Niet veel soorten hebben het eeuwige leven. Maar de kwallensoort Turritopsis dohrnii is er een van.
Hoewel zoölogen 15 jaar geleden al ontdekten dat Turritopsis dohrnii biologisch onsterfelijk kan zijn, was de genetische oorzaak daarvan tot dusver onbekend.
Nu heeft een onderzoeksteam aan de Spaanse universiteit van Oviedo de genetische code gekraakt en de resultaten gepubliceerd in het tijdschrift PNAS.
Omgekeerd ouder worden
Turritopsis dohrnii leeft in warme, tropische zeeën en wordt zo’n halve centimeter groot. Net als andere kwallen komen deze kwalletjes als planulalarven uit eitjes.
Dan hechten ze zich als bekervormige poliep vast aan de zeebodem, voor ze het zogeheten medusestadium bereiken en veranderen in de kwallen zoals wij ze kennen.
Er zijn meer kwallensoorten die in het poliepstadium, als ze zich nog niet geslachtelijk kunnen voortplanten, terugkeren naar een jonger stadium.
Als enige bekende soort kan Turritopsis dohrnii als volledig ontwikkelde medusekwal terugkeren naar het poliepstadium. Als poliep, zoals op deze afbeelding, kan Turritopsis dohrnii zichzelf klonen.
En hier onderscheidt Turritopsis dohrnii zich van de rest. Hij kan terugkeren naar het poliepstadium nadat hij een kwal is geworden. Dit gebeurt meestal als hij zich bedreigd voelt.
De tentakels van de kwal trekken samen, waarna het lichaam krimpt en in de vorm van een cyste naar de bodem zinkt, waar het zich als een poliep vastzet en van voor af aan begint.
Een Turritopsis dohrnii heeft echter niet daadwerkelijk het eeuwige leven, want hij is een geliefde voedselbron van vissen en andere kwallen. En hij kan ook sterven aan ziekten.
De onderzoekers hebben de levenscycli van Turritopsis rubra (links) en Turritopsis dohrnii (rechts) getekend. De lichtblauwe pijlen illustreren de gewone levenscyclus van Turritopsis, waarbij planulalarven uit bevruchte eitjes komen. Ze zetten zich vervolgens als een poliep vast voordat hij als kwal wegzwemt. De donkerblauwe pijl staat voor de bijzondere verjonging van Turritopsis dohrnii, waarbij hij krimpt, in een cyste verandert en dan een poliep wordt.
Genen verdubbelen
Om te begrijpen wat er op celniveau gebeurt in Turritopsis dohrnii tijdens het verjongingsproces, hebben de Spaanse wetenschappers de genomen van de kwal in kaart gebracht.
Vervolgens vergeleken ze de genen en het DNA met de verwante, sterfelijke soort: Turritopsis rubra.
Verrassend genoeg bleek dat er niet slechts één proces verantwoordelijk is voor de onsterfelijkheid van Turritopsis dohrnii, maar een lange reeks complexe processen.
Er zijn echter drie aspecten waar Turritopsis dohrnii echt uniek in is.
Het eerste is dat Turritopsis dohrnii polycomb-onderdrukkende complexen vermindert – om zo de celdeling in het lichaam af te remmen.
Het tweede is dat zogeheten pluripotentie kan worden geactiveerd. Dat betekent dat Turritopsis dohrnii tijdens de verandering van levenscyclus zijn stamcellen en genen kan veranderen in het type dat hij tijdens de poliepfase heeft.
Het derde is dat Turritopsis dohrnii de uiteinden van zijn chromosomen (telomeren), die fungeren als een soort beschermende kap over de chromosomen, goed kan behouden.
Het afbreken van telomeren is verbonden met ouder worden, en bij mensen en andere soorten worden telomeren met de jaren korter.
Turritopsis dohrnii kan genetisch dus sommige soorten eiwitten besturen en zijn stamcellen veranderen. Hij kan in feite ook zijn DNA kopiëren en repareren.
Dat kan hij, omdat hij de genen die DNA repareren en beschermen kan verdubbelen, in tegenstelling tot de verwante soort.
Turritopsis dohrnii in het medusestadium. Van hieruit worden wonderlijke genetische processen in gang gezet waardoor de kwal terugkeert naar een jonger stadium, voor het eeuwige leven.
We moeten er echter niet van uitgaan dat er in de nabije toekomst een levenselixer of verjongingscrème voor mensen wordt ontdekt.
De onderzoekers denken dat de onsterfelijkheid van Turritopsis dohrnii ontstaat door een combinatie van vele genetische functies bij de kwal.
Toch kan Turritopsis dorhnii ons veel leren over verouderingsprocessen, ook bij mensen.