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

3 признака пищевой аллергии, о которых вы не знали раньше 3 признака пищевой аллергии, о которых вы не знали раньше

По каким симптомам можно вычислить аллергию?

Psychologies
Γopизοнт событий Γopизοнт событий

Если послушать физиков, квантовые вычисления уже на пороге

Цифровой океан
От яслей до тимуровцев: почему на Западе восторгаются советским воспитанием От яслей до тимуровцев: почему на Западе восторгаются советским воспитанием

Методика воспитания детей в социалистической стране: что в ней было такого?

Maxim
Высокая гибкость без «длинной воли»: как помочь подростку найти свое призвание Высокая гибкость без «длинной воли»: как помочь подростку найти свое призвание

Как работать с молодыми поколениями и помогать им ставить цели?

Forbes
Киберпанкреализм Киберпанкреализм

Создатели «Мира Дикого Запада» экранизируют Уильяма Гибсона

Weekend
Дело Линды ЛеКлэр: как студентка возглавила сексуальную революцию в университетах США Дело Линды ЛеКлэр: как студентка возглавила сексуальную революцию в университетах США

Как дело Линды ЛеКлэр привело к тому, что к студенткам начали относиться иначе

Forbes
Буратино — это Гумилев?! Как Толстой придумал своего героя Буратино — это Гумилев?! Как Толстой придумал своего героя

Какая может быть связь между поэтом Гумилевым и героем детской повести Толстого?

Arzamas
Зависимое расстройство личности: 10 признаков — как распознать проблему Зависимое расстройство личности: 10 признаков — как распознать проблему

Что такое зависимое расстройство личности и как оно проявляется?

Psychologies
Испытания в полете: как США запустили к Луне первый за полвека пилотируемый корабль Испытания в полете: как США запустили к Луне первый за полвека пилотируемый корабль

Запуск «Артемиды I» ознаменовал возвращение Соединенных Штатов к освоению Луны

Forbes
Легинсы снова в тренде? Как их носят модницы — 7 идей для стильного образа Легинсы снова в тренде? Как их носят модницы — 7 идей для стильного образа

Как носить легинсы, чтобы выглядеть современно

VOICE
На изящном: На изящном:

Как журналист превратил "Гернике" в одну из самых ярких пропаган ХХ века

Правила жизни
Как справиться с сильными эмоциями: 2 совета — научитесь помогать себе Как справиться с сильными эмоциями: 2 совета — научитесь помогать себе

Как научиться контролировать эмоции без вреда для себя и окружающих?

Psychologies
Стресс, экзистенциальный кризис и эмоциональное выгорание: как почувствовать себя лучше — 3 совета психологов Стресс, экзистенциальный кризис и эмоциональное выгорание: как почувствовать себя лучше — 3 совета психологов

Не спешите ругать себя за лень — возможно, вам нужна помощь

Psychologies
Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения» Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения»

Нынешний кризис существенно отличается от предыдущих

РБК
Часы по имени Арнольд: как семья Бельвилей продавала точное время своим клиентам Часы по имени Арнольд: как семья Бельвилей продавала точное время своим клиентам

Отрывок из книги «Алхимия и жизнь: Как люди и материалы меняли друг друга»

Forbes
Как археологи подтверждали Библию Как археологи подтверждали Библию

Археологи подтвердили библейские рассказы

СНОБ
Громко кричат и красиво умирают: как хорроры изображают женщин Громко кричат и красиво умирают: как хорроры изображают женщин

Что изображение женщин в фильмах ужасов говорит о социальных установках?

Forbes
В египетском некрополе нашли мумии с золотыми языками: вы поразитесь! В египетском некрополе нашли мумии с золотыми языками: вы поразитесь!

В некрополе Кувайсна ученые нашли непростых мумий

TechInsider
X-treme 105 X-treme 105

Яхта X-treme 105 вряд ли оставит кого-то равнодушным

Y Magazine
“Честное пионерское!” Этот старый способ оплаты за проезд сейчас кажется странным “Честное пионерское!” Этот старый способ оплаты за проезд сейчас кажется странным

В СССР тоже был общественный транспорт без кондуктора

TechInsider
Актер Кирилл Пирогов рассказывает о роли в сериале «Переговорщик» и цитирует Чехова Актер Кирилл Пирогов рассказывает о роли в сериале «Переговорщик» и цитирует Чехова

Актер Кирилл Пирогов — о режиссерских амбициях и любимых ролях

СНОБ
Если в самолет постучали снаружи: правдивая история пилота Если в самолет постучали снаружи: правдивая история пилота

Откровенный рассказ о самых необычных и сложных рейсах

Вокруг света
Кузница богов Кузница богов

Психолог и эзотерик Роберт Оксузян — о смысле украшений и сути консультаций

Robb Report
8 самых сомнительных героев СССР 8 самых сомнительных героев СССР

Многие известные деятели СССР были совсем не такими, какими мы их знаем

Maxim
Не подавляй, а управляй: как умение распознавать свои эмоции делает жизнь лучше Не подавляй, а управляй: как умение распознавать свои эмоции делает жизнь лучше

Чего мы лишаемся, когда отказываемся чувствовать?

Psychologies
Как Марта Геллхорн стала военкором и отказывалась жить в тени Эрнеста Хемингуэя Как Марта Геллхорн стала военкором и отказывалась жить в тени Эрнеста Хемингуэя

Марта Геллхорн — одна из первых женщин, которая освещала военные конфликты

Forbes
5 причин, почему быстрая зарядка может разочаровать 5 причин, почему быстрая зарядка может разочаровать

Быстрая зарядка: какие проблемы могут вас ждать

CHIP
Центр вселенной Центр вселенной

Откуда берутся эгоисты и как с ними себя вести

Лиза
Доктоp i-бoлит Доктоp i-бoлит

У современных ветеринаров есть целый арсенал цифровых методов протезирования

Цифровой океан
Воплощение элегантности Воплощение элегантности

Изысканная мебель и удачное текстильное оформление в современной квартире

Идеи Вашего Дома
Открыть в приложении