Ikuinen elämä ei ole periaatteessa mahdollista, mutta Turritopsis dohrnii ei periaatteista piittaa. Se onkin saanut kutsumanimen kuolematon meduusa.
Turritopsis dohrniin tapa tiukan paikan tullen peruuttaa aikaisempiin kehitysvaiheisiin on tunnettu jo 15 vuotta, mutta nyt espanjalaisen Oviedon yliopiston tutkijat ovat selvittäneet ilmiön geneettisen taustan.
Tutkimus on julkaistu PNAS-tiedelehdessä.
Paluu lapsuuteen
Turritopsis dohrnii elää trooppisissa merissä ja kasvaa noin puolen sentin kokoiseksi. Muiden meduusojen tavoin sen munista kehittyy planuloita eli vapaasti uivia toukkia.
Toukat kiinnittyvät merenpohjaan tai muuhun alustaan, ja niistä kasvaa polyyppeja. Polyypista taas kehittyy vapaana uivia meduusoja.
Monet meduusalajit pystyvät peruuttamaan polyyppivaiheesta aiempaan vaiheeseen, jos ne eivät ole vielä saavuttaneet sukukypsyyttä.
Turritopsis dohrnii on ainoa tunnettu meduusalaji, joka pystyy peruuttamaan meduusasta takaisin polyyppivaiheeseen ja tuottamaan sitten uusia kopioita itsestään.
Turritopsis dohrnii pistää vielä paremmaksi. Se pystyy muuttumaan vapaana uivasta meduusasta takaisin polyypiksi. Yleensä näin käy, kun sitä uhataan.
Meduusa vetää pyyntilonkeroitaan yhteen, ja sen ruumis alkaa kutistua. Sitten se painuu pohjaan ja muodostaa rakkulan, joka kiinnittyy alustaansa ja muuttuu polyypiksi, joka tuottaa meduusoja.
Näin Turritopsis dohrnii voi periaatteessa elää ikuisesti. Kyky nuorentua ei silti suojaa sitä joutumasta kalojen ja muiden meduusojen ruoaksi. Se voi myös kuolla sairauteen.
Tavallisen kuolevaisen meduusan Turritopsis rubran (vas.) ja Turritopsis dohrniin (oik.) elämänkaaret. Vaaleansiniset nuoret osoittavat molempien lajien tavalliset kehitysvaiheet: muna, josta kuoriutuu planuta-toukka, josta muodostuu pohjaan kiinnittynyt polyyppi, josta syntyy vapaasti uiva meduusa. Tummansininen nuoli osoittaa Turritopsis dohrniin nuorentumistempun: meduusa kutistuu rakkulaksi, joka kiinnittyy pohjaan ja palaa polyypiksi.
Geenien määrä tuplaantuu
Espanjalaistutkijat lähtivät selvittämään, mitä nuorentumisprosessissa tapahtuu solutasolla. He aloittivat kartoittamalla Turritopsis dohrniin geenit.
Sitten tutkijat vertasivat Turritopsis dohrniin geenejä ja dna:ta sen kuolevaisen sukulaislajin Turritopsis rubran perimään.
Kävi ilmi, että Turritopsis dohrniin kuolemattomuuden taustalla oli iso joukko erilaisia geneettisiä prosesseja.
Erityisesti kolme ominaisuutta erotti Turritopsis dohrniin sen kuolevaisesta sukulaisesta.
Ensinnäkin Turritopsis dohrnii pystyy estämään niin sanotut polycomb-vaimennuskompleksit eli estämään solujen jakautumisen.
Toisekseen Turritopsis dohrniin pystyy aktivoimaan kantasolujensa pluripotentenssin, eli ne voivat kehittyä eri suuntiin. Se pystyy siis muuttamaan meduusavaiheen elimistönsä kantasoluja ja geenejä niin, että ne voivat kasvattaa polyypin.
Kolmas tärkeä ominaisuus on se, että Turritopsis dohrnii osaa suojella telomeerejaan eli kromosomien päissä olevia dna-jaksoja.
Ihmisillä ja muillakin lajeilla telomeerien kuluminen liittyy elimistön rappeutumiseen iän mukana. Kun telomeeri on kulunut loppuun, solu ei enää voi jakautua vaan se kuolee.
Turritopsis dohrnii näyttää siis voivan geneettisesti kontrolloida tiettyjä proteiineja ja muokata kantasolujaan. Lisäksi se pysyy tehokkaasti kopioimaan ja korjaamaan dna:taan.
Kuolevaiseen sukulaiseensa verrattuna Turritopsis dohrnii voi kaksinkertaistaa dna:ta korjaavien ja suojaavien geenien määrän.
Turritopsis dohrnii meduusana. Joukko geneettisiä prosesseja saavat sen peruuttamaan aiempaan kehitysvaiheeseen polyypiksi ja tuottamaan uusia nuoria kopioita itsestään.
Turritopsis dohrniita matkimalla tuskin ainakaan lähitulevaisuudessa löydetään keinoa, jolla ihminen voisi elämän ehtoopuolella peruuttaa varhaisempaan elämänvaiheeseen.
Meduusan kuolemattomuus on tulosta monen geneettisen ominaisuuden mutkikkaasta yhteisvaikutuksesta.
Turritopsis dohrniin avulla voidaan ehkä kuitenkin oppia lisää ihmisen elimistön rappeutumisesta.