas únicas que podrían ser la clave de esta longevidad.
La nueva investigación se centró en los genes de Jonathan, así como en las marcas químicas que se encuentran sobre las moléculas de ADN, conocidas como “marcadores epigenéticos”. Estos marcadores ayudan a controlar qué genes se activan y en qué medida. El análisis revela que los genes de Jonathan relacionados con la función mitocondrial se encuentran en excelente estado, desde el punto de vista epigenético, lo que sugiere que han desempeñado un papel fundamental en el éxito de la tortuga.
Si bien la función mitocondrial se ha relacionado durante mucho tiempo con la longevidad y la disfunción mitocondrial con las enfermedades, Jonathan ofrece una nueva perspectiva sobre esa dinámica, dijo el coautor del estudio, Stephen Clark, científico jefe de la Fundación Kallel, una organización sin fines de lucro en Nashville que investiga objetivos farmacológicos para promover la longevidad humana. Clark y sus colegas publicaron sus hallazgos el miércoles 7 de octubre en la revista Science Advances.
Descifrando los secretos de Jonathan para una vida larga
Hace casi una década, los investigadores contactaron a Joe Hollins, el veterinario encargado del cuidado de Jonathan, para que recolectara muestras del animal que había batido récords. Las autoridades de la isla le prohibieron al veterinario extraer sangre de la tortuga, por temor al riesgo de infección.
“No quería ser el médico que matara a Jonathan”, declaró Clark a Live Science. En su lugar, Hollins recogió muestras mediante un hisopado bucal.
Cuando las muestras llegaron a Estados Unidos, los investigadores las secuenciaron, pero debido a que sus ordenadores no dejaban de fallar, descubrieron que el ADN se había aislado de bacterias presentes en la boca de Jonathan, en lugar de provenir de las propias células de la tortuga.
Clark “tuvo que volver y rogar” para obtener permiso para recopilar más datos, según contó. El veterinario envió entonces muestras de raspado de la mejilla, que se toman con una herramienta ligeramente diferente a la de los hisopos bucales. Esta vez, el ADN sí pertenecía a Jonathan.
El ADN aislado de esas muestras de tejido de la mejilla estaba más fragmentado que en una muestra de sangre, por lo que los investigadores completaron la información faltante utilizando un genoma de referencia existente de una tortuga de Aldabra de 36 años llamada Tank. También compararon el ADN de Jonathan con el de una tortuga de Galápagos (Chelonoidis abingdoni) llamada Solitario George, que se creía que tenía más de 100 años al momento de su muerte en 2012.
El equipo descubrió que, en comparación con Tank y Solitario George, Jonathan portaba 287 variantes únicas de genes que previamente se habían relacionado con vías metabólicas asociadas al envejecimiento. Entre ellas se encontraban genes implicados en la reparación del ADN y en la función de los telómeros, las puntas protectoras de los cromosomas que tienden a acortarse con la edad.
Estas vías también están relacionadas con los procesos de envejecimiento en los seres humanos, lo que pone de manifiesto una “huella de envejecimiento más amplia” en todas las especies, según declaró a Live Science Greer Dolby, profesora adjunta de biología en la Universidad de Alabama en Birmingham, que no participó en el estudio.
Los investigadores también analizaron los cambios epigenéticos, incluida la metilación del ADN, que consiste en la unión de un grupo metilo al ADN. Ciertos patrones de metilación del ADN pueden funcionar como un “reloj“, ya que reflejan la edad biológica de un organismo; recientemente, los científicos han utilizado estos patrones en el estudio del envejecimiento humano. En este caso, el equipo comparó la metilación del ADN en el genoma de Jonathan con la de tortugas de Aldabra jóvenes y viejas.
(Crédito de la imagen: Kevin Gepford,
CC BY-SA 4.0.
Los patrones de metilación eran más desordenados en las tortugas de mayor edad, lo que refleja cambios aleatorios adquiridos con el tiempo, según descubrieron los investigadores. Los científicos denominan a este fenómeno “entropía de metilación“. En la mayoría de los genes, los patrones de metilación del ADN de Jonathan eran más desordenados que los de las tortugas jóvenes. Sin embargo, en un conjunto de genes relacionados con la función mitocondrial —específicamente en las partes de esos genes que las activan— Jonathan presentaba patrones de metilación más organizados. Esto podría mantener la expresión de estos genes constante a lo largo del tiempo, según la teoría de los investigadores.
Las mitocondrias producen la energía que las células necesitan para funcionar correctamente, repararse a sí mismas y reducir el daño al ADN. “Mantener baja la entropía en estos genes mitocondriales, o conservar las mitocondrias en buen estado, probablemente contribuya a la longevidad”, afirmó Clark.
Sin embargo, los autores no pudieron determinar una relación causal; no realizaron pruebas que demostraran de forma concluyente que la falta de entropía en los genes de Jonathan explicara su longevidad. Clark argumentó que experimentos adicionales con una muestra de sangre de Jonathan podrían ofrecer una visión más completa de su genoma.
El perfil genético completo de Jonathan no se podrá conocer hasta después de la muerte de la tortuga, cuando los investigadores puedan recolectar ADN de más tejidos, dijo Vincent Lynch, profesor de biología en la Universidad de Buffalo, que no participó en el estudio.
“Algunos órganos son más susceptibles a ciertas enfermedades propias de la vejez que otros, y eso se debe a que las mutaciones se acumulan con el tiempo”, explicó a Live Science. “Lo ideal sería saber cuáles son esas mutaciones en esos tejidos específicos”.
Además, Lynch cuestionó si la entropía era una caracterización útil de los patrones de metilación del ADN relacionados con la edad, dado que la metilación puede ser impredecible. Dicho esto, coincidió en que los genes señalados en el estudio ofrecen datos útiles para futuras investigaciones sobre la longevidad. Se necesitan más experimentos para determinar si estos genes mitocondriales realmente desempeñan un papel en la longevidad de todas las tortugas de Aldabra, y mucho menos en otros animales, o si Jonathan es simplemente un caso atípico.
“Quizás Jonathan simplemente es muy bueno interpretando el papel de anciano”, dijo Lynch.
Fuente: Live Science.