La remota isla del Atlántico Sur, Santa Elena, presume una celebridad internacional: la tortuga Jonathan, el animal terrestre más longevo que aún vive. Con 194 años, ha superado la expectativa de vida prevista para la tortuga gigante de Aldabra (Aldabrachelys gigantea) por casi un siglo. Ahora, científicos han identificado una serie de rasgos genéticos y epigenéticos únicos que podrían contener la clave de esta longevidad.
La nueva investigación se centró en los genes de Jonathan, así como en las etiquetas químicas que se encuentran encima de las moléculas de ADN, conocidas como “marcadores epigenéticos”. Estos marcadores ayudan a controlar qué genes se activan y en qué medida. El análisis demuestra que los genes de Jonathan vinculados a la función mitocondrial se encuentran en muy buen estado, epigenéticamente hablando, lo que sugiere que han desempeñado un papel importante en el éxito de la tortuga.
Aunque la función mitocondrial ha sido asociada durante mucho tiempo con la longevidad y la disfunción mitocondrial ha sido vinculada a enfermedades, Jonathan ofrece una visión fresca de esa dinámica, comentó el coautor del estudio Stephen Clark, científico principal de la Kallel Foundation, una organización sin fines de lucro en Nashville que investiga dianas farmacológicas para promover la longevidad humana.
Clark y sus colegas publicaron sus hallazgos el miércoles (7 de octubre) en la revista Science Advances.
Decodificando los secretos de Jonathan para una vida larga
Hace casi una década, los investigadores reclutaron a Joe Hollins, el veterinario a cargo del cuidado de Jonathan, para recolectar muestras del animal récord. Las autoridades de la isla prohibieron al veterinario extraer sangre, temiendo el riesgo de una infección.
“No quería ser el médico que matara a Jonathan”, dijo Clark a Live Science. Hollins recolectó muestras mediante un hisopo de mejilla.
Cuando las muestras llegaron a Estados Unidos, los investigadores las secuenciaron, pero cuando sus computadoras siguieron fallando, descubrieron que el ADN se había aislado de las bacterias en la boca de Jonathan en lugar de las propias células de la tortuga.
Clark “tuvo que volver y suplicar” por permiso para recopilar más datos, afirmó. El veterinario entonces envió muestras de raspado de mejilla, que se obtienen con una herramienta ligeramente distinta a los hisopos bucales. Esta vez, el ADN era de hecho de Jonathan.
El ADN aislado de esas muestras de tejido de mejilla estaba más fragmentado de lo que habría estado en una muestra de sangre, así que los investigadores llenaron los vacíos usando 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 Lonesome George, que se creía tenía más de 100 años en el momento de su muerte en 2012.
El equipo encontró que, en comparación con Tank y Lonesome George, Jonathan poseía 287 variantes únicas de genes que previamente se habían vinculado a vías relacionadas con el envejecimiento. Estos incluían genes implicados en la reparación del ADN y en la función de los telómeros —los extremos protectores de los cromosomas que tienden a acortarse con la edad.
Estas vías también se relacionan con procesos de envejecimiento en humanos, destacando una “firma más amplia del envejecimiento” a través de las especies, comentó Greer Dolby, profesora asistente de biología en la Universidad de Alabama en Birmingham, quien no participó en el estudio, a Live Science.
Los investigadores también analizaron cambios epigenéticos, incluida la metilación del ADN, que ocurre cuando una etiqueta química llamada grupo metilo se une al ADN. Ciertos patrones de metilación pueden funcionar como un “reloj” que refleja la edad biológica de un organismo; recientemente, los científicos han aprovechado estos patrones en el estudio del envejecimiento humano. En este caso, el equipo comparó la metilación del ADN a lo largo del genoma de Jonathan con la de tortugas de Aldabra jóvenes y viejas.
Los patrones de metilación estaban más desordenados en las tortugas mayores, reflejando cambios aleatorios adquiridos con el tiempo; los científicos llaman a este fenómeno “entropía de la metilación”. Para la mayoría de los genes, los patrones de metilación de Jonathan eran más desordenados que los de las tortugas jóvenes. Pero en un conjunto de genes vinculados a la función mitocondrial —concretamente las partes de esos genes que los activan— Jonathan presentaba patrones de metilación más organizados. Eso podría mantener la expresión de estos genes estable a lo largo del tiempo, según los investigadores.
Las mitocondrias producen la energía que las células necesitan para funcionar correctamente, repararse y reducir más daño al ADN. “Mantener la entropía baja en estos genes mitocondriales, o mantener mitocondrias en un estado prístino, probablemente contribuya a la longevidad”, señaló Clark.
Sin embargo, los autores no pudieron determinar una relación causal: no realizaron pruebas que pudieran probar de forma concluyente que la falta de entropía en estos genes explica la larga vida de Jonathan. 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 puede conocerse hasta después de la muerte de la tortuga, cuando los investigadores puedan recolectar ADN de más tejidos, comentó Vincent Lynch, profesor de biología en la Universidad de Buffalo, quien no participó en el estudio.
“Algunos órganos son más susceptibles a determinadas enfermedades propias de la vejez que otros, y eso sucede porque las mutaciones se acumulan con el tiempo”, afirmó a Live Science. “Idealmente nos gustaría 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, ya que la metilación puede ser impredecible. Dicho esto, coincidió en que los genes señalados en el estudio ofrecen datos útiles para futuros trabajos sobre longevidad.
Se necesitan más experimentos para determinar si estos genes mitocondriales realmente juegan un papel en la longevidad de todas las tortugas de Aldabra, y mucho menos en otros animales, o si Jonathan es solo un caso atípico.
“Quizá Jonathan sea simplemente muy bueno para envejecer,” comentó Lynch.
