DNA van 194-jarige schildpad Jonathan onthult geheim van lang leven

Jonathan woont al sinds 1882 op het eiland Sint-Helena, waar hij op het gazon van het gouvernementsgebouw rondscharrelt. De Aldabra-schildpad is blind door staar, maar hoort nog goed en heeft een gezonde eetlust. Met zijn geschatte 194 jaar leeft hij ongeveer een eeuw langer dan de meeste andere schildpadden van zijn soort, en dat maakte hem voor onderzoekers een uitzonderlijk interessant studieobject.

Een voorzichtige wangafname

Een DNA-sample afnemen bij een schildpad van 180 kilo is geen sinecure. Dierenarts Joe Hollins lokte Jonathan met vers groenvoer, wrikte zijn kaken voorzichtig open en schraapte binnen een paar seconden cellen van zijn wangslijmvlies, voordat het dier zijn scherpe bek weer dichtklapte. Een bloedafname, de gangbare methode voor DNA-onderzoek, was door de autoriteiten van Sint-Helena afgewezen vanwege infectierisico.

Het team van de Amerikaanse non-profitorganisatie Kallel Foundation, onder leiding van onderzoeker Stephen Clark, moest de verzamelde wangcellen vervolgens tot een compleet genoom puzzelen. Omdat de eerste poging gaten vertoonde, vulden de onderzoekers die aan met DNA van een jongere tortoise. Zo'n 95 procent van het uiteindelijke genoom is afkomstig van Jonathan zelf.

De vergelijking met vier andere Aldabra-schildpadden van rond de honderd jaar oud leverde 287 genen op die uniek zijn voor Jonathan. Veel daarvan zijn betrokken bij DNA-reparatie en bij het beschermen van zijn telomeren, de beschermkapjes aan de uiteinden van chromosomen die normaal gesproken juist korter worden met het ouder worden.

Jonge energiefabriekjes in een oeroud lichaam

De grootste verrassing zat in Jonathans epigenoom: het systeem van chemische merktekens, ook wel DNA-methylering genoemd, dat bepaalt welke genen aan- en uitstaan. Bij veroudering raakt dit patroon doorgaans steeds chaotischer. Clark noemt die toenemende wanorde 'entropie' en ziet dit als een kernoorzaak van veroudering. Jonathans epigenoom vertoonde inderdaad meer van die chaos dan bij zijn jongere soortgenoten, met één uitzondering: de genen die zijn mitochondriën aansturen, de energiecentrales van de cel, bleven er opvallend jeugdig uitzien, vergelijkbaar met die van een vijfjarige Aldabra-schildpad.

Dat is opmerkelijk, omdat gezonde mitochondriën juist DNA-reparatie en celherstel helpen aandrijven. Een soortgelijk patroon dook eerder op bij onderzoek naar een vrouw die 117 jaar werd: ook bij haar bleken de mitochondriën gezonder dan bij vrouwen die decennia jonger waren.

Wat Jonathan de wetenschap kan leren

Eerder onderzoek naar andere langlevende dieren wees al in een vergelijkbare richting. Het genoom van Lonesome George, de laatste bekende Pinta-schildpad die in 2019 werd gesequenced, liet gunstige aanpassingen zien in immuunfunctie en ontstekingsregulatie. Ook naakte molratten, die tien keer langer leven dan vergelijkbare knaagdieren, blijken opvallend resistent tegen kanker en ouderdomsziekten dankzij stabiele eiwitproductie.

Clark en zijn team willen nu het DNA van meer Aldabra-schildpadden en andere langlevende dieren in kaart brengen. Het einddoel is ambitieus: evolutionaire trucs van dieren als Jonathan vertalen naar betaalbare behandelingen die mensen helpen langer gezond te blijven.