Продление жизни на 10-20 лет — не предел для современных медицинских технологий

Вокруг светаНаука

Как взаимосвязаны ваша старость и взрыв сверхновой? Объясняет биофизик

Современные исследования показывают, что продление жизни на 10 или 20 лет — не предел для современных медицинских технологий

Лежащий юноша, возможно спящий Эндимион, любимый охотник Артемиды, которому были дарованы бессмертие и вечная молодость, а также вечный сон, 4 век до н.э. Этрусская цивилизация. Фото MET / BOT / Alamy via Legion Media

При ближайшем рассмотрении оказывается, что многие процессы, связанные со старением или даже сам процесс старения, могут обладать признаками цепной реакции. Интуитивно понятно, что каждое новое хроническое заболевание будет снижать способности организма противостоять новым, а значит, и организм как целое тоже окажется неустойчивым и количество хронических заболеваний у пациента может нарастать в геометрической прогрессии.

Примерно в 2012 году вместе с моим первым научным руководителем профессором Леонидом Меньшиковым, физиком-теоретиком из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», и нашим американским коллегой Робертом Шмуклером Рисом, специалистом в области молекулярной биологии и генетики старения и рекордсменом в деле увеличения продолжительности жизни многоклеточных животных, мы попробовали выяснить связь между экстремальной стрессовой устойчивостью, характерной для медленно стареющих видов, и динамикой старения. Мы прибегли к «мысленному эксперименту» и обратились к элементарной модели одноклеточного организма.

Характер любого организма определяется генетической информацией, которая записана в виде последовательности определенных химических групп — «букв» генетического кода. Полная длина ДНК в одной клетке человека больше двух метров! Чтобы уместиться внутри крошечного ядра, ей приходится многократно извиваться так, что для постоянного чтения генетической информации требуется сложнейшая хореография молекулярной машинерии, а деформации неизбежны.

Андрей Гудков из Комплексного онкологического центра имени Розуэлла Парка (Буффало, США), один из самых авторитетных специалистов в области биологии старения, очень наглядно сравнил ежесекундно возникающие трудности в работе генетической машины с проблемой распутывания многокилометровой лески, утопленной в маленьком пруду. Каждый, кто раз в жизни сталкивался с узлом из двухметровой лески, должен оценить масштаб бедствия. Это настоящая топологическая катастрофа!

Чтобы распутать такую леску и добраться до каждого нужного кусочка ДНК, существует целый комплекс молекулярных машин — белков, способных обеспечить практически беспрепятственное прохождение двух цепочек ДНК сквозь друг друга.

Андрей сравнивает работу этих молекул-топоизомераз с пираньями в пруду: они способны разрезать одну из цепочек ДНК, удержать куски, пока другая цепочка проходит сквозь разрез, а потом сшить разрезанный кусок заново. Время от времени в результате такой непрерывной ДНК-рубки возникают механические повреждения, когда обе цепи ДНК разорваны и нормальная работа клеточных механизмов оказывается невозможной.

Прямые механические повреждения — это скорее даже экзотика. Я привел этот пример, чтобы показать, с какими сложнейшими проблемами приходится сталкиваться каждой клетке каждую секунду нашей жизни в «житейских» ситуациях, которые мы даже не воспринимаем как стрессовые.

Как взаимосвязаны ваша старость и взрыв сверхновой? Объясняет биофизик
Извлечение ДНК. Фото Wikimedia Commons / Mariano Avagliano (CC BY 4.0)

Существует масса разрушающих воздействий на ДНК. В первую очередь приходят на ум свободные радикалы, такие как активные (или как еще их называют, реактивные) формы кислорода, которые возникают в результате работы метаболической машины и неточной работы «сборочных систем» и вызывают химические модификации молекул белков или ДНК.

Помимо внутренних причин повреждения генетического кода существует и масса внешних. Буквально самым ярким примером являются ультрафиолетовые лучи, способные привести к сшивкам тиминовых оснований, которые мешают работе ДНК-связывающих энзимов.

Результат взаимодействия излучения и биологических молекул можно увидеть очень просто: достаточно посмотреть на кожу человека, который провел несколько часов на солнце в хороший летний день без адекватной защиты.

Часто приходится слышать, что старение и болезни являются результатом повреждений нашей ДНК. Может показаться, что данные нам с рождения системы исправления генетических поломок оставляют желать лучшего и нам просто необходимо их улучшить биоинженерными способами.

На самом деле наши драгоценные гены защищены чрезвычайно эффективными молекулярными машинами, ежесекундно исправляющими колоссальное количество ошибок.

Дело в том, что, прежде чем я начал писать эту книгу, а вы получили возможность ее прочитать, наши бесчисленные предки столкнулись с невероятными кризисами, зачастую ставящими под сомнения само существование жизни на нашей планете. Следы этих эпических событий навсегда остались в нашем геноме в виде все более совершенных защитных систем.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дитя ночи: история Евы Ионеско, которая снимает фильмы о сексуальной эксплуатации Дитя ночи: история Евы Ионеско, которая снимает фильмы о сексуальной эксплуатации

Ева Ионеско в 11 снялась для Playboy и дебютировала в фильме для взрослых

Forbes
Морской путь Морской путь

Что собой представляют круизные лайнеры последнего поколения

Robb Report
Кем на самом деле был Дейл Карнеги: гением или шарлатаном? Кем на самом деле был Дейл Карнеги: гением или шарлатаном?

Разбираемся в плюсах и минусах учения Дейла Карнеги

Maxim
Что за шум устроили Что за шум устроили

Как Артем Балаев и Анастасия Дианова возродили славу арт-кафе серебряного века

Собака.ru
Дурная слава: как американские знаменитости стали соучастниками криптомошенничества Дурная слава: как американские знаменитости стали соучастниками криптомошенничества

Кто заработал миллионы, раздув, а потом забросив криптовалюту EthereumMax

Forbes
10 случаев, когда режиссер фильма ненавидел первоисточник 10 случаев, когда режиссер фильма ненавидел первоисточник

Некоторые умники берутся экранизировать книги и комиксы, которые ненавидят

Maxim
Бабушка воспитывает ребенка по-своему: 4 причины и одно решение Бабушка воспитывает ребенка по-своему: 4 причины и одно решение

Почему бабушки то и дело норовят перехватить инициативу в воспитании детей?

Psychologies
Анастасия Сапожникова: «Когда живешь в комфорте, легко быть гуманным» Анастасия Сапожникова: «Когда живешь в комфорте, легко быть гуманным»

Анастасия Сапожникова — о съемках и борьбе со стрессом

Psychologies
Джулия Робертс и три ее самых заветных желания Джулия Робертс и три ее самых заветных желания

Второй Джулии Робертс все еще нет как нет

Караван историй
Как ноутбук подключить к телевизору через Wi-Fi Как ноутбук подключить к телевизору через Wi-Fi

Как быстро и без сложных настроек подключить ноутбук к телевизору через Wi-Fi

CHIP
На высшем уровне На высшем уровне

Правила хорошего тона: какие из них актуальны в современной жизни?

Лиза
«Ледники Эльбруса сократились более чем на 20%»: 11 вопросов гляциологу «Ледники Эльбруса сократились более чем на 20%»: 11 вопросов гляциологу

Зачем нужен атлас ледников Эльбруса и как блестки помогают «нашаманить» погоду?

Вокруг света
5 ошибок, которые вы наверняка совершаете в отношениях 5 ошибок, которые вы наверняка совершаете в отношениях

Как не наступать на те же грабли в отношениях раз за разом?

Psychologies
Из жизни галактик Из жизни галактик

Во Вселенной существует множество галактик, и каждая из них особенная

Наука и жизнь
«Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах» «Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах»

Как чиновники определяли развитие энергетики

N+1
Гены древних людей Гены древних людей

Биолог Сванте Паабо создал отдельную научную дисциплину — палеогеномику

Наука и жизнь
Что такое ценности: 7 самых важных примеров из жизни Что такое ценности: 7 самых важных примеров из жизни

Что для вас действительно важно и о чем вы, возможно, забываете в суете?

Psychologies
Упрямый характер: история и современность автомобильной марки Audi Упрямый характер: история и современность автомобильной марки Audi

Непростая история взлетов и падений Audi

Вокруг света
6 книг современных азиатских авторов 6 книг современных азиатских авторов

Необычные и современные произведения авторов из стан Азии

Правила жизни
Правильные движения глаз, влияние мозга на активность и лечение депрессии: 5 последних открытий спортивной психологии Правильные движения глаз, влияние мозга на активность и лечение депрессии: 5 последних открытий спортивной психологии

Как связаны мозг и выносливость, что такое бос-тренировки?

Psychologies
Как приучить себя завтракать, когда кусок в горло не лезет: 5 рабочих лайфхаков Как приучить себя завтракать, когда кусок в горло не лезет: 5 рабочих лайфхаков

Как сделать утренний прием пищи своим золотым правилом?

VOICE
В обстановке модерна В обстановке модерна

Как визуально раздвинуть границы статусной квартиры?

Идеи Вашего Дома
Слишком свободный. История Джулиана Ассанжа Слишком свободный. История Джулиана Ассанжа

Как Джулиан Ассанж вошел в историю журналистики

СНОБ
В режиме наблюдателя: как квантовое мышление помогает отказаться от предубеждений В режиме наблюдателя: как квантовое мышление помогает отказаться от предубеждений

Как квантовое мышление помогает избежать категоричности и туннельного зрения

Forbes
Что делать, если вы потеряли работу: 3 совета при увольнении Что делать, если вы потеряли работу: 3 совета при увольнении

Уволить могут любого, какими бы опытными и продуктивными мы ни были

Psychologies
Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда

Все родители любят своих детей. Хорошо, почти все. Очень и очень многие

Maxim
10 фильмов, в которых музыка лучше, чем само кино 10 фильмов, в которых музыка лучше, чем само кино

Некоторые кинофильмы лучше слушать, чем смотреть

Maxim
Самый первый, самый маленький, самый дорогой: 7 автомобилей, которые вошли в историю Самый первый, самый маленький, самый дорогой: 7 автомобилей, которые вошли в историю

Рассказываем о нескольких автомобилях, которые вошли в историю

Вокруг света
От Натальи Гончаровой до Наталии Турновой: главные работы русских художниц за 100 лет От Натальи Гончаровой до Наталии Турновой: главные работы русских художниц за 100 лет

Арт-критик Людмила Бредихина — о феминистской эстетике и женском искусстве

Forbes
Инвесторы держат руку на пульсе Инвесторы держат руку на пульсе

О роли народных масс на рынках акционерного и долгового капитала

Деньги
Открыть в приложении