Jonathan a presque deux siècles. Il est la tortue terrestre qui vit le plus longtemps dans le monde. Née vers 1832, on estime qu'elle a 194 ans. Elle a vu passer plusieurs générations d'humains et de grandes transformations dans l'histoire.
Jonathan vient des Seychelles. Elle appartient à l'espèce Aldabrachelys gigantea hololissa. Elle est originaire de l'archipel d'Aldabra, dans l'océan Indien. Depuis 1882, elle vit à Sainte-Hélène. C'est une île britannique dans l'Atlantique Sud. Elle habite dans les jardins de Plantation House. C'est la résidence officielle du gouverneur de l'île.
On pourrait penser que ses marqueurs épigénétiques ont changé pendant sa vie. Pourtant, même s'ils se sont un peu dégradés, ces marqueurs sont beaucoup plus intacts que prévu.
Sa longue vie est une occasion unique pour les scientifiques. Ils peuvent étudier comment un organisme peut vieillir si lentement. Une équipe de l'université de Cambridge (Royaume-Uni) a étudié son ADN. Ils cherchent des explications à sa longévité extraordinaire.
« Ce qui est vraiment intéressant, c'est que son génome n'est pas très différent de ce que l'on pourrait penser. Il a quelques variations génétiques, mais elles sont petites. On s'attendrait à ce que ses marqueurs épigénétiques aient changé au cours de sa vie. Cela s'appelle l'entropie de méthylation. Cela entraîne une régulation génétique moins efficace. Pourtant, même s'il y a eu une certaine détérioration, ces marqueurs sont beaucoup plus intacts que prévu », explique à SINC Justin Gerlach. Il est le chercheur principal de l'étude à Cambridge.
Les clés d'un vieillissement lent
Cette étude a été publiée dans la revue Science Advances. Elle a identifié 287 variations génétiques propres à Jonathan. Ces variations sont liées aux processus du vieillissement. Cela inclut la réparation de l'ADN, l'inflammation, la régulation de l'insuline et la protection contre le cancer.
Les scientifiques pensent que ces variations ne sont pas encore prouvées comme responsables de sa longévité. Cependant, elles pourraient jouer un rôle dans sa capacité à ralentir le vieillissement.
Elles se trouvent dans des voies biologiques très importantes liées au vieillissement. C'est pourquoi nous devons les considérer comme "possiblement" importantes.
« Elles se trouvent dans des voies biologiques très importantes liées au vieillissement. C'est pourquoi nous devons les considérer comme "possiblement" importantes. Il faut toutefois davantage de recherches pour pouvoir l'affirmer avec certitude », dit à SINC Stephen Clark. Il est coauteur principal de la recherche et fondateur de Kallel (États-Unis). C'est une organisation à but non lucratif qui fait de la recherche sur la longévité et le vieillissement.
Les modèles de protéines utilisés par l'équipe ont prédit que 41 des 287 variations pourraient être fonctionnelles. Parmi elles, 12 sont dans des bases de données sur le vieillissement humain. C'est le cas de LongevityMap et GenAge. Les variantes les plus intéressantes sont ACD, POT1. POT1 est liée à la fonction de la télomérase. ERCC1 et TP53BP1 sont impliquées dans la réparation de l'ADN. FOXO3 est liée à l'autophagie.
« De plus, certaines de ces variantes ressemblent à celles d'autres organismes et populations qui vivent longtemps. Des variantes de POT1, FOXO3 et ERCC1 ont été trouvées chez la méduse immortelle, chez des habitants d'Okinawa et chez la baleine boréale », explique Clark.
Un épigénome étonnamment jeune
Le génome de Jonathan a des variantes liées aux processus du vieillissement. Son épigénome montre une conservation surprenante pour un animal de son âge.
L'une des découvertes les plus frappantes de l'étude concerne son épigénome. C'est l'ensemble des mécanismes qui décident quels gènes sont activés ou désactivés. En comparant l'épigénome de Jonathan à celui de tortues plus jeunes, les chercheurs ont vu que les mécanismes qui régulent les gènes liés à la réparation de l'ADN et au métabolisme sont mieux conservés que prévu.
Je pense que les avancées les plus intéressantes pourraient venir de la recherche de ce qui rend l'épigénome de Jonathan si stable. Il faut aussi chercher à utiliser cette stabilité pour ralentir le processus de vieillissement en général.
« Je pense que les avancées les plus intéressantes pourraient venir de la recherche de ce qui rend l'épigénome de Jonathan si stable. Il faut aussi chercher à utiliser cette stabilité pour ralentir le processus de vieillissement en général (et pas seulement ses symptômes) », dit Gerlach.
Avec le temps, ces mécanismes épigénétiques changent normalement. Ces changements peuvent modifier la régulation des gènes et contribuer au vieillissement. Chez Jonathan, au contraire, même si l'on observe une certaine détérioration, ces mécanismes sont beaucoup mieux conservés que prévu pour un animal de presque deux siècles.
« Il a environ 25 000 gènes. Dans presque tous, les régions promotrices, qui régulent l'activité des gènes, semblent très vieilles. Pourtant, 272 promoteurs génétiques semblent exceptionnellement jeunes. Ils ressemblent à ceux de la tortue d'Aldabra de 5 ans à laquelle nous l'avons comparé », explique Clark.
La longévité comme modèle d'étude
Ce travail est la première étude de l'épigénome d'une tortue géante. Il veut utiliser le cas exceptionnel de Jonathan pour mieux comprendre les mécanismes qui permettent à certaines espèces de garder pendant des siècles des fonctions cellulaires liées au vieillissement.
Il est probable que beaucoup d'entre elles jouent un rôle dans le retard du vieillissement. Elles sont impliquées dans ces processus.
Les variantes identifiées sont liées à des facteurs qui interviennent dans le vieillissement. Par exemple, l'inflammation et la réparation de l'ADN. « Il est probable que beaucoup d'entre elles jouent un rôle dans le retard du vieillissement, puisqu'elles sont impliquées dans ces processus. Dans certains cas, nous savons quels effets auraient ces variantes. Mais pour beaucoup d'entre elles, il faudrait faire plus de recherches pour savoir exactement quelle fonction elles ont », continue Gerlach.
Les chercheurs admettent que peu d'individus ont été analysés. Ils pensent que le schéma observé est cohérent. Ils ajoutent qu'ils ne s'attendent pas à trouver de grandes différences entre les épigénomes de différents individus. Même si chacun peut avoir des variations spécifiques, ils trouvent très frappant que Jonathan garde une régulation génétique aussi bien maintenue malgré son âge.
« Je pense que nos données "épigénétiques" sont solides même si nous n'avons étudié qu'un seul animal. En effet, beaucoup de ses gènes — 272 — présentaient des caractéristiques exceptionnellement jeunes », souligne le scientifique de Kallel.
Les tortues géantes des Galápagos et des Seychelles sont des modèles exceptionnels pour étudier le vieillissement. Travailler avec un spécimen aussi âgé que Jonathan permet d'aborder la recherche d'une manière inhabituelle. On peut presque voir l'animal comme un collaborateur, et pas seulement comme un objet d'étude.
De Jonathan aux humains
Au-delà de l'explication de la longévité de Jonathan, les chercheurs veulent savoir si certains de ces mécanismes pourraient être utiles pour étudier le vieillissement humain. L'analyse d'autres espèces qui vivent longtemps pourrait aider à trouver de nouvelles cibles. Ces cibles sont liées à des processus comme l'inflammation, la réparation de l'ADN ou le fonctionnement des mitochondries.
Clark pense que la découverte sur les mitochondries pourrait être particulièrement importante pour la médecine. Il donne l'exemple d'une étude sur une femme de 117 ans. Ses mitochondries étaient plus efficaces que celles de personnes de 80 et 90 ans.
Son organisation travaille aussi à trouver des médicaments qui agissent sur les mitochondries. Elle étudie aussi d'autres espèces longévives pour trouver de nouvelles cibles thérapeutiques.
Les chercheurs disent qu'il faut mieux comprendre la fonction exacte des variantes génétiques. Ils doivent aussi comprendre comment l'épigénome reste stable. Cela est nécessaire avant de pouvoir établir un lien de cause à effet avec la longévité. L'étude est aussi limitée par l'impossibilité d'obtenir des échantillons de sang de Jonathan. Surtout, elle ne concerne qu'un seul spécimen.