Door het DNA van twee kwallensoorten te vergelijken, hebben onderzoekers genen gevonden die veroudering bij onsterfelijke kwallen kunnen stoppen en omkeren.
Een onsterfelijke kwallensoort heeft dubbele kopieën van genen die DNA beschermen en repareren. Deze ontdekking werpt licht op veroudering en ouderdomsgerelateerde aandoeningen bij de mens.
Kwallen beginnen hun leven als ronddrijvende larven. Die hechten zich aan de zeebodem en ontwikkelen zich tot spruitvormige poliepen. Deze bodembewoners klonen zichzelf en vormen gestapelde kolonies die vervolgens uitgroeien tot vrij zwemmende, parapluvormige medusa’s.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Medusa’s
Dat stadium is voor de meeste kwallen eenrichtingsverkeer, maar de onsterfelijke kwal Turritopsis dohrnii kan de cyclus omkeren. Als hun leven zwaar wordt, bijvoorbeeld in een ruige omgeving of na een verwonding, smelten ze hun lichaam om tot een amorfe cyste, hechten zich opnieuw aan de zeebodem en veranderen weer in poliepen. Ze kunnen deze cyclus oneindig lang herhalen om de ouderdomsdood te ontlopen.
Om erachter te komen hoe deze onsterfelijke kwal veroudering tegengaat, hebben moleculair bioloog Maria Pascual-Torner van de Universiteit van Oviedo in Spanje en haar collega’s het complete genoom van de kwal in kaart gebracht en vergeleken met dat van de verwante maar sterfelijke karmijnrode kwal Turritopsis rubra.
Ze ontdekten dat de onsterfelijke kwal twee keer zoveel kopieën had van genen die betrokken zijn bij DNA-reparatie en -bescherming. Deze duplicaten konden grotere hoeveelheden beschermende en herstellende eiwitten produceren. De kwallen hadden ook unieke mutaties die de celdeling belemmerden en verhinderden dat de telomeren, de beschermende kapjes aan de uiteinden van chromosomen, afsterven.
Tand des tijds
Om te bepalen hoe de onsterfelijke kwal in de poliepvorm verandert, keken de wetenschappers welke genen actief waren tijdens deze omgekeerde metamorfose. Zij ontdekten dat de kwallen ontwikkelingsgenen uitschakelden om de cellen terug te transformeren naar een oertoestand, en andere genen activeerden waardoor de ontluikende cellen zich opnieuw kunnen specialiseren zodra er een nieuwe medusa gaat groeien. Volgens Pascual-Torner beschermen deze genetische veranderingen samen het dier tegen de tand des tijds.
Maar marine bioloog Maria Pia Miglietta van de Texas A&M University in Galveston in de Verenigde Staten wijst erop dat de karmijnrode kwal zich óók kan verjongen, alleen niet zo vaak als de onsterfelijke kwal. De vergelijking tussen deze kwallen brengt eerder verschillen aan het licht in de mate van onsterfelijkheid, dan de sleutel tot onsterfelijkheid zelf, zegt zij.
Pascual-Torner verwacht dat de genen relevant kunnen zijn voor menselijke veroudering. Ze kunnen een inspiratiebron vormen voor regeneratieve geneeskunde, of inzicht verschaffen in leeftijdsgebonden ziekten zoals kanker en neurodegeneratie. ‘De volgende stap is het onderzoeken van deze genvarianten bij muizen of bij mensen’, zegt ze.
