100岁才能等来青春期，400岁才能死亡，格陵兰鲨靠什么活几个世纪？
100岁才能等来青春期，400岁才能死亡，格陵兰鲨靠什么活几个世纪？
地球是一个奇迹
物种｜北极
当这条格陵兰鲨出生的时候，达·芬奇正在绘制《蒙娜丽莎》。这种生物是地球上寿命最长的脊椎动物，能在冰冷的深海中存活数个世纪之久。| 国家地理图片集
对于人类来说，青春期大约在十岁左右到来。但格陵兰鲨(Greenland sharks)却要等上一百多年。
长达一个世纪的童年期听起来或许像科幻小说里的情节，但格陵兰鲨确实是地球上寿命最长的脊椎动物，其寿命据信可长达约400年。
这些鱼在寒冷的北极和北大西洋海域的深海中生活了数个世纪，它们以每年大约一厘米的速度生长，最终体型变得十分巨大。最大的成年格陵兰鲨长度可能超过一辆丰田普锐斯(Toyota Prius)，体重超过2000磅(约907公斤)。
通常情况下，动物不可能活得如此长久。随着时间的推移，身体机能会逐渐衰退，像癌症这样的疾病也会不断累积并造成损害。然而，格陵兰鲨似乎打破了这一规律，这意味着它一定进化出了某些遗传机制来抵御与衰老相关的疾病。
最近，科学家们获得了一些有关格陵兰鲨长寿的新遗传线索。虽然这些新发现并不能让人类活到400岁，但它们为科学家们提供了诱人的蓝图，让他们知道如何才能让我们在更长的时间里保持健康。
捕捉巨型格陵兰鲨
2021年，阿恩·萨姆(Arne Sahm)决定探寻格陵兰鲨长寿背后的奥秘，他不仅想了解这种鲨鱼，还希望能将它们与其他长寿动物(如裸鼹鼠)的生物学特征进行潜在的比较。
“了解是否存在一些进化上的通用技巧，能让寿命很长的物种活得更久，这是很有意义的。” 萨姆说道，他是德国莱布尼茨衰老研究所——弗里茨·李普曼研究所(Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute)的一名生物信息学家。
他首先需要一个完整的格陵兰鲨基因组，而在这项研究之前，科学家们还没有这样的基因组。为了组装基因组，他首先需要从鲨鱼身上采集新鲜样本，而要捕捉一条重达一吨、能潜到深达7000英尺海底的鱼，绝非易事。
“你要在一条长线上挂上10个鱼钩，” 约翰·斯特芬森(John Steffensen)说道，他是丹麦哥本哈根大学(University of Copenhagen)的一名海洋生物学家，曾与萨姆合作开展这个项目，并且在过去的二十年里一直在捕捉这些鲨鱼用于研究。
“这些鱼钩被称为鲨鱼钩，它们非常大。” 鱼钩上要挂上大块又臭又烂的肉。用结实的绳索和链条将这些散发着臭味的 “零食” 放到几百英尺深的海底，然后再拉上来，此时可能就会钓到一条鲨鱼，或者多条鲨鱼。
为了支持萨姆的研究，斯特芬森和其他渔民在格陵兰岛南部的峡湾中捕捉到了鲨鱼，并将鲨鱼的脑部样本送给了研究团队。研究人员随后从这些样本中提取了DNA，以编制和检查鲨鱼的基因组。
格陵兰鲨能够下潜至7000英尺(约2133米)的深度，并且能长到和汽车一般大小。然而，它们庞大的体型也未能阻止人类对它们进行捕捞。(在格陵兰岛、加拿大以及冰岛，几十年来，人们一直在捕杀这种鲨鱼，以获取其肝脏中的油脂。) | 国家地理图片集
遗传线索指向长寿根源
如果把基因组比作一本说明书，那么DNA就是其中的文字，而基因则是段落。研究团队首次编制出了格陵兰鲨的“整本书”，即它们的染色体基因组。
他们发现，这本书的 “厚度” 大约是人类基因组的两倍，包含22634个基因和约64.5亿个碱基对。碱基对构成了DNA链双螺旋结构的 “梯级”，也就是DNA “页面” 上的单个 “字母”。
在获得完整的基因组后，研究团队开始寻找格陵兰鲨超长寿命背后的线索。其中一个引人注目的因素是大量的 “跳跃基因”，即转座子(transposons)。包括人类在内的大多数生物都有转座子，它们是可以复制自身并插入到基因序列新位置的基因。
它们可以引入遗传多样性，但如果这些基因的新位置破坏了序列的其他部分，也可能产生危害。萨姆说，这就好比从别的地方复制一个短语，然后粘贴到一个句子中间，结果让这个句子变得毫无意义。
但这些转座子在格陵兰鲨身上可能发挥着更有益的作用。格陵兰鲨的许多基因复制片段都包含与DNA修复相关的基因。所以，它们可能并没有造成破坏，反而产生了额外的有益基因，从理论上来说，这些基因可以减缓衰老。
如果DNA一直处于受损状态，就会导致细胞出现问题，包括引发癌症。研究人员认为，一个基因组维护得越好，生物体的寿命就可能越长。
还有一个名为TP53的基因也引起了研究团队的注意。TP53被誉为 “基因组的守护者”，对预防癌症至关重要。许多动物都有这个基因，包括人类、大象和鲸鱼。TP53包含了编码p53蛋白的指令，p53蛋白有助于抑制肿瘤和修复DNA。
它的作用方式是，要么阻止DNA受损的细胞进一步分裂，直到损伤修复，要么促使这些细胞死亡。这样就能确保细胞的生长不会失控地迅速发展成肿瘤。
在格陵兰鲨身上，其TP53基因序列的一部分与其他动物的典型功能有所不同。研究人员使用人工智能模型预测，这种突变可能会影响p53蛋白的结构以及它修复DNA的方式，从而可能导致更长的寿命。
但萨姆指出，这些只是预测，要进一步了解这种变化，他们还需要在实验室的细胞中进行实验。
助力人类健康
格陵兰鲨长寿的秘诀可以帮助科学家理解其他动物的长寿现象，也可能对人类有益。但这并不会让我们活到几个世纪那么久。
萨姆说，鲨鱼与人类的亲缘关系太远，我们的生理系统差异太大，无法进行直接比较。格陵兰鲨的基因组并不是传说中的 “青春之泉”，而是为其他长寿动物的基因组数据增添了新的内容。
科学家们可以对这些动物和人类进行比较，以更多地了解衰老过程。例如，他们可以寻找那些在长寿动物中存在但在短寿动物中不存在的基因，这些基因可能有助于抵御与衰老相关的疾病。
“我们的目标不是让人活得更久，而是让人在更长时间内保持健康。” 保罗·罗宾斯(Paul Robbins)说道，他是明尼苏达大学(University of Minnesota)的一名分子生物学家，并未参与这项研究。
人类长寿研究的主要目标是延长人们的健康寿命，也就是一个人一生中身体健康的时间长度。例如，长寿研究的一个方面是如何在长寿和癌症预防之间取得平衡。
罗宾斯说，因为我们与长寿相关的基因存在一些重叠之处，比如TP53基因的重要性，所以格陵兰鲨的基因组可能有助于揭示开发健康寿命疗法(如药物疗法或基因疗法)的靶点。而且，因为还有其他用于长寿研究的动物，这些研究结果也可以为其他相关研究提供参考，博德纳补充道。
例如，科学家们可以将格陵兰鲨与像老鼠这样的短寿物种进行比较，寻找差异。另一方面，也可以将格陵兰鲨的基因组与其他鲨鱼，或者与其他长寿的海洋物种(如弓头鲸)进行比较，寻找相似之处。
“新的格陵兰鲨基因组是我们研究工具包中的一个绝佳工具。” 安德里亚·博德纳(Andrea Bodnar)说道，她是马萨诸塞州格洛斯特海洋基因组学研究所(Gloucester Marine Genomics Institute)的细胞生物学家兼科学主任，并未参与这项研究。
博德纳研究海洋动物的长寿现象，包括寿命可达200岁的红海胆。“每一个这样的长寿物种都确实想出了不同的方法来实现健康衰老和抗癌。”还需要更多的研究来证实格陵兰鲨基因组中发现的蛋白质的功能。
下一步可以研究基因表达，这可以通过细胞培养或在其他模式动物中插入基因来实现。“拥有一个基因组非常棒，它是未来研究的重要资源。” 博德纳说，“但这确实只是一个开始。”