Starptautiska pētnieku komanda, kuru vadīja neirologs un Vanderbilt Health progresīvās genomikas eksperti, pētīja 194 gadus vecā milzu bruņurupuča Džonatana genomu un epigenomu. Zinātnieki secinājuši, ka viņa ilgmūžības noslēpums varētu būt saistīts ar entropiju — bioloģisko sistēmu tendenci laika gaitā kļūt nesakārtotākām.

Pētījums 7. oktobrī publicēts žurnālā Science Advances. Tā autori norāda, ka atklājums nākotnē varētu palīdzēt aizsargāt mitohondrijus no novecošanas radītajām gēnu darbības izmaiņām un tādējādi pagarināt cilvēka veselīgas dzīves periodu jeb “healthspan”.

Gēnu slēdži un šūnu enerģija

Viena no novecošanas pazīmēm ir mitohondriju darbības traucējumi. Mitohondriji ir šūnu organoīdi, kas ražo enerģiju, un to darbību regulē gēnu promotoru reģioni — sava veida ģenētiski ieslēgšanas un izslēgšanas slēdži. Šo reģionu pieaugošā nesakārtotība var samazināt šūnu enerģijas ražošanas efektivitāti, lai gan uzticama enerģijas piegāde ir nepieciešama daudziem bioloģiskiem procesiem.

Par spīti ārkārtīgi lielajam vecumam, Džonatans, šķiet, ir izvairījies no šīs entropijas sekām. Rūpīgi rekonstruējot viņa genomu, pētnieki atklāja, ka ar mitohondriju enerģijas ražošanu saistīto gēnu promotori saglabājuši neparasti “jauneklīgu” kārtību. Šajā ziņā izskatījies, it kā šie reģioni būtu novecojuši ļoti maz.

Pētījuma vecākais un korespondējošais autors Stīvens “Vess” Klārks, M.D., Ph.D., MSCI, sacīja, ka šie rezultāti varētu būt nozīmīgi cilvēka veselības saglabāšanai vecumdienās. Klārks ir Nešvilā bāzētās bezpeļņas Kallel Foundation prezidents un galvenais zinātnieks; fonds pēta ilgmūžību.

Kāpēc tika pētīta metilācija

Jau vairākas desmitgades pētījumi ar dzīvniekiem liecina, ka noteiktiem vispārpieejamiem medikamentiem, tostarp rapamicīnam, varētu būt pretnovecošanas potenciāls. Rapamicīns 1999. gadā tika izstrādāts, lai novērstu pārstādītu orgānu atgrūšanu.

Tomēr farmācijas uzņēmumiem ir maz finansiālu iemeslu veikt šādu zāļu klīniskos pētījumus, jo tās vairs neaizsargā patenti. Kallel Foundation cita starpā izveidots, lai pārvarētu šo komerciālo šķērsli. “Kā bezpeļņas organizācija mēs vēlamies veikt klīniskos pētījumus, ko neviens zāļu uzņēmums nevēlas veikt,” Klārks sacīja. Ja fonds saņemtu pietiekamu finansējumu, pētījumi varētu sākties jau nākamgad.

Klārks, kurš ir neiroonkologs un bijušais Vanderbiltas Universitātes mācībspēks, ilgi domājis, kāpēc smadzeņu un centrālās nervu sistēmas audzēju biežums pieaug līdz aptuveni 80 gadu vecumam, bet pēc tam apstājas. Piemēram, neiroblastomas cilvēkiem pēc 90 gadu vecuma sastopamas reti. Tas radīja jautājumu, vai ārkārtīgi vecus cilvēkus kaut kādā veidā neaizsargā bioloģiski mehānismi.

Nākamās paaudzes sekvencēšanas tehnoloģijas, kas izstrādātas aptuveni pirms 20 gadiem, ļauj meklēt atbildes, ātri nolasot visu organisma DNS jeb genomu vai konkrētus genoma apgabalus, kuriem pievienotas gēnu darbību regulējošas metilgrupas.

Metilgrupas (-CH3), ko veido viens oglekļa atoms un trīs ūdeņraža atomi, darbojas kā gēnu ieslēgšanas un izslēgšanas slēdži. Metilētie gēni tiek izslēgti, bet gēni bez šīm grupām — ieslēgti. Pētnieki vēlējās noskaidrot, vai metilācija varētu būt saistīta ar entropiju un novecošanu.

Džonatana dzīvesstāsts

Džonatans izšķīlās aptuveni 1832. gadā Seišelu salās — arhipelāgā Indijas okeānā. 1882. gadā viņu nogādāja Svētās Helēnas salā, nomaļā vulkāniskas izcelsmes tropu salā Atlantijas okeāna dienvidos, aptuveni 1900 kilometru uz rietumiem no Angolas.

Aptuveni 204 kilogramus smagais bruņurupucis dzīvo kopā ar citiem milzu bruņurupučiem Plantācijas nama teritorijā — gubernatora oficiālajā rezidencē. Svētā Helēna ir Lielbritānijas aizjūras teritorija. Džonatans ir akls kataraktas dēļ, taču viņam saglabājusies ļoti laba dzirde. Viņu apmeklējušas vairākas britu karaliskās ģimenes paaudzes, tostarp karaliene Elizabete II.

2017. gadā Klārks vērsās pie Svētās Helēnas veterinārārsta Džo Hollinsa ar lūgumu iegūt Džonatana asins paraugu sekvencēšanai. Lūgums tika noraidīts, jo pastāvēja bažas par bruņurupuča veselību, taču veterinārārstam atļāva no dzīvnieka vaiga iekšpuses paņemt nelielu audu paraugu.

Pēc tam Klārkam bija jāizveido komanda, kas analizētu audus, un jāatrod finansējums pētījumam. Tāpēc viņš nodibināja Kallel Foundation. Fonda nosaukums cēlies no zviedru–ziemeļģermāņu vārda “kallel”, kas saistīts ar pavasari un mūžīga pavasara ideju.

Pētījuma rezultāti un nākamie soļi

Džonatana genoma un epigenoma analīzi vadīja ar Kallel Foundation saistītais Bendžamins Vaisvils un Čikāgas genomikas un bioinformātikas uzņēmuma Igenbio Inc. pārstāvis Daniels Šmits. Abi ir pētījuma Science Advances pirmie autori kopā ar Angelu Džounsu, VANTAGE NGS Services nodaļas vadītāju. VANTAGE jeb Vanderbilt Technologies for Advanced Genomics ir Vanderbilt Health kopīgais resurss genomikas pētījumiem.

Džounsa un viņas kolēģe Medisone Teilore vadīja DNS un epigenētisko sekvenēšanu. “Angela, Medisone un visa VANTAGE komanda bija ļoti svarīga, lai mēs pabeigtu šo darbu,” Klārks sacīja.

Ar starptautiskas ekspertu komandas palīdzību, tostarp ar UCLA pētnieku Stīvu Horvatu, kurš pazīstams ar metilācijas principos balstīta novecošanas “pulksteņa” izstrādi, zinātnieki noteica, ka ar mitohondriju funkciju un RNS apstrādi saistītajiem promoteriem bija zema metilācijas entropija.

Pētnieki secināja, ka tādēļ šajos svarīgajos bioloģiskajos ceļos saglabājās “augstas precizitātes gēnu ekspresija”, kas daļēji pasargāja Džonatanu no ar vecumu saistītas lejupslīdes. Šis rezultāts sasaucas ar 2025. gada pētījumu, kurā 117 gadus vecai sievietei konstatēja “ārkārtīgi efektīvu mitohondriju darbību”.

Lai apstiprinātu Džonatana iespējamā ilgmūžības mehānisma nozīmi, būs nepieciešami papildu pētījumi ar asinīm, jo tās nodrošinātu pilnīgāku un kvalitatīvāku DNS sekvenci. Klārks sacīja, ka fonds plāno izpētīt arī citas ilgmūžīgas sugas un citus ar novecošanu saistītus bioloģiskos ceļus.

Klārks vēl nav apmeklējis Svēto Helēnu, taču cer satikt Džonatanu un, iespējams, turpināt pētniecības sadarbību. “Tas ir bijis patiešām pārsteidzošs ceļojums,” viņš sacīja.

Pētījuma autori ir Bendžamins Vaisvils un kolēģi. Darba nosaukums ir “Epigenetic insights into extreme longevity in the world's oldest terrestrial animal, Jonathan”, un tas publicēts žurnālā Science Advances 2026. gadā. DOI: 10.1126/sciadv.adw8887.