国际科学家正在解开鲨鱼如何能活400年，它能为延长人类寿命带来希望吗？
国际科学家正在解开鲨鱼如何能活400年，它能为延长人类寿命带来希望吗？
格陵兰睡鲨是目前已知寿命最长的脊椎动物，可能活到400岁左右。最近，国际科学家团队首次绘制了格陵兰睡鲨的基因组图谱，对其约92%的DNA进行了测序，揭示了这种神秘生物长寿的秘密。
格陵兰睡鲨行踪神秘，多年来一直有效地隐藏着其最令人惊叹的特征。这种行动迟缓的生物主要潜伏在北大西洋和北冰洋的深海冷水区域，它们是唯一一种能全年承受冰冻温度的鲨鱼。该种群中的一些个体可能自殖民时期以来就一直在这片海域游弋，而研究人员才刚刚开始揭开其中的奥秘。
由于这种海洋生物的代谢速度很慢，科学家们长期以来一直怀疑格陵兰睡鲨的寿命异常长，但直到最近才确定了其确切的寿命长度。2016年发表的一项研究确定，这种鲨鱼是寿命最长的脊椎动物，可能活到400岁左右，估计寿命范围在272岁至500多岁之间。现在，另一项研究旨在探究这种长寿背后的机制。
一个国际科学家团队首次绘制了格陵兰睡鲨的基因组图谱，对其约92%的DNA进行了测序，从而得以深入了解这种长寿鱼类的内部机制。研究人员表示，基因组的组装（即其基因组的计算表示）不仅增加了对格陵兰睡鲨结构和身体功能的了解，而且还提供了关于这些动物为何拥有如此强大生命力的线索。
“只有通过基因组组装，我们才能真正理解，例如，鲨鱼体内积累了哪些突变，导致其寿命如此之长，”德国莱布尼茨衰老研究所的计算生物学家、关于格陵兰睡鲨的新研究的主要作者史蒂夫·霍夫曼博士说，“为此，这个基因组可以说是一种工具，使我们，当然也包括其他研究人员，能够研究长寿的分子机制。”
霍夫曼说，研究作者以预印本的形式公布了他们的研究结果，并邀请更多科学家研究该基因组，并对鲨鱼的DNA进行自己的分析。
与人类相比，尤其是与人类的体重和体型相比，寿命超过人类的动物物种寥寥无几。研究作者表示，通过研究格陵兰睡鲨的长寿机制，科学家们也可以更深入地了解如何可能延长人类的寿命。
格陵兰睡鲨的基因组
格陵兰睡鲨的生长速度极慢，每年不到1厘米，但最终体长可达6米多，而且它们要到100多岁才能达到性成熟。据推测，该物种中最年长的个体可能存活了500多年。
研究作者发现，格陵兰睡鲨的基因组异常庞大，是人类基因组的两倍，比迄今为止测序的任何其他鲨鱼基因组都要大。研究人员正在分析该基因组，以探索其庞大尺寸对鲨鱼长寿的可能意义。基因组更长的一个原因可能是鲨鱼修复DNA的能力，这一特征在其他寿命异常的物种中也很常见，包括裸鼹鼠（寿命最长的啮齿动物，可存活30年或更长时间）以及某些能活100多年的龟类。
格陵兰睡鲨的独特之处在于，其基因组中有很大一部分（超过70%）由跳跃基因组成，这些基因可以通过自我复制在DNA序列中移动，有时会产生突变。这些复制序列通常因其潜在的有害影响（包括癌症等遗传疾病）而被称为遗传寄生虫。
然而，在格陵兰睡鲨中，似乎修复DNA的基因一直充当着跳跃基因，它们在基因组中分布，并通过修复受损的DNA来减缓衰老过程。因此，“这些转座子（跳跃基因）的有害影响不仅被抵消了，甚至可能还被逆转了，以至于格陵兰睡鲨的基因组完整性甚至更好，”德国鲁尔大学波鸿分校的生物信息学家、初级教授、该研究的主要作者阿恩·萨姆博士说。
作者认为，该物种的DNA修复基因在某种程度上进化出了增殖的能力，进一步促进了DNA修复，从而延长了寿命。霍夫曼说，研究人员希望进一步探索和分析格陵兰睡鲨的DNA，同时将其基因组与其他鲨鱼物种和寿命较短的鱼类进行比较，以为这一独特特征提供额外证据。
格陵兰睡鲨的研究
据位于哈蒂斯堡的南密西西比大学生态与有机体生物学副教授妮可·菲利普斯博士称，在研究人员测序格陵兰睡鲨的基因组之前，所有鲨类、鳐鱼和魟鱼（统称为板鳃亚纲鱼类）中只有大约10个基因组可用。菲利普斯没有参与霍夫曼、萨姆及其团队的研究。
菲利普斯在一封电子邮件中表示：“测序的高质量基因组越多，我们就能越好地理解这个古老群体的共有特征以及独特特征的遗传基础。确定包括长寿鲨鱼在内的不同物种的寿命遗传基础，有助于研究人员理解衰老和长寿的生物学机制。”
由于鲨鱼偏爱深水环境，因此历史上关于格陵兰睡鲨的大多数信息都来自商业捕捞记录。在过去十年中，研究人员越来越多地使用视频以及观察捕获的标本来研究这种神秘的鲨鱼。
为了测序和研究鲨鱼的遗传构成，作者在获得研究许可后，对几只鲨鱼实施了安乐死以获取组织样本。但霍夫曼说，科学家们希望他们对格陵兰睡鲨基因组的研究最终能帮助该物种的保护工作。格陵兰睡鲨目前在国际自然保护联盟濒危物种红色名录中被列为易危物种，最近一次评估是在2019年6月。
佛罗里达理工学院墨尔本海洋工程与海洋科学副教授、佛罗里达理工学院鲨鱼保护实验室主任托比·戴利-恩格尔博士说：“作者得以深入了解了一种在生命进化树上处于独特地位的动物。它非常原始，因此它至少可以代表鲨鱼中所有基因组的进化方式，因为它提供了一个非常有趣、非常特殊的基因组的快照。”戴利-恩格尔没有参与这项研究。
她补充说：“一方面，我认为对这些跳跃基因的见解非常有趣；然而，另一方面，他们发现了我们从未见过的东西，这并不奇怪，因为尽管我们已经测序了其他鲨鱼的基因组，但鲨鱼物种之间的差异如此之大，以至于我们每研究一个新物种都会发现新东西。”
延长人类寿命
在早期的研究中，科学家已经能够通过基因改造来延长某些短命物种（如苍蝇和老鼠）的寿命。萨姆说，通过研究更多长寿物种，科学家可以更好地了解所有物种的衰老过程以及可能用于延长人类寿命的工具包。
“进化并不总是选择同一条道路。所以，假设目标是拥有更好的DNA修复能力，但这可以通过多种机制来实现，而这些机制在鼹鼠、鲸鱼和鲨鱼中是不同的，我们需要了解所有这些机制，然后看看哪些机制我们可以更容易地改造以用于人类，”纽约罗切斯特大学医学和生物学教授、2023年一项利用转移的裸鼹鼠基因延长小鼠寿命的研究的主要作者维拉·戈尔布诺娃博士说。戈尔布诺娃没有参与格陵兰睡鲨的研究。
她补充说，“一旦研究人员理解了这种机制，我们就可以看看是否能设计一种特定的药物来以这种方式靶向这种基因组酶，你可以梦想基因疗法，也许我们可以给人类注入格陵兰睡鲨的基因，但这可能更像是一种科幻小说的方法，但一种更容易实现的方法可能是，也许我们可以设计一种药物来靶向人类的某个基因，使其更像格陵兰睡鲨的基因那样工作。这将改善人类的DNA修复能力。”