Читать книгу "Против часовой стрелки - Полина Лосева"

Если теория Медавара верна и действие естественного отбора слабеет с возрастом, то гены, которые работают в молодых клетках, должны быть консервативны. Это значит, что их последовательности не должны в среднем сильно различаться у разных людей, а вот в последовательностях других генов, которые в старости активны, разброс должен быть гораздо выше. Недавно ученые сравнили[621] такие наборы "генов молодости" и "генов старости" и обнаружили, что разброс в последовательностях действительно различается, особенно в генах, связанных с апоптозом (гибелью клеток) и воспалением. Правда, это касается в основном генов, которые активны в мозге, печени и легких, в мышцах же, почках и коже разницы между двумя группами генов не нашли. Возможно, это означает, что некоторые органы более критичны для процессов старения, чем другие.

Следующий шаг сделал биолог Джордж Уильямс: он предположил[622], что эти "вредные" мутации накапливаются неслучайно. Напротив, они могут быть полезны на ранних этапах жизни организма и поэтому закрепляются в популяции. Это явление Уильямс назвал антагонистической плейотропией. Плейотропия – это множественность функций какого- либо гена или белка. А антагонизм, то есть противоположность действий, здесь разнесен во времени: тот ген, а точнее, та мутация в гене, которая увеличивает жизнеспособность организма в молодости, в старости, наоборот, ухудшает его состояние.

Со времен Уильямса ученые нашли печать естественного отбора на множестве генов человека. Антагонистической плейотропией обладает[623], например, ген p53, кодирующий белок, который вызывает остановку деления, старение и апоптоз. Носители "ослабленного" варианта р53 чаще болеют раком, но дольше живут, если с этой болезнью справились. Носители "усиленного" варианта страдают онкологическими болезнями реже, зато живут меньше. То есть ген р53 приобрел мутацию, которая мешает организму жить долго, поскольку слишком активный белок выводит из строя одну клетку за другой. Но эта мутация поддерживается естественным отбором, поскольку в молодости, пока клеток много, эта особенность р53 организму не вредит, а только помогает справиться с раком.

Похожая история, судя по всему, произошла с геном АРОЕ. О нем мы тоже уже говорили – в главе, посвященной возрастным заболеваниям. Вариант АРОЕ ε4 считается одним из главных генетических факторов риска для болезни Альцгеймера, и против него даже разрабатывается генная терапия. В то же время он может быть связан с повышенной плодовитостью: у его носительниц повышена[624] концентрация прогестерона (гормона беременности) в крови по сравнению с носительницами других вариантов этого гена. По некоторым данным, АРОЕ ε4 связан также с умственными способностями, а еще с устойчивостью к инфекциями: его носители лучше переносят заражение вирусами гепатита В и С, а дети из бразильских трущоб с АРОЕ ε4 реже страдают диареей. Все эти проявления укладываются в теорию антагонистической плейотропии: поскольку большинство потенциальных эффектов АРОЕ ε4 проявляется на ранних этапах жизни, его разрушительное действие на нервную систему пожилых людей ускользает из зоны внимания естественного отбора.

Чаще всего губительные мутации "покупают" себе место в геноме, повышая шансы молодых особей на размножение. Но если посмотреть шире, то можно заметить, что самые разные процессы, которые приводят к изнашиванию организма и старению клеток, могут быть в чем-то благоприятны для организма. Любая жизненно важная биохимическая реакция в клетке, будь то клеточное дыхание или синтез белков, порождает токсичные продукты обмена и по сути своей служит примером[625] антагонистической плейотропии. В молодости важно дышать и получать много энергии, а результаты действия свободных радикалов проявятся когда-нибудь потом.

Практически любой процесс, который нам кажется патологическим, может принести пользу для организма. Метилирование ДНК и потеря доступа к генетической информации важны для развития[626]: дети, которые рождаются с повышенным эпигенетическим возрастом, лучше растут и набирают вес, чем их более "молодые" с точки зрения метилирования сверстники. Перемещение ретротранспозонов по ДНК, с одной стороны, вызывает мутации, а с другой – способствует развитию нервных клеток (об этом говорилось в главе "Молекулы: мусорная катастрофа"). Воспаление полезно[627] для борьбы с инфекцией и уборки мусора, но в стареющем организме превращается в оружие борьбы с самим собой.

Геронтолог из Ливерпуля Жуан де Магальяеш назвал[628] этот феномен "близоруким часовщиком". Это, безусловно, отсылка к "слепому часовщику" – метафоре, которую придумал Ричард Докинз для естественного отбора, чтобы показать, что этот принцип позволяет вслепую собрать точный и совершенный объект, живой организм. Но с точки зрения геронтологов отбор не столько слеп, сколько недальновиден: отбирая то, что приносит пользу здесь и сейчас, он "не задумывается" о последствиях, и за его поспешные решения нам всем предстоит расплачиваться в старости.

Такая точка зрения может казаться пессимистичной, но только на первый взгляд. Ведь если старение вызвано накоплением конкретных вредоносных мутаций, то что мешает[629] назвать его генетической болезнью и относиться к нему соответственно? Можно представить себе, что мы сейчас находимся еще на этапе изучения этой болезни и пока только собираем информацию о генах, которым свойственна антагонистическая плейотропия. А потом, вероятно, научимся их чинить и заменять на более благоприятные для долгой жизни варианты. Правда, исправлять такие гены придется не в начале жизни, а в середине[630], но это и к лучшему: методы генной терапии у взрослых сейчас вызывают гораздо меньше вопросов – как с точки зрения этики, так и по части методологии, – чем редактирование генов у эмбрионов.