Человеческие хромосомы выделены серым цветом, теломеры — белым

Старение клеток связано с некоторыми процессами. Один из них — это укорачивание теломеры. Так устроена природа, что при каждом делении клетки молекула ДНК укорачивается. На концах хромосом имеются участки, называемые теломерами, которые и подвергаются укорачиванию, защищая тем самым остальную хромосому. Теломеры укорачиваются из поколения в поколение, и у старых клеток они становятся очень короткими. То есть клетки старого и молодого человека можно отличить по длине теломеры, с учётом некоторых вариаций в этих признаках.
Однако проблема укорачивания уже решена в наших стволовых клетках. В них есть фермент теломераза, который умеет достраивать теломеры. Поэтому про некоторые клетки говорят, что они бессмертны.

Ещё одна замечательная новость заключается в том, что мы можем удлинять теломеры с помощью генной терапии. Проводились опыты, в которых посредством специального вируса доставляли в грызунов теломеразу, и теломеры достраивались в клетках. Такие грызуны, как показывают эксперименты, живут дольше.



4-летняя Элизабет Пэрриш, руководитель американской научно-исследовательской компании BioViva, возможно, стала первым человеком, на котором была успешно испытана омолаживающая генная терапия

Подобные эксперименты вдохновили Элизабет Пэрриш попробовать на себе такую генную терапию. Понятно, что она делает это в рамках PR-кампании, потому что владеет крупной биотехнологической фирмой. В новостях проходила информация, что вроде как у неё удлинились теломеры. Но это не совсем научный эксперимент, нет контрольной группы, не с чем сравнивать. Хотя эта история многих вдохновляет и говорит о том, что укорачивание теломер не является непреодолимой проблемой старения.
Накопление повреждений

Ещё одна вещь, которая происходит в клетках, — это накопление повреждений. Они бывают разные. Один из типов повреждений — это накопление в клетках всякого мусора. Например, плохо свёрнутых белков, как это бывает в случае с болезнью Альцгеймера. Или неправильно работающих органелл вроде испорченных митохондрий. При каждом делении клетки эти повреждения как бы разбавляются, и на каждую из двух получившихся клеток их приходится в два раза меньше. То есть при активном делении клетки могли бы омолаживаться.

Но у деления имеется и тёмная сторона — рак. Существуют генетические мутации, которые не разбавляются. Раковая клетка — это клетка, накопившая большое количество мутаций, которые могут приводить к неограниченному делению, отключению апоптоза. Сегодня появляется всё больше современных методов, направленных на борьбу с раком. Раньше он был совершенно неизлечимым заболеванием, теперь в ряде случаев он лечится.

Голодание

Один из самых красивых экспериментов по продлению жизни был связан с исследованием влияния частичного голодания. Эксперимент проводился на грызунах. Это график смертности:



Зелёным цветом показаны те, кто ел от пуза, синие ели на 25% меньше, фиолетовые — на 55% меньше, а красные — на 65%. Как видите, максимальная продолжительность жизни увеличилась примерно в 1,5 раза. Зелёные погибали где-то в три года, а остальные жили существенно дольше. Когда все зелёные уже умерли, красные ещё живы. Впечатляющий результат. Оказалось, что механизм продления жизни через голодание актуален для очень разных организмов, хотя и не для всех. Есть такие, у которых частичное голодание сокращает продолжительность жизни. Но у многих видов это работает. Например, у круглых червей Caenorhabditis elegans, крыс, некоторых линий мышей, собак, есть противоречивые данные относительно макак. На людях очень сложно ставить такие эксперименты.
Когда выясняли, как частичное голодание продлевает жизнь червю, у него нашли гормоны, которые выделяются в ответ на потребление пищи. Эти гормоны воздействуют на рецептор DAF-2, расположенный на поверхности клетки, и это каким-то образом способствует старению. Если этот рецептор испортить, то такие черви живут примерно вдвое дольше.

Когда рецептор DAF-2 активируется, он запускает каскад клеточных процессов, приводящий к инактивации белка, который называется DAF-16. DAF-16 — это очень важный белок, регулирующий работу клетки следующим образом. Если еда в наличии и DAF-16 инактивирован, то клетка думает: «О, зашибись, еды полно, всё хорошо, можно расслабиться, мне ничего не угрожает, можно размножаться, делиться — всё прекрасно». Если этого сигнала нет, то есть DAF-2 испорчен, или если нет еды, то активируется DAF-16, клетка думает: «Какой ужас, я умираю, стресс, кошмар! Нужно спасать себя!» — и запускает кучу механизмов защиты: от мутаций, от окислительного стресса, теплового шока, всего подряд. То есть DAF-16 заставляет работать сотни других генов, защищающих клетку от различных проблем.

Оказалось, что у человека имеются белки, похожие на DAF-16 и DAF-2. Но в похожем на DAF-16 белке была обнаружена мутация. Есть люди с одним вариантом этого белка, и есть люди с другим вариантом. Владельцы первого варианта (FOXO3) намного чаще доживают до 90 лет и больше. То есть, изучая молекулярный механизм старения у червей, мы лучше понимаем, как устроены механизмы старения у человека.

Конечно, не всё, что мы узнаём про червей, можно транслировать на людей. К примеру, если мы удалим половые клетки из гонад червя, то это тоже активирует DAF-16 и он проживёт дольше. Но если вы себя кастрируете, это вашу жизнь не продлит.

Масса тела

Карликовые летучие мыши могут жить до 40 лет. Организмы с большей массой тела живут дольше. Но есть такие, чья продолжительность жизни сильно превышает расчётную исходя из их массы тела. Например, человек живёт намного дольше других видов с той же массой. Карликовые летучие мыши и их родственники тоже относятся к долгожителям. У этих летучих мышей обнаружился похожий на DAF-2 белок, но со специфическими мутациями.

Помимо модельных организмов, учёные исследуют и мутации, возникающие у людей.



Этот молодой человек умер в 17 лет, у него был синдром преждевременного старения, который называется «прогерия». Это генетическое заболевание, которое вызывает раннее появление признаков старения. В юном возрасте возникают старческие заболевания, и такие люди в среднем живут 13 лет. К этому заболеванию приводит мутация в гене, который отвечает за синтез белка ламина. Этот белок отвечает за организацию ядра, так называемого ядерного матрикса, структуры ядра. У червей с возрастом ядерный матрикс разрушается в клетках, и чем медленнее это происходит, тем дольше живут черви. Может быть, разрушение ядерного матрикса играет важную роль в старении человека.

Гормон роста

Гормон роста косвенно приводит к усилению сигнала, который передаётся через наш аналог DAF-2. Если сильно упростить, то у карликов клетки ощущают некоторый эффект голодания. Вот карликовый мышонок Йода и его подружка Принцесса Лея:

---

Далее »
« Назад
Страница: 1, 2, 3