Читать книгу "Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни - Мартин Модер"

Не то чтобы я имел что-то против вас лично, но только представьте себе, что вы никогда не отойдете в мир иной. За пару тысячелетий вы успеете посмотреть большинство фильмов с Николасом Кейджем, и к тому времени, когда рассыплется последняя элементарная частица во Вселенной, ваши субботние вечера будут уже не такими веселыми, как сегодня. А значит, бессмертие подходит лишь тем, кто и так привык скучать, день за днем занимаясь унылой, монотонной деятельностью. Например, госслужащие или морские медузы. Причем представитель класса гидрозоев Turritopsis dohrnii намного ближе к бесконечной жизни, чем чиновник, которому в лучшем случае может показаться бесконечной его куча бумаг. Четырехпятимиллиметровые медузы Т. dohrnii, живущие во всех океанах, возможно, уже привлекали ваше внимание своим желтоватым брюшком, проглядывающим сквозь колоколообразную форму. Если название кажется вам не таким уж легко запоминающимся, просто используйте прозвище «бессмертная медуза». Эти морские существа являются единственными многоклеточными организмами, которые, как известно, потенциально являются биологически бессмертными. Если медуза ранена или страдает от голода или других стрессовых факторов, она просто переходит на более раннюю стадию развития и прикрепляется к морскому дну в виде полипа, а через некоторое время снова превращается в медузу. Таким образом, она является единственным животным, которое может развиться из половозрелой особи обратно в неполовозрелую форму жизни. Теоретически этот трюк можно повторять бесконечно. Бедные медузы-родители, чьи дети из-за сильного стресса по 50 раз переживают половое созревание! К тому же всякое веселье заканчивается, если приходится брать кредит, чтобы купить свечи для праздничного торта ко дню рождения. В свободных водах жизнь Т. dohrnii, как правило, заканчивается рано, когда животное, которое относится к планктону, съедает хищник. К сожалению, медузы плохо переносят содержание в лабораторных условиях, что довольно сильно затрудняет изучение их бессмертия. Правда, существуют и другие способы повернуть вспять биологические часы или по крайней мере значительно замедлить старение. Прежде чем мы перейдем к ним, следует вкратце обсудить, что на самом деле представляет собой этот процесс, который радует нас всеми этими харизматическими морщинами и привлекательной лысиной.

Скажу сразу: мы до сих пор знаем на удивление мало о том, что заставляет нас стареть.

Рекорд за самую длинную человеческую жизнь принадлежит одной даме из Франции, которая умерла в 1997 году в возрасте 122 лет.

В 2007 году поймали гренландского кита, из тела которого торчал гарпун, выпущенный еще в то время, когда Вильгельм II был императором Германии. С точки зрения эволюции процесс старения и смерть имеет смысл. Чтобы вид мог дальше развиваться, на свет должно появляться потомство. Как только дело сделано и дети могут самостоятельно стоять на своих ногах, поколение родителей перестает интересовать эволюцию. Поэтому по окончании репродуктивного возраста начинается процесс физического распада. Это гарантирует доступность ресурсов для последующего поколения. Незаинтересованность природы в старшем поколении предполагает, что старение — это не просто пассивный процесс распада, но биологически предусмотренный и, возможно, даже активно управляемый процессами в наших клетках. Само собой разумеется, у нас на этот счет совсем другое мнение, ведь мы хотим, чтобы бабушка еще долго могла испытывать пределы объема нашего желудка рождественскими вечерами. Чтобы обмануть процесс старения, нужно сначала понять, как он работает. Некоторые факторы, отвечающие за него, известны уже сегодня.

Толстые клетки с короткими концами.

Когда клетки делятся, их ДНК предварительно организуется в так называемые хромосомы. Наша генетическая информация поделена на 46 таких Х-образных структур. Одна половина унаследована от отца, другая половина — от матери. На концах этих хромосом расположены участки ДНК, которые называются теломеры. Они состоят из короткой последовательности ДНК, которая повторяется тысячи раз и составляет в длину около 10 000 букв. У людей эта последовательность выглядит так: TTAGGG. Как будто заикающийся человек хочет о чем-то вам рассказать. Теломеры важны для стабильности хромосом, без них клетка будет замечать открытые нити ДНК в конце хромосом и все постоянно думать, что в их генетической информации имеются повреждения. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются примерно на 100 букв. Когда они становятся короче 4000 букв, клетка больше не может продолжать делиться. Вместо этого она совершает так называемое запрограммированное самоубийство (апоптоз) или делает то, что и многие люди в возрасте: она становится толстой и неподвижной (сенесценция).

Максимальное количество возможных делений клетки называют пределом Хейфлика[16]. Так устанавливается лимит продолжительности жизни клеток нашего организма.

Не у всех клеток есть лимит продолжительности жизни. Наши половые клетки, стволовые клетки, а также раковые клетки могут обойти это правило. У них есть фермент, называемый теломераза, который после деления клетки восстанавливает потерянные части теломеры.

Сможем ли мы продлить срок своей жизни, если активируем этот фермент во всех клетках организма? В исследовании от 2012 года мышей инфицировали вирусом, содержащим ген теломеразы [80]. Это позволило подопытным животным достичь возраста, который на 24 процента превышал возраст мышей из контрольной группы. Кроме того, инфицированные животные меньше страдали от типичных симптомов старения, таких как инсулиновая резистентность, остеопороз и снижение координации мышц. Важно отметить, что инфицированные мыши заболевали раком не чаще, чем грызуны из контрольной группы. Если бы с помощью подобной генной терапии удалось увеличить максимальный возраст человека на 24 %, то средняя продолжительность жизни в развитых странах поднялась бы примерно до 100 лет. В глазах бессмертных медуз мы все равно остались бы бабочками-однодневками, но кого волнует, что они думают.

Раз уж вы собираетесь прожить в этом мире целое столетие, то, скорее всего, не захотите провести последние 20 лет, лежа на больничной койке. Поэтому важно не только увеличивать количество лет, но и качество жизни. Здесь вышеупомянутые клетки играют роль, связанную с сенесценцией. Они переходят в это состояние, как только их теломеры становятся слишком короткими, чтобы делиться дальше, если получили слишком много повреждений ДНК или подвергаются другим сильным стрессовым факторам. Клетки становятся очень большими и перестают делиться. Чем старше мы становимся, тем больше в нашем теле накапливается таких сенесцентных клеток. Они отвечают за многие типичные проявления признаков старения. Толстые клетки ни в коем случае не являются неактивными, вместо этого они выделяют способствующие развитию воспаления сигнальные молекулы и производят токсин прогерии, разрушающий ткани. Эти вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающие ткани и таким образом способствовать процессу старения.