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

Подсказки психики: о чем говорит ваш гнев Подсказки психики: о чем говорит ваш гнев

Что психика пытается рассказать нам с помощью гнева

Psychologies
4 непростительные ошибки в начале отношений: признания женщин комментируют мужчины 4 непростительные ошибки в начале отношений: признания женщин комментируют мужчины

Какие заблуждения, если не разрушат отношения, то точно не осчастливят женщину

Psychologies
Сохранились даже противогазы: посмотрите, как выглядят сегодня бомбоубежища, которые массово строили в СССР Сохранились даже противогазы: посмотрите, как выглядят сегодня бомбоубежища, которые массово строили в СССР

Какими были светские бомбоубежища? Публикуем фотографии и рассказы диггеров

Вокруг света
Секс без обязательств: большой разбор с психологами — изучите все плюсы и минусы Секс без обязательств: большой разбор с психологами — изучите все плюсы и минусы

Мы говорим: «Это же просто секс, ничего серьезного», но так ли это?

Psychologies
Чемпион, ракета, тихий троечник: как хвалить подростков в зависимости от типа личности Чемпион, ракета, тихий троечник: как хвалить подростков в зависимости от типа личности

Когда похвала полезна, а когда может принести подростку вред?

СНОБ
«Так нельзя»: 8 вещей, которые не испортят, а только укрепят ваши отношения «Так нельзя»: 8 вещей, которые не испортят, а только укрепят ваши отношения

Стереотипы о границах допустимого в отношениях не имеют никакого смысла

Psychologies
Гадом буду Гадом буду

История победы одного ситкома над историей с большой буквы

Weekend
История одной фотографии: первый секс-шоп в ГДР, 1989 История одной фотографии: первый секс-шоп в ГДР, 1989

Первый секс-шоп ГДР принадлежал старушке-каскадерше по имени Беате Узе

Maxim
Кино — дело тонкое: быстрый гид по фильмам Средней Азии и Казахстана Кино — дело тонкое: быстрый гид по фильмам Средней Азии и Казахстана

Забытые, неоцененные современниками фильмы Казахстана и Средней Азии

Правила жизни
Ошибки на местах: что мешает российским модным брендам развиваться Ошибки на местах: что мешает российским модным брендам развиваться

Какие ошибки совершают российские марки?

Forbes
Каучуковая лихорадка Каучуковая лихорадка

Как надулось и лопнуло южноамериканское экономическое чудо

Деньги
Миф и правда о счастливом детстве Миф и правда о счастливом детстве

Как спустя десятилетия изменились отношения родителей и детей

СНОБ
Как правильно спорить, чтобы не испортить отношения: 4 приема Как правильно спорить, чтобы не испортить отношения: 4 приема

Любое слово, сказанное в пылу спора, может помешать интересному знакомству

Psychologies
Как провалы руководства привели к краху FTX: рассказ нового главы криптобиржи Как провалы руководства привели к краху FTX: рассказ нового главы криптобиржи

Как произошел крах одной из крупнейших криптобирж

Forbes
В обстановке модерна В обстановке модерна

Как визуально раздвинуть границы статусной квартиры?

Идеи Вашего Дома
Ар-брют: искусство, которое зародилось в кабинете психиатра Ар-брют: искусство, которое зародилось в кабинете психиатра

Ар-брют — грубое и необработанное искусство

Psychologies
Как правильно записать аудиосообщение или тикток Как правильно записать аудиосообщение или тикток

Как записать краткое и максимально информативное аудиосообщение?

Psychologies
Страшные истории обыкновенных людей: фрагмент нового романа Ксении Букши «Но человека человек. Три с половиной убийства» Страшные истории обыкновенных людей: фрагмент нового романа Ксении Букши «Но человека человек. Три с половиной убийства»

Отрывок из пронзительного и выверенного романа Ксении Букши

Правила жизни
«Мои дочь и сын не увидят драму «Мои дочь и сын не увидят драму

Павел Прилучный раскрыл свой главный способ восстановления после тяжелой работы

VOICE
«Ты же староста. Ты же должна»: отрывок из романа Аси Володиной «Протагонист» «Ты же староста. Ты же должна»: отрывок из романа Аси Володиной «Протагонист»

Глава из «Протагониста» Аси Володиной — трагедии о покончившем с собой студенте

Forbes
Манипуляция — это нормально. Как обращаться с теми, кто вами манипулирует Манипуляция — это нормально. Как обращаться с теми, кто вами манипулирует

Как себя уберечь от манипуляторов?

Psychologies
Неосторожный пост в соцсетях может погубить вашу репутацию. Вот несколько правил безопасности Неосторожный пост в соцсетях может погубить вашу репутацию. Вот несколько правил безопасности

Соцсети размывают границу между нашей личной и профессиональной жизнью

Psychologies
«Замужем и счастлива — я одна такая?»: как построить и сохранить крепкие отношения «Замужем и счастлива — я одна такая?»: как построить и сохранить крепкие отношения

Почему женщины боятся вступать в брак?

Psychologies
Личный опыт: я живу с биполярным расстройством II типа Личный опыт: я живу с биполярным расстройством II типа

Как живет и чувствует себя человек на разных фазах биполярного расстройства?

Psychologies
Сладкая кровь: причины и способы лечения диабета Сладкая кровь: причины и способы лечения диабета

К 2050 году диабет станет не страшнее, чем кариес сегодня

Вокруг света
Земля пяти стихий Земля пяти стихий

Хакасия: приготовьтесь к встрече с духами пяти стихий и погружению в историю

Отдых в России
Как два сибиряка придумали робота-репетитора по английскому языку и привлекли $5 млн Как два сибиряка придумали робота-репетитора по английскому языку и привлекли $5 млн

Как два друга создали виртуального репетитора и справились с кризисом?

Forbes
Василий Чудовский: о том, как дружил с Табаковым и Волчек и принимал роды в поезде Василий Чудовский: о том, как дружил с Табаковым и Волчек и принимал роды в поезде

Василий Чудовский, чья судьба с четырнадцати лет связана с железной дорогой

Караван историй
От каких фруктов и овощей стоит отказаться после 50: сомнительная польза От каких фруктов и овощей стоит отказаться после 50: сомнительная польза

Фрукты и овощи, которые могут быть вредны для тех, кто постарше

ТехИнсайдер
Зачем обоняние лёгким Зачем обоняние лёгким

Обоняние в лёгких? Это что, шутка? Вовсе нет!

Наука и жизнь
Открыть в приложении