Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Mördarhajen ska rädda liv

Vithajen är inte bara en mördarmaskin. Den undviker också cancer, kan läka stora sår och drabbas sällan av sjukdomar. Forskare har nu kartlagt hajens dna i jakten på genetiska superkrafter för att hitta framtidens botemedel mot cancer samt för att förstå hur vithajen hamnade i den översta delen av näringskedjan.

Jodi Watt/Imageselect

Harpunen borrar sig in i vithajens hud. Hajen sprattlar förskräckt men lika snabbt som harpunen borrat sig in i hajen, lika snabbt dras den ut igen.

Uppe i båten, som de senaste dagarna har följt vithajen utanför Kaliforniens kust, sprider sig begeistringen eftersom den lilla klumpen muskel- och hudvävnad som sitter på harpunen utgör den sista biten i det pussel som forskare i hela världen har försökt lägga sedan 2007.

Vävnaden från den skrämda vithajen placeras försiktigt i en behållare med flytande kväve och transporteras över hela USA till Nova Southeastern University i Florida.

Här har ett forskarteam med Nicholas J. Marra och Michael J. Stanhope i spetsen de senaste två åren undersökt vävnadsprov och lyckats kartlägga vithajens samlade arvsmassa – dess genom.

Den sista pusselbiten till vithajens genom hittades utanför Kaliforniens kust varefter det transporterades i flytande kväve till Nova Southeastern University i Florida där det kartlades.

© Eric Mailander/Monterey Bay Aquarium

Att forskarna är så intresserade av vithajens genom beror på att hajen har en rad spektakulära egenskaper som bland annat innebär att den lever länge, att dess förmåga att läka sår är effektiv, att den simmar med hög hastighet – och inte minst att den undgår cancer.

Forskarna hoppas kunna ta reda på vad som ligger bakom vithajens genetiska superkrafter och använda denna kunskap i jakten på ett botemedel mot cancer.

Vithajen undviker cancer

Hajarna har dominerat världshaven i över 400 miljoner år. Evolutionen har därmed haft oceaner av tid på sig att göra det skräck-injagande rovdjuret "perfekt" och vässa dess många förmågor.

Just därför har den stora vithajen också länge väckt intresse i forskarvärlden.

Tills alldeles nyligen trodde forskarna att vithajens genomsnittliga livslängd var 20–30 år precis som de flesta andra hajar, men en studie från 2014 avslöjade att broskfisken kan bli upp till 70 år gammal.

Den långa livslängden i kombination med vithajens storlek borde innebära en stor risk för cancer – men så är inte fallet. Tvärtom.

Bland ryggradsdjuren har vithajen en av de lägsta förekomsterna av cancer, men hittills har forskarna inte vetat exakt varför just vithajen klarar sig så bra. Det har nu förändrats efter studien av vithajens genom.

Doftreceptorer stärker luktsinnet

Luktsinnet är vithajens mest välutvecklade sinne eftersom det har ett stort antal doftreceptorer. Det gör att vithajen kan uppfatta ytterst små mängder blod på flera kilometers avstånd.

Tänderna byts ut under hela livet

Munnen är fylld med 300 vassa sågtandade tänder. De är arrangerade i rader där de två främsta används för att skära igenom köttet medan de bakre ersätter de främre när de går av eller lossnar.

Stora sår läker blixtsnabbt

Vithajen kan snabbt byta ut sina överlappande fjäll. Så fort den får ett sår drar en rad processer igång som stoppar blödningen, bekämpar infektioner och ersätter skadade fjäll med nya fjäll.

Jättelever kan lagra energi för långa resor

Vithajens lever utgör upp till 25 procent av kroppsvikten och fungerar som en enorm energidepå. Det är nödvändigt eftersom hajarna migrerar över 20 000 kilometer under sin livstid.

Stabilt dna motverkar cancer

En uppsjö av gener i vithajens genom håller dess dna stabilt och skyddar mot cancerframkallande mutationer. Bland annat kan det höga antalet ”hoppande gener” ligga bakom hajens stabila dna.

Kartläggningen avslöjade ett tämligen stort genom på 4,36 miljarder baspar – en och en halv gång så stort som människans. Genomet innehåller 24 520 gener fördelat på 41 kromosompar, vilket är 18 par fler än hos människor.

Ett så stort genom är dock inte ovanligt i naturen, där exempelvis vissa arter av ormbunkar kan ha upp till 600 kromosompar. Forskarna fann dock andra uppseendeväckande element i vithajens dna, bland annat hela 67 unika versioner av gener.

Omkring en tredjedel av dessa bidrar till att göra genomet stabilt och skyddar därmed mot dna-skador, bland annat sådana som kan orsaka bildning av cancerceller.

Hoppgener skyddar mot cancer

Trots det stabila genomet har vithajen en relativt stor mängd gener som kännetecknas av att de kopierar sig från plats till plats på dna-strängen. Alla levande organismers arvsmassa innehåller så kallade LINEs.

Den särskilda typen av gener producerar proteiner som kan kopiera genen och sedan sätta in den på en annan plats i dna-kedjan.

På så sätt förändras vithajens dna löpande, vilket skapar många av de mutationer som genom tiden har fört upp den till toppen av havets näringskedja.

Hoppande gener finjusterar dna

1 / 3
123

Genmutationer är en viktig faktor i evolutionen, och vithajen har – under miljontals år av evolution – haft oceaner av tid på sig att mutera sig till toppen av näringskedjan. En stor del av dess genom består nämligen av LINEs, så kallade hoppande gener, som hela tiden förändrar dna i jakten på nya egenskaper.

Normalt är LINEs, även kallade ”hoppande gener”, förknippade med utveckling av cancer eftersom det kan göra dna sårbart för mutationer när de flyttar in på en ny plats i genomet.

Kartläggningen av vithajens genom visade att den har den högsta andelen hoppande gener som noterats hos ett ryggradsdjur. Hela 30 procent av vithajens genom består av LINEs.

I jämförelse utgör dessa bara cirka 20 procent hos människor. Därför borde vithajen också vara särskilt känslig för cancer, men paradoxalt nog är det tvärtom.

På grund av de hoppande generna tvingades vithajen utveckla extra potenta versioner av stabiliserande gener för att uppväga det stora antalet LINEs.

De många hoppande generna har sannolikt varit en drivkraft bakom utvecklingen av de unika varianterna av gener som håller vithajens genom stabilt och skyddar det mot dna-skador.

Den nödvändiga utvecklingen av potenta gener har också gjort vithajen till ett av de djur som har bäst skydd mot cancer.

Stabilt genom ger långt liv

I det kartlagda genomet upptäckte forskarna också en uppsättning gener som utvecklats särskilt för att motverka och reparera dna-skador, bland annat orsakade av gifter, strålning eller felaktig celldelning.

CHEK2 är ett exempel på en av vithajens unika gener som motverkar cancer. Analyser visade att hajen har en del speciella mutationer i genen som inte finns hos andra djur som forskarna har jämfört med.

Forskarna menar att mutationerna stärker förmågan att blockera delning av cancerceller och celler med skadligt dna så att de inte kan sprida sig.

Forskarna på Nova Southeastern University of Florida har nu lagt de sista bitarna i det pussel som utgör hajens genom, något som forskare har arbetat med sedan 2007.

© David Royal/CSUMB

Ett annat exempel är genen SIRT7 som reparerar och underhåller dna. Trots genens viktiga roll förknippas SIRT7 ofta med cancer. Det beror på att en ökad aktivitet av genen kan bidra till utveckling av cancer.

Hos bland annat människor förknippas en förhöjd aktivitet av SIRT7 med cancer i bland annat lever, lungor, bröst och livmoder medan en lägre aktivitet reducerar tillväxt av cancerceller.

Vithajens särskilda version av SIRT7 är sannolikt mindre aktiv än normala SIRT7-gener och bidrar därför till att motverka cancerceller.

Skadad haj läker snabbt

Motståndskraften mot cancer är dock inte mycket värd om hajen inte också klarar det tuffa livet som rovdjur utan kanske förblöder eller dör av skrapsår och infektioner.

Men så är det inte med vithajen, vilket på ett makabert sätt demonstrerades när en vithaj 2008 skadades rejält av en båtpropeller utanför den sydafrikanska kusten.

Propellern skar upp ett 25 centimeter långt, 30 centimeter brett och nästan nio centimeter djupt sår på hajens rygg.

Den stackars hajen kunde sedan observeras flera gånger under de följande två åren och under den perioden läkte såret så sakteliga tills det nästan var helt borta.

Ett sår av den storleken skulle innebära slutet för de flesta djur, men vithajens läkning är särskilt effektiv och den byter snabbt ut förstörda fjäll – vilket den också gör under hela livet.

Den nya kartläggningen visar att flera av de unika generna är inblandade i att stoppa blödningar, få såret att slutas och återbilda ny vävnad.

Exempelvis har hajen en särskild version av en gen som kallas FGG, vilken aktivt och snabbt stoppar blödningar. En annan gen, VEGF, är extraordinärt aktiv hos vithajen.

Genen bidrar till att bilda nya blodkärl under hela läkningsprocessen.

När processen sätts igång dras trasiga blodkärl snabbt ihop. Därefter bildar en särskild typ av fibrer, så kallade fibrinfibrer, en propp i såret och läkningsprocessen under såret startar.

Immunceller strömmar snabbt till för att förhindra infektioner. Sedan träder ännu en unik gen in, nämligen vithajens version av FGF-genen.

Den börjar samla en rad viktiga celler, så kallade fibroblaster. Dessa celler fungerar nästan som en läkare – de producerar proteinerna kollagen och elastin, som sätter igång med att reparera vithajens förstörda vävnad.

Kollagen är både en mursten och en form av byggnadsställning. Det återuppbygger den förstörda vävnaden samtidigt som det banar väg för andra proteiner som arbetar i såret.

Allt detta händer under de första 24–48 timmarna efter att hajen har skadats.

Cellpropp ger snabbare läkning

Inte ens enorma köttsår kan få ned vithajen för räkning eftersom en snabb läkningsprocess räddar hajen från att förblöda – dock inte helt utan att lämna en del fram-trädande märken efter skadan.

Beroende på sårets storlek kan en fullständig läkning ta flera månader och ibland år. Vithajen går inte helt obemärkt ur processen eftersom fjällen lägger sig betydligt mer kaotiskt än tidigare, och enskilda fjäll är större än de ursprungliga, vilket bildar tydliga ärr på vithajens kropp.

Brosk motverkar cancer

Gemensamt för kampen mot cancer, sår och infektioner är att den kräver ett starkt immunförsvar, och just vithajar är kända för att ha ett immunförsvar som är annorlunda jämfört med andra ryggradsdjurs immunförsvar.

Den mest anmärkningsvärda skillnaden är att hajarna inte har någon benmärg, vilket annars är en vanlig uppehållsplats för stamceller som bildar viktiga immunceller.

Den uppgiften har i stället flyttat till små organ som ligger under vithajens njurar. Skelettet är också ersatt av brosk och det kan spela en avgörande roll för att bromsa utvecklingen av cancerceller och tumörer.

Studier har visat att proteiner i hajens brosk bidrar till att hämma tillväxt av cancer genom att blockera bildningen av nya blodkärl, vilket cancertumörer gör för att kunna suga i sig mer näring.

Hajen kan rädda människoliv

Forskarna är väldigt intresserade av den enorma potential som finns i vithajens dna, och de förväntar sig att hitta en rad biomedicinska fördelar från genomet som kan leda till nya behandlingar av allt från cancer till allvarliga sår.

Vithajens gener kan mycket väl inspirera till framtida genterapier där patienternas egna gener får en omgång med noga utvalda mutationer så att de imiterar hajens genvarianter och ger samma skydd som hajen har.

Trots att genterapier är hoppingivande är det också mycket kontroversiellt eftersom vi ännu inte vet så mycket om oförutsedda och långsiktiga konsekvenser som kan uppstå vid manipulering av patienters dna.

Därför får vi därför troligen vänta på de genterapier som bygger på den här forskningen.

Vithajen saknar benmärg och har brosk i stället för skelett.

© Pascal kobeh

De första realistiska stegen är i stället att framställa hajproteiner som kan ordineras för behandling av sår och cancer utan ändring av dna.

Forskarna vill utnyttja vithajens snabba läkningsprocess och försöka överföra den till människor för att skapa en effektiv läkning av sår och skador.

Vägen från ett kartlagt genom till färdiga behandlingar för människor är lång och forskare tror att det återstår många år innan vi ser några konkreta resultat.

Evolutionen har trots allt haft över 400 miljoner år på sig att göra hajen till den perfekta superfisken medan forskarna först nyligen doppat tårna i havet.

Nu när vithajens karta har ritats upp är det bara för forskarna att leta upp de skatter som ligger gömda där.

Inte så farlig som ryktet säger

Vithajen har rykte om sig att vara en sann och entusiastisk människoätare, men människor behöver faktiskt sällan vara rädda att hamna på hajens mage. Hajen är nämligen långt mer intresserad av sälar och större fiskar än några relativt magra människokroppar.

På Illustrerad Vetenskaps Youtube-kanal har vi gjort en video med hajar i Sverige. Kommer vithajen snart att finnas i våra svenska vatten?:

Läs också:

Hajar

Gigantisk vithaj överraskar mållöst dykarlag

8 minuter
Hajar

Möt Megalodon – den största hajen någonsin

8 minuter
Hajar

Forskare hittar daghem för vithajar

3 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj