Mappato il genoma del Somniosus Microcephalus: la chiave della sua lunga vita potrebbe essere nella capacità di riparare il DNA

Il genoma dello squalo della Groenlandia potrebbe custodire il segreto della longevità. Un team internazionale di ricercatori ha mappato per la prima volta il codice genetico di questo animale che, con una vita stimata di circa 400 anni, è il vertebrato più longevo esistente sulla Terra.

Lo studio, pubblicato come preprint, fa un primo passo essenziale per decifrare i meccanismi che regolano l’aspettativa di vita degli organismi che popolano il pianeta. L’analisi del genoma dello squalo della Groenlandia, uno dei più grandi finora sequenziati, ha permesso di individuare dei meccanismi molecolari che potrebbero avere un ruolo chiave per spiegare l’eccezionale longevità di questi enormi pesci dei mari del Nord.

Squalo della Groenlandia, un animale ancora misterioso

Il codice genetico dello squalo della Groenlandia è lungo il doppio di quello di un essere umano ed è il più grande tra le sequenze del genoma degli squali ad oggi conosciute. Oggi, grazie al lavoro congiunto di un team internazionale di scienziati, il genoma di questo animale non soltanto è stato sequenziato, ma è anche a disposizione dell’intera comunità scientifica.

Un’acquisizione molto preziosa, soprattutto se si considera che il Somniosus Microcephalus, noto anche come squalo della Groenlandia o squalo artico, è un animale di cui sappiamo pochissimo. La sua lenta vita di profondità lo rende una specie ancora molto misteriosa: non sappiamo con certezza come cresca i suoi cuccioli, per esempio, né come faccia a predare delle foche.

Come spiega Paolo Domenici dell’Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche italiano (CNR-IBF):

“Le uniche osservazioni del suo comportamento naturale che abbiamo sono da video effettuati in profondità, che mostrano quanto sia lento nei suoi movimenti, una caratteristica in linea con la sua longevità. Sappiamo anche che si ciba di foche, e non è ancora chiaro come un animale così lento le possa catturare: ecco un altro mistero che ancora avvolge la specie”.

Lo squalo della Groenlandia è anche una delle specie di squalo più grandi, con dimensioni paragonabili a quelle dello squalo bianco, ma quello per cui ha da tempo attirato l’attenzione della comunità scientifica è la sua eccezionale longevità: la vita stimata di questo animale è di circa 400 anni.

Anatomia di uno degli animali più longevi della Terra

Nel 2016, un gruppo di ricercatori danesi e norvegesi guidati da Julius Nielsen della University of Copenhagen in Helsingor, ha scoperto che lo squalo della Groenlandia è il vertebrato più longevo al mondo.

La datazione al radiocarbonio delle lenti oculari dei 28 esemplari analizzati, provenienti da catture accidentali, mostrava un’età media di 272 anni. Le due femmine più grandi, lunghe circa 5 metri, avevano un’età di 335 e di 392 anni.

Questa informazione ha permesso agli scienziati di calcolare che questi animali raggiungono la maturità sessuale intorno ai 150 anni di età, che corrispondono a una lunghezza di circa 4 metri. La longevità di questa specie, infatti, è associata a un tasso di crescita molto lento, inferiore a un centimetro l’anno.

Solo pochi animali complessi possono vivere più a lungo degli esseri umani: un esempio notevole sono alcune tartarughe giganti, che possono arrivare a 300 anni, la balena della Groenlandia (Balaena Mysticetus), che può superare i 200 anni, e l’orca (Orcinus Orca), che può agevolmente arrivare a 100 anni di età. Di fronte allo squalo della Groenlandia, però, anche i 344 anni della testuggine africana (Centrochelys Sulcata) impallidiscono.

Mappato il genoma dello squalo della Groenlandia

Gli scienziati di diverse istituzioni, tra cui il Fritz Lipmann Institute on Aging, l’Università di Copenhagen, l’Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IBF) e la Scuola Normale Superiore di Pisa, hanno deciso di indagare i meccanismi molecolari associati alla longevità di questa specie ancora così misteriosa.

Hanno quindi mappato per la prima volta il genoma dello squalo della Groenlandia, con l’intenzione di comprendere meglio la sua evoluzione ma anche per indagare i meccanismi che rendono possibile una tale aspettativa di vita, in questa ed altre specie.

Come spiega Alessandro Cellerino, neurobiologo presso il FLI e la Scuola Normale Superiore di Pisa:

“Esplorare le basi genetiche dell’enorme diversità della durata della vita nelle varie specie offre una prospettiva completamente nuova per indagare i meccanismi che consentono una longevità eccezionale. Questo è uno dei motivi per cui abbiamo deciso di rendere il genoma immediatamente disponibile alla comunità scientifica“.

Il sequenziamento dell’intero genoma è stata un’operazione particolarmente complessa: con 6,5 miliardi di coppie di basi, infatti, il codice genetico dello squalo della Groenlandia è il più grande tra le sequenze del genoma degli squali ad oggi conosciute. Inoltre, spiegano gli scienziati, oltre il 70 per cento di tale genoma comprende elementi ripetitivi e spesso autoreplicanti, detti anche “egoisti” perché non portano informazione e possono distruggere l’integrità di geni essenziali e ridurre la stabilità complessiva del genoma. Nel caso dello squalo della Groenlandia, però, questa caratteristica potrebbe essere tutt’altro che problematica.

Qual è il segreto della longevità dello squalo artico?

L’elevato contenuto di ripetizioni nel genoma dello squalo della Groenlandia non sembra limitare la sua durata di vita: al contrario, i ricercatori ritengono che l’espansione di tali elementi possa addirittura contribuire alla longevità di questa specie.

A volte, infatti, nel processo di replicazione essi possono “sequestrare” dei geni funzionalmente più rilevanti che vengono copiati anch’essi: un meccanismo che potrebbe spiegare l’evoluzione di questa specie in particolare.

Sorprendentemente, spiegano gli scienziati, molti geni duplicati sono coinvolti nella “riparazione” dei danni che il nostro DNA subisce migliaia di volte al giorno: in questo meccanismo potrebbe risiedere un’ulteriore chiave per spiegarne la longevità, tanto più che anche altri mammiferi particolarmente longevi risultano essere eccezionalmente efficienti nel riparare il loro DNA.

La capacità di riparare il DNA potrebbe quindi rappresentare un meccanismo generale alla base dell’evoluzione della longevità, ma c’è dell’altro: i ricercatori hanno infatti individuato un’alterazione specifica nella proteina p53, nota anche come “guardiana del genoma”, che agisce come uno snodo fondamentale che coordina la risposta ai danni al DNA negli esseri umani e in molte altre specie.

Come spiega Steve Hoffmann, biologo computazionale del Fritz Lipmann Institute on Aging:

“Questa proteina è mutata in circa la metà di tutti i tumori umani ed è il più importante soppressore tumorale che conosciamo. Pertanto, è un gene essenziale per la longevità. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per dimostrare in che misura i cambiamenti della sequenza aminoacidica osservati nei geni critici favoriscano la loro funzione protettiva contribuendo all’eccezionale longevità di questi affascinanti animali“.

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