Grønlandshajen bliver flere hundrede år på grund af generne
Grønlandshajer fanget på langline på cirka 600 meters dybde i Bredefjord, tæt på Narsarsuaq i Grønland. Foto: Takuji Noda
For første gang har et internationalt forskerhold med dansk deltagelse kortlagt Grønlandshajens genom. Resultaterne tyder på, at artens evne til at reparere sit eget DNA kan forklare dens høje levealder. Studiet er bl.a. baseret på flere forskningsrejser til Grønland støttet af Carlsbergfondet.
Grønlandshajen - på latin Somniosus microcephalus - er verdens længstlevende hvirveldyr med en anslået levetid på omkring 400 år. Den lever dybt nede i det nordlige atlanterhav og det arktiske hav og har i mange år været omgærdet af mystik - måske fordi det kun er ganske få komplekse dyr, der lever længere end mennesker. Eksempelvis kan visse skildpadder af gigantisk størrelse blive mere end 100 år.
Nu har et internationalt forskerhold med deltagelse af blandt andre professor John Fleng Steffensen fra Marinbiologisk Sektion ved Københavns Universitet undersøgt grønlandshajens genom med det formål at bringe os tættere på at forstå de molekylære mekanismer bag artens høje alder.
Og meget tyder på, at det er grønlandshajens evne til at reparere sit eget DNA, der kan være en af forklaringerne på dens ekstreme levetid.
Sammenhæng mellem DNA-reparation og lang levetid
Med 6,5 milliarder basepar er grønlandshajens genetiske kode dobbelt så lang som et menneskes og den største blandt haj-genomsekvenser til dato. Det store genom skyldes primært tilstedeværelsen af gentagne og ofte selvreplikerende elementer i genomet. Såkaldte ’transponerbare’ gener, også kaldet ’springende’ eller ’egoistiske’ gener, tegner sig for over 70 procent af grønlandshajens genom.
Interessant nok bliver et højt gentagelsesindhold ofte betragtet som skadeligt, da springende gener kan ødelægge integriteten af andre gener og reducere genomets samlede stabilitet.
For grønlandshajens vedkommende ser det høje gentagelsesindhold dog ikke ud til at have begrænset dens levetid. Tværtimod formoder forskerne, at omfanget af de transponerbare elementer kan have bidraget til artens ekstreme levetid.
Den bagvedliggende mekanisme for dette kan ifølge forskerne formentlig forklares med, at mere funktionelt relevante gener nogle gange "kaprer" det molekylære maskineri kodet af transponerbare elementer for at formere sig. Forskerne foreslår derfor, at flere almindelige gener ’greb denne mulighed’ under grønlandshajens evolutionære udvikling.
Hypotesen er derfor, at grønlandshajen har fundet en måde at opveje de negative effekter af transponerbare elementer på DNA-stabiliteten ved at kapre selve maskineriet af disse elementer. Studiets resultater indikerer også, at DNA-reparation kan repræsentere en generel mekanisme, der ligger til grund for udviklingen af exceptionel lang levetid for pattedyr generelt.
Projektleder John Fleng Steffensen på togt med R/V Dana til Angmassalik. Foto: Henrik Schurmann
Foto: Kirstine Fleng Steffensen
Grønlandshajer på siden af gummibåden. Den ene er spist af en anden grønlandshaj – lidt som man spiser en majskolbe - og kun hoved, hale og ryghvirvler er tilbage. Foto: Kirstine Fleng Steffensen
Foto: Kirstine Fleng Steffensen
Opsyn med kritiske gener
Undervejs fandt forskerne også en specifik ændring i proteinet p53, der også kaldes ’genomets vogter’. P53 fungerer nemlig som en kontrolhub, der reagerer på DNA-skader hos mennesker og i mange andre arter. Proteinet er muteret i omkring halvdelen af alle menneskelige kræftformer og er den vigtigste kendte tumorsupressor. Det er derfor et essentielt gen at holde øje med, når man undersøger årsagen til lang levetid.
Der er imidlertid behov for yderligere undersøgelser for at vise, i hvilket omfang de observerede ændringer i kritiske gener bidrager til dyrenes exceptionelle levetid.