Emma Teeling: Secretul genomului de liliac

Aș dori ca, în acest moment, să vă imaginați mamiferul pe care vi-l voi descrie. În primul rând vreau să vă spun că aceste mamifere sunt indispensabile funcționării ecosistemelor planetei. Dacă eliminăm acest mamifer dintr-un ecosistem, acesta pur și simplu nu va funcționa. Asta în primul rând. În al doilea rând, datorită abilităților senzoriale unice ale acestui mamifer, dacă îl studiem, vom putea pătrunde esența unora dintre afecțiunile noastre senzoriale, cum ar fi orbirea și surzenia. În al treilea rând, și de-a dreptul fascinant – sunt convinsă că secretul tinereții fără bătrânețe este cifrat în codul ADN al acestui mamifer. V-am stârnit curiozitatea? Este vorba de o creatură magnifică, nu-i așa? Care dintre voi s-a gândit la liliac? O, vad că jumătate din public e de acord cu mine, dar ar fi destulă muncă să convingem și cealaltă jumătate.

De-a lungul ultimilor 20 de ani, am avut norocul să studiez aceste frumoase, fascinante mamifere. O cincime din mamiferele actuale sunt lilieci, iar acesta are caracteristici absolut unice. Liliacul, așa cum îl știm azi, e prezent pe Terra de circa 64 de milioane de ani. Unul dintre atributele unice ale liliecilor, printre mamifere, e capacitatea de zbor. Acum, zborul e oricum dificil. La animalele nevertebrate, capacitatea de zbor a evoluat doar în trei direcții: lilieci, păsări și la pterodactili (reptile zburătoare). Zborul solicită foarte mult metabolismul. Liliecii au învățat cum să se descurce și s-au adaptat.

Un alt lucru de-a dreptul unic la lilieci este folosirea sunetului pentru a-și percepe mediul. Folosesc ecolocația. Ce este ecolocația? Liliecii emit sunete din laringe prin gură sau nas. Aceste unde sonore sunt returnate ca ecouri reflectate de obiectele din mediu. Liliecii recepționează aceste ecouri și transformă aceste informații într-o imagine acustică. Astfel ei se pot orienta în întuneric beznă. Este adevărat, liliecii arată foarte ciudat. Noi suntem oameni. Ca specie, suntem vizuali. Prima dată când oamenii de știință au anunțat că liliecii folosesc sunetul pentru zbor, orientare și deplasare noaptea, nu i-am crezut. Dovezile existente asupra modului de deplasare au fost ignorate timp de o sută de ani.

E drept că liliacul arată cam extraterestru când îl privim. Vestitul filozof Thomas Nagel a zis odată: „Pentru a experimenta o formă de viață extraterestră pe această planetă, trebuie să te încui într-o încăpere unde, în bezna totală, zboară un liliac folosindu-se de ecolocație.” Dacă priviți caracteristicile fizice ale feței acestui frumos liliac cu potcoavă, constatați că multe dintre ele sunt folosite pentru producerea și receptarea sunetului. Urechi foarte mari, nas cu un pliu neobișnuit, dar ochi foarte mici. Doar uitându-vă la acest liliac, vă dați seama că sunetul este foarte important în supraviețuirea speciei.

Cei mai mulți lilieci arată ca cel dinainte. Există însă un grup care nu folosește ecolocația. Acești lilieci care nu percep mediul înconjurător prin sunet sunt vulpile zburătoare. Dacă ați avut norocul să ajungeți în Australia, le-ați văzut la Gradina Botanică din Sydney. Uitându-vă la fața lor, veți observa că au ochii mult mai mari și urechile mult mai mici. Deci, abilitatea liliecilor de a folosi percepția senzorială variază mult de la o specie la alta. Acest fapt e important pentru ce vă voi spune mai tarziu, de-a lungul conversației.

Dacă ideea de a avea lilieci în podul casei vă înfioară – și știu că unora li se face rău doar privind imagini mărite cu lilieci – probabil nu este foarte surprinzător pentru că în cultura occidentală liliecii au fost demonizați. Desigur, faimoasa carte „Dracula”, scrisă de Bram Stoker, din Dublin, e principala cauză a acestui fenomen. Mai cred, totuși, că fenomenul e legat de faptul că liliecii sunt nocturni și că nu-i înțelegem. Ne sperie puțin ideea că alte creaturi pot percepe lumea diferit de noi. Liliecii sunt de obicei asociați cu evenimente negative. Sunt răufăcătorii în filmele de groază cum ar fi renumitul „Nightwing”. De asemenea, dacă stăm să ne gândim, demonii au totdeauna aripi de liliac, în timp ce păsările, în mod tipic, sau îngerii, au aripi de păsări.

Asta-i percepția societății occidentale. Sper să reușesc astă-seară să vă conving de cultura tradițională chineză, unde liliecii aduc noroc. Dacă intrați într-o casă chinezească, puteți vedea o imagine ca aceasta. E cunoscută drept Cele Cinci Binecuvântări. În chineză, cuvintele „liliac” și „fericire” sună la fel, și ei cred că liliecii aduc bogăție, sănătate, longevitate, virtute și seninătate. Într-adevăr, această imagine reprezintă longevitatea înconjurată de cinci lilieci. În această seară aș vrea să vă demonstrez că cel puțin trei dintre aceste binecuvântări sunt în mod cert datorate liliacului și, dacă studiem liliacul, vom fi mai aproape de dobândirea acestor binecuvântări.

Deci, bogăția – cum ne-ar putea îmbogăți un liliac? După cum am mai spus, liliecii sunt indispensabili funcționării normale e ecosistemelor. Cum așa? La tropice, liliecii sunt polenizatorii principali ai multor plante. În plus, se hrănesc cu fructe, răspândindu-le semințele. Liliecii polenizează planta din care se face tequila, care aduce milioane de dolari în Mexic. Deci într-adevăr, avem nevoie de ei pentru ca ecosistemele să funcționeze. Fără ei, am avea probleme. Dar majoritatea liliecilor sunt mari consumatori de insecte. S-a estimat în Statele Unite că o colonie mică de lilieci mari bruni va consuma peste un milion de insecte pe an, iar acum, în Statele Unite ale Americii, liliecii sunt amenințați de o boală numită sindromul nasului alb. Se răspândește încet în Statele Unite, nimicind populațiile de lilieci. Oamenii de știință au estimat că 1.300 tone de insecte rămân anual în ecosisteme datorită dispariției liliecilor. Liliecii sunt amenințați în Statele Unite și din cauza atracției lor către fermele eoliene. În momentul de față, liliecii au probleme. Sunt foarte amenințați doar în Statele Unite ale Americii.

Cu ce ne ajută asta? Ei bine, s-a calculat că dacă liliecii ies din ecuație, va trebui să folosim insecticide pentru a elimina insectele dăunătoare în plus care se hrănesc cu culturile noastre agricole. Se estimează că, doar în SUA, costul anual al dispariției liliecilor ar fi de 22 miliarde de dolari. Deci, într-adevăr, liliecii ne fac bogați. Ei mențin sănătatea ecosistemelor planetei și, de-asemenea, ne ajută să economisim. Cum spuneam, asta-i prima binecuvântare, primul beneficiu. Liliecii sunt importanți pentru ecosistem.

Cum e cu al doilea beneficiu, legat de sănătate? În fiecare celulă din corp se află genomul propriu. Genomul este alcătuit din ADN, din codurile ADN pentru proteinele care vă permit să funcționați, să interacționați și care vă definesc. Progresele recente în tehnologia moleculară modernă ne-au permis secvențierea genomului uman într-un timp foarte scurt și cu un cost foarte redus. După ce-am făcut asta, am văzut că există variații în genomul uman. Vă rog să vă uitați la persoana alăturată. Doar o scurtă privire. Este de notat că la fiecare 300 de perechi de nucleotide în ADN există o mică variație. Una dintre marile provocări actuale ale medicinei moleculare moderne e aflarea răspunsului la întrebarea dacă această variație mărește susceptibilitatea la boli sau doar determină variabilitatea? Ce înseamnă asta? Ce importanță are această variație? Dacă vom putea profita de aceste date noi, de informațiile personalizate ale genomului care vin online, pe care le vom putea avea în următorii câțiva ani, vom putea să delimităm cele două aspecte. Cum să facem asta?

Cred că doar trebuie să studiem experimentele din natură. În timp, datorită selecției naturale, mutațiile, variațiile care duc la disfuncția unei proteine, nu se vor putea menține. Evoluția acționează ca o sită. Cerne variațiile necorespunzătoare. De aceea, dacă studiem aceeași regiune a genomului la mai multe mamifere îndepărtate din punctul de vedere al evoluției și ecologic divergente, vom înțelege mai bine prioritatea evolutivă a acelui loc. Adică, dacă e important pentru funcționare, supraviețuire, va fi la fel la toate liniile, la toate speciile, elementele taxatorice. Deci, dacă vrem să facem asta, trebuie să secvențiem acea regiune la toate mamiferele și să vedem dacă e aceeași sau diferă. Dacă e aceeași, locul e important pentru funcționare, deci o boală cauzată de o mutație se trage de acolo. În acest exemplu, dacă la toate mamiferele studiate genomul din acel loc, teoretic galben, apare mov, probabil e de rău. E și mai concludent dacă studiem mamifere ce fac anumite lucruri un pic altfel. De exemplu, regiunea pe care am studiat-o e importantă pentru văz. Dacă o studiem la mamifere care nu văd bine, cum ar fi liliecii, și constatăm că liiecii care nu văd bine au tipul purpuriu, știm că, probabil, aceasta cauzează boala.

În laboratorul meu, am folosit lilieci pentru a studia două boli ale simțurilor. Am studiat orbirea. De ce am făcut asta? 314 milioane de persoane au văzul afectat, dintre care 45 de milioane sunt nevăzători. Deci orbirea reprezintă o mare problemă și de multe ori se moștenește. Am vrut să înțelegem mai bine ce fel de mutații duc la această condiție. De-asemenea, am studiat surzenia. Unul din 1000 de nou-născuți e surd, iar la 80 de ani, peste jumătate vom avea probleme de auz. Și aici există mulți factori genetici. Deci, în laboratorul meu studiem liliecii, acești specialiști unici ai simțurilor și studiem genele responsabile de văz dacă au defecte, precum și defectele genelor responsabile de auz, iar acum putem prezice locurile care au o tendință sporită de a favoriza boala. Astfel, liliecii sunt importanți și pentru sănătatea noastră, ajutându-ne să înțelegem mai bine funcționarea propriului nostru genom.

Aici suntem acum, dar ce urmează? Cum e cu longevitatea? Într-acolo ne vom îndrepta și, după cum am zis, chiar cred că secretul tinereții fără bătrânețe se află în genomul de liliac. Dar de ce să ne intereseze îmbătrânirea? Aceasta e un desen din anii 1500 al Fântânii Tinereții. Îmbătrânirea e considerată a fi unul dintre aspectele cele mai obișnuite, totuși, cel mai puțin înțelese în biologie și încă de la începutul civilizației, omenirea a încercat să o evite. Dar să o detaliem un pic. În Europa doar, în 2050, se va înregistra o creștere de 70% a persoanelor de peste 65 de ani și de 170% a persoanelor peste 80. Cu vârsta, sănătatea se șubrezește ceea ce duce la probleme pentru societate, deci trebuie să ne ocupăm de asta.

Dar cum se poate afla secretul tinereții veșnice în genomul de liliac? Are cineva curajul să-și dea cu părerea despre durata de viață a acestui liliac? Cine – ridicați mâna – cine zice doi ani? Nimeni? Un an? Dar 10? Câțiva? Dar 30? Dar 40? OK, părerile sunt împărțite. Acesta e un Myotis brandtii. E cel mai longeviv liliac. A trăit deja 42 de ani și încă mai trăiește. Ce-i atât de extraordinar în asta?

De obicei, la mamifere, longevitatea depinde de mărimea corpului, rata metabolismului și se poate estima durata de viață în funcție de mărimea corpului. În general, mamiferele mici trăiesc puțin, mor repede. Gândiți-vă la șoareci. Liliecii sunt diferiți. În acest grafic, cu albastru, sunt reprezentate toate celelalte mamifere. Doar liliecii pot trăi de 9 ori mai mult decât ne-am aștepta, în ciuda faptului că au un metabolism extrem de intens. Întrebarea e: cum reușesc? Există 19 specii de mamifere care trăiesc mai mult decât ne-am aștepta după mărimea corpului, decât oamenii, iar 18 din aceste specii sunt lilieci. Trebuie să aibă ceva în ADN ce le permite să facă față stresului metabolic, mai ales în timpul zborului. Consumă de trei ori mai multă energie decât un alt mamifer de aceeași mărime, dar nu par să fie deranjați de acest fapt sau de efectele sale. La ora actuală, în laboratorul meu, combinăm cunoștințele de biologie a liliacului, mergem să prindem lilieci longevivi, cu cea mai nouă, cea mai modernă tehnologie moleculară pentru a înțelege mai bine cum de nu îmbătrânesc ca noi? Sper ca în următorii cinci ani să vă pot ține un discurs TED despre asta. Îmbătrânirea e o mare problemă pentru umanitate și cred că, studiind liliecii, putem descoperi mecanismele moleculare care permit mamiferelor o longevitate extraordinară. Dacă vom afla cum fac asta, poate prin terapie genetică vom putea face la fel. Teoretic, înseamnă că am putea să oprim îmbătrânirea, ba chiar să-i schimbăm sensul. Imaginați-vă cum ar fi.

Cred că n-ar trebui să ne gândim la ei ca la niște demoni zburători, ci mai degrabă ca la supereroii noștri. Adevărul e că liliecii ne pot aduce numeroase beneficii dacă știm unde să căutăm. Ajută ecosistemul, ne permit să înțelegem funcționarea genomului nostru și posibil să dețină secretul tinereții fără bătrânețe. În această seară, când plecați de aici și priviți cerul, dacă vedeți acest frumos mamifer zburător, vreau să zâmbiți. Mulțumesc. (Aplauze)