Grønlandshajens lange levetid skyldes generne
11.9.2024 10:45:40 CEST | Københavns Universitet | Pressemeddelelse
Et internationalt forskerhold har kortlagt Grønlandshajens genom for første gang, og data tyder på, at dette dyrs værktøjskasse til at reparere sit eget DNA kan forklare dets ekstreme levetid.

Grønlandshajen (Somniosus microcephalus) er sjældent set af mennesker og omgivet af mystik. Ikke mindst fordi den lever som undvigende beboer i dybet af det nordlige Atlanterhav og det arktiske hav og er verdens længstlevende hvirveldyr med en anslået levetid på omkring 400 år. Forskernes arbejde med at afkode dyrets genetiske sammensætning vil kaste nyt lys over de generelle mekanismer, der er involveret i dyrs alder og lang levetid.
- "Grønlandshajens genom er et væsentligt skridt til at forstå de molekylære mekanismer for aldring i denne usædvanligt langlivede art," siger Steve Hoffmann, en beregningsbiolog ved Fritz Lipmann Institute on Aging (FLI) i Jena, Tyskland.
Forskerne forventer, at Grønlandshajens undersøgelse af genomet er afgørende for mange andre organismer.
- "At udforske de genetiske fundamenter for den enorme mangfoldighed af levetid på tværs af livets træ giver et helt nyt perspektiv til at undersøge mekanismerne, der muliggør enestående lang levetid," forklarer Alessandro Cellerino, en neurobiolog ved FLI og Scuola Normale Superiore (SNS) i Pisa.
Kun få komplekse dyr kan overleve mennesker. Forbløffende eksempler er gigantiske skildpadder, som Jonathan, et 191 år gammelt eksemplar, der i øjeblikket bor på St. Helena. Alligevel blegner denne rekord sammenlignet med Grønlandshajen. Holdet af forskere ved FLI, Ruhr University Bochum, SNS og Marinbiologisk Sektion ved Københavns Universitet har i samarbejde med andre institutioner sekventeret denne ikoniske arts genom, og netop offentliggjort deres første resultater og gjort genomsekvensen tilgængelig.https://www1.bio.ku.dk/nyheder/2024/groenlandshajens-lange-levetid-skyldes-generne/
Sammenhæng mellem DNA reparation og lang levetid
Indtil videre tyder dataene på, at Grønlandshajens værktøjskasse til at reparere dens DNA kan være en af nøglerne til dens ekstreme levetid.
En af projektets tidlige udfordringer var hajens genomstørrelse. Med 6,5 milliarder basepar er Grønlandshajens genetiske kode dobbelt så lang som et menneskes, og den er den største blandt haj-genomsekvenser til dato.
- "Der er kun nogle få dyr sekventeret indtil videre, som har et endnu større genom," siger Arne Sahm fra FLI, der er første forfatter på undersøgelsen, med henvisning til halepadden (axolotl) og en fornyligt offentliggjort lungefisk-genomundersøgelse.
Grønlandhajens store genom skyldes primært tilstedeværelsen af gentagne og ofte selvreplikerende elementer i genomet. Sådanne ’transponerbare’ gener, også kaldet ’springende’ eller ’egoistiske’ gener er ofte betragtet som genomiske parasitter, - og de tegner sig for over 70% af Grønlandshajens genom.
Interessant nok bliver et højt gentagelsesindhold ofte betragtet som skadeligt, da springende gener kan ødelægge integriteten af andre gener og reducere genomets samlede stabilitet.
For Grønlandshajens vedkommende ser det høje gentagelsesindhold dog ikke ud til at have begrænset dens levetid.
Tværtimod formoder forskerne, at omfanget af de transponerbare elementer endda kan have bidraget til Grønlandshajens ekstreme levetid. Nogle gange kan andre mere funktionelt relevante gener "kapre" det molekylære maskineri kodet af transponerbare elementer for at formere sig. Holdet foreslår, at flere almindelige gener greb denne mulighed under Grønlandshajens udvikling.
Overraskende nok er mange duplikerede gener involveret i at reparere DNA-skader.
- "I hver af vores celler skades DNA' tusindvis af gange hver dag, og specialiserede molekylære mekanismer reparerer det konstant," forklarer Cellerino.
Et bemærkelsesværdigt fund af komparative genomiske undersøgelser er, at langlivede pattedyrarter er usædvanligt effektive til at reparere deres DNA. Således indikerer holdets resultater, at DNA-reparation kan repræsentere en generel mekanisme, der ligger til grund for udviklingen af exceptionel lang levetid.
- "Vi er fristet til at spekulere i, at udviklingen af Grønlandshajen har fundet en måde at opveje de negative effekter af transponerbare elementer på DNA-stabiliteten - ved at kapre selve maskineriet af disse elementer," tilføjer Arne Sahm.
Forskerne er også ivrige efter at lære mere om de mekanismer, der styrer spredningen af transponerbare elementer.
- "Vi kan nu begynde at svare på, om afdæmpningen af transponerbare elementer i Grønlandshajer er anderledes end hos andre arter," siger Helene Kretzmer fra Max Planck Instituttet for Molekylær Genetik.
Ændringer i Grønlandshajens reparationssystemer
Holdet fandt også en specifik ændring i proteinet p53 - også kendt som "genomets vogter". Påfaldende nok fungerer p53 som en kontrolhub, der reagerer på DNA-skader hos mennesker og i mange andre arter.
- "Dette protein er muteret i omkring halvdelen af alle menneskelige kræftformer og er den vigtigste tumorsupressor, vi kender. Derfor er det et essentielt gen for lang levetid,” siger Steve Hoffmann.
Der er imidlertid behov for yderligere undersøgelser for at vise, i hvilket omfang de observerede ændringer i kritiske gener (såsom p53 og molekylære veje, f.eks. duplikationer af DNA-reparationsgener eller ændringer i tumorsupressorer) bidrager til dyrenes exceptionelle levetid.
- "Vores genomprojekt lægger op til flere uafhængige undersøgelser, der vil hjælpe os til bedre at forstå udviklingen af denne bemærkelsesværdige art," understreger Paolo Domenici fra CNR - IBF Pisa.
- "Dette er en af grundene til, at vi besluttede at gøre genomet umiddelbart tilgængeligt for det videnskabelige samfund," tilføjer Alessandro Cellerino.
Grønlandshajens genom er nu tilgængeligt for alle
Genomsekvensen og de tilsvarende webressourcer leveret af forskerholdet gør det muligt for forskere over hele verden at analysere deres gener af interesse.
- ”Dette arbejde er en hjørnesten for en bedre forståelse af grundlaget for Grønlandshajens ekstreme fysiologi. Ydermere hjælper det os med at vurdere deres genomiske mangfoldighed og dermed bestandsstørrelsen af denne sårbare art for første gang,” kommenterer John Fleng Steffensen fra Biologisk Institut, Københavns Universitet, som har studeret disse kæmpedyr i felten de sidste femten år.
Nøgleord
Kontakter
Kommunikation
kommunikation@bio.ku.dkBilleder


Links
Om Biologisk Institut
Instituttet er et af de største institutter på Københavns Universitet med et unikt forsknings- og studiemiljø med stærk grundforskning og alsidige uddannelser inden for biologi, biokemi, molekylær biomedicin og bioinformatik.
Følg pressemeddelelser fra Københavns Universitet
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Københavns Universitet
Scientists stunned: Volcano cleans up after itself by removing methane from the air7.5.2026 11:01:00 CEST | Press release
A violent volcanic eruption in the South Pacific has revealed a surprising natural mechanism that could potentially help slow global warming. The finding provides entirely new insights into atmospheric chemistry and may inspire new methods to remove methane emissions from the air.
Forbløffede forskere: Vulkan rydder op efter sig selv og fjerner metan fra luften7.5.2026 11:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Et voldsomt vulkanudbrud i Stillehavet har afsløret en overraskende naturlig mekanisme, som muligvis kan hjælpe med at bremse den globale opvarmning. Opdagelsen giver helt ny viden om atmosfærisk kemi, der kan inspirere udviklingen af nye metoder til at fjerne metan fra atmosfæren
Industrial waste used to develop non-toxic wood protection7.5.2026 09:41:48 CEST | Press release
Researchers at the University of Copenhagen have developed a new, non-toxic method for protecting wood that could eventually replace conventional pressure-treated timber. The method is based on lignin – a natural substance found in wood – and is designed to avoid the environmentally harmful chemicals that are currently used to extend the lifespan of wood products. The researchers aim to have the technology ready for market use before 2030.
Trænørders opfindelse kan gøre trykimprægneret træ overflødigt7.5.2026 09:40:25 CEST | Pressemeddelelse
En ny giftfri træbeskyttelse har set dagens lys på Københavns Universitet. Opfindelsen skal erstatte de miljøfarlige stoffer i trykimprægneret træ og bygger på restproduktet lignin – et naturligt bindemiddel i træer. Forskernes mål er at få produktet på markedet inden 2030.
Dog training choices reflect owners’ ethical views on animals5.5.2026 06:00:00 CEST | Pressemeddelelse
A new study from the University of Copenhagen explores how dog owners’ ethical views on animals are reflected in the training methods they use. The findings may give dog owners new insight into why they choose certain training approaches over others.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum