Des scientifiques découvrent les secrets génétiques qui auraient pu aider Jonathan la tortue à vivre jusqu’à 194 ans

Sainte-Hélène, une île isolée de l’Atlantique Sud, abrite une célébrité internationale : la tortue. Jonathanle plus vieil animal terrestre vivant. À 194 ans, il a survécu à la durée de vie attendue d’une tortue géante d’Aldabra (Aldabrachelys gigantea) d’ici environ un siècle. Aujourd’hui, les scientifiques ont identifié une gamme de traits génétiques et épigénétiques uniques qui pourraient être la clé de cette longévité.

La nouvelle recherche s’est concentrée sur les gènes de Jonathan, ainsi que sur les étiquettes chimiques situées au-dessus des molécules d’ADN, connues sous le nom de « marqueurs épigénétiques ». Ces marqueurs aident à contrôler quels gènes sont activés et dans quelle mesure. L’analyse révèle que les gènes de Jonathan associés à la fonction mitochondriale sont en pleine forme, sur le plan épigénétique, ce qui suggère qu’ils ont joué un rôle important dans le succès de la tortue.

Alors que la fonction mitochondriale a longtemps été liée à la longévité et que le dysfonctionnement mitochondrial a été lié à la maladie, Jonathan offre un nouvel aperçu de cette dynamique, a déclaré le co-auteur de l’étude. Stephen Clarkscientifique en chef de la Kallel Foundation, une organisation à but non lucratif de Nashville qui recherche des cibles médicamenteuses pour promouvoir la longévité humaine.

Clark et ses collègues ont publié leurs conclusions mercredi 7 octobre dans la revue Avancées scientifiques.

Décoder les secrets de longue vie de Jonathan

Il y a près de dix ans, les chercheurs ont fait appel à Joe Hollins, le vétérinaire chargé de s’occuper de Jonathan, pour prélever des échantillons sur l’animal record. Les autorités de l’île ont interdit au vétérinaire de prélever du sang sur la tortue, craignant un risque d’infection.

« Je ne voulais pas être le médecin qui a tué Jonathan », a déclaré Clark à Live Science. Hollins a plutôt collecté des échantillons via un écouvillon de joue.

Lorsque les échantillons sont arrivés aux États-Unis, les chercheurs les ont séquencés, mais lorsque leurs ordinateurs tombaient en panne, ils ont découvert que l’ADN avait été isolé des bactéries présentes dans la bouche de Jonathan plutôt que des propres cellules de la tortue.

Clark « a dû revenir en arrière et demander » la permission de collecter davantage de données, a-t-il déclaré. Le vétérinaire a ensuite envoyé des échantillons de grattage de joue, qui sont collectés avec un outil légèrement différent des écouvillons de joue. Cette fois, l’ADN provenait bien de Jonathan.

L’ADN isolé de ces échantillons de tissus de joue était plus fragmenté qu’il ne l’aurait été dans un échantillon de sang. Les chercheurs ont donc comblé les lacunes en utilisant un génome de référence existant provenant d’une tortue d’Aldabra de 36 ans nommée Tank. Ils ont également comparé l’ADN de Jonathan à celui d’une tortue des Galápagos (Chelonoidis abingdoni) nommé George solitairequi aurait plus de 100 ans au moment de sa mort en 2012.

L’équipe a découvert que, comparé à Tank et Lonesome George, Jonathan était porteur de 287 variantes uniques de gènes précédemment liées aux voies liées au vieillissement. Ceux-ci comprenaient des gènes impliqués dans la réparation de l’ADN et la fonction de télomères — les pointes protectrices à l’extrémité des chromosomes qui ont tendance à se raccourcir avec l’âge.

Ces voies sont également liées aux processus de vieillissement chez l’homme, mettant en évidence une « signature plus large du vieillissement » d’une espèce à l’autre, Plus Dolbyprofesseur adjoint de biologie à l’Université d’Alabama à Birmingham, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à Live Science.

Les chercheurs ont également examiné les changements épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, c’est-à-dire le moment où une étiquette chimique appelée groupe méthyle se lie à l’ADN. Certains modèles de méthylation de l’ADN peuvent fonctionner comme un « horloge » en ce sens qu’ils reflètent l’âge biologique d’un organisme ; les scientifiques ont récemment exploité ces modèles dans l’étude du vieillissement humain. Dans ce cas, l’équipe a comparé la méthylation de l’ADN du génome de Jonathan à celle des jeunes et vieilles tortues d’Aldabra.

Les modèles de méthylation étaient plus désordonnés chez les tortues plus âgées, reflétant des changements aléatoires acquis au fil du temps, ont découvert les chercheurs. Les scientifiques appellent ce phénomène « entropie de méthylation » Pour la plupart des gènes, les schémas de méthylation de l’ADN de Jonathan étaient plus désordonnés que ceux des jeunes tortues. Mais dans une suite de gènes liés à la fonction mitochondriale – en particulier les fragments de ces gènes qui les activent – Jonathan avait des schémas de méthylation plus organisés. Cela pourrait maintenir l’expression de ces gènes cohérente au fil du temps, ont théorisé les chercheurs.

Les mitochondries produisent l’énergie dont les cellules ont besoin pour fonctionner correctement, se réparer et réduire les dommages supplémentaires causés à l’ADN. « Maintenir l’entropie faible dans ces gènes mitochondriaux, ou conserver des mitochondries intactes, est susceptible de contribuer à la longévité », a déclaré Clark.

Cependant, les auteurs n’ont pas pu déterminer de relation causale : ils n’ont effectué aucun test pouvant prouver de manière définitive que le manque d’entropie de Jonathon dans ces gènes explique sa longue vie. Clark a fait valoir que des expériences supplémentaires sur un échantillon de sang de Jonathan pourraient offrir une vue plus complète de son génome.

Le profil génétique complet de Jonathan ne pourra être connu qu’après la mort de la tortue, lorsque les chercheurs pourront collecter l’ADN d’un plus grand nombre de tissus, a déclaré Vincent Lynchprofesseur de biologie à l’Université de Buffalo, qui n’a pas participé à l’étude.

« Certains organes sont plus sensibles que d’autres à différentes maladies liées à la vieillesse, et cela se produit parce que les mutations s’accumulent avec le temps », a-t-il déclaré à Live Science. « Nous aimerions idéalement savoir quelles sont ces mutations dans ces tissus spécifiques. »

En outre, Lynch s’est demandé si l’entropie était une caractérisation utile des modèles de méthylation de l’ADN liés à l’âge, car la méthylation peut être imprévisible. Cela dit, il a convenu que les gènes signalés dans l’étude offrent des données utiles pour les futurs travaux sur la longévité.

D’autres expériences sont nécessaires pour déterminer si ces gènes mitochondriaux jouent réellement un rôle dans la longévité de toutes les tortues d’Aldabra, sans parler des autres animaux, ou si Jonathan n’est qu’une valeur aberrante.

« Peut-être que Jonathan est vraiment doué pour être vieux », a déclaré Lynch.