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

Как отдых и физические нагрузки влияют на карьеру: проверенные способы работать эффективнее и продуктивнее Как отдых и физические нагрузки влияют на карьеру: проверенные способы работать эффективнее и продуктивнее

Без отдыха и спорта мы можем рухнуть с карьерного Олимпа

Psychologies
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
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
4 ошибки в питании, из-за которых вы теряете энергию 4 ошибки в питании, из-за которых вы теряете энергию

Какие ошибки в питании стоят вам энергии?

Psychologies
«Ненавижу и скучаю»: почему мы испытываем смешанные чувства к тем, с кем больше не хотим быть «Ненавижу и скучаю»: почему мы испытываем смешанные чувства к тем, с кем больше не хотим быть

Почему расставание с человеком вызывает у нас противоречивые чувства?

Psychologies
Анна Большова: Анна Большова:

У нас в театре такого еще не было, это беспрецедентный случай

Коллекция. Караван историй
Ревность, подозрительность и гиперопека: 8 признаков паранойи — проверьте себя Ревность, подозрительность и гиперопека: 8 признаков паранойи — проверьте себя

По каким признакам определить параноидальное расстройство личности?

Psychologies
«Не та почка» или 10 фатальных медицинских ошибок: откровенные признания, сделанные пациентами «Не та почка» или 10 фатальных медицинских ошибок: откровенные признания, сделанные пациентами

Рассказываем о частых оплошностях, которые могут произойти с пациентами

ТехИнсайдер
Записки отельера: история о невесте на час, или почему в гостиничном бизнесе необходимы сотрудники с разнообразными навыками Записки отельера: история о невесте на час, или почему в гостиничном бизнесе необходимы сотрудники с разнообразными навыками

Как интерес к личной жизни гостей отеля иногда спасает от лишних проблем

Правила жизни
Cанкт-Петербург. Новые места, которые ты точно не видела Cанкт-Петербург. Новые места, которые ты точно не видела

Сам по себе Санкт-Петербург – огромный музей под открытым небом

Лиза
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
Прикладная мифология: как и зачем люди придумали созвездия Прикладная мифология: как и зачем люди придумали созвездия

Как можно ориентироваться по небу, учитывая такое обилие звезд?

Вокруг света
Как понять, что вас выживают с работы: 5 признаков Как понять, что вас выживают с работы: 5 признаков

Как заметить неявное принуждение к увольнению?

Psychologies
Геномы 700 малагасийцев указали на продолжительную изоляцию их австронезийских предков Геномы 700 малагасийцев указали на продолжительную изоляцию их австронезийских предков

Предки малагасийцев находились в генетической изоляции

N+1
На высшем уровне На высшем уровне

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

Лиза
Математическая теорема помогла за час взломать шифр, выбранный правительством США Математическая теорема помогла за час взломать шифр, выбранный правительством США

Алгоритм, казавшийся самым надежным, был взломан всего за час

ТехИнсайдер
«Мусорный» сон: почему, даже проспав 8–10 часов, мы просыпаемся уставшими «Мусорный» сон: почему, даже проспав 8–10 часов, мы просыпаемся уставшими

Почему по утрам вы чувствуете себя уставшими?

Psychologies
Кто кому мама: 4 роли, которые играют дети в семье инфантильных родителей Кто кому мама: 4 роли, которые играют дети в семье инфантильных родителей

К чему приводит путаница детских и родительских ролей?

Psychologies
Почему мы объединяемся, конкурируем и уничтожаем друг друга Почему мы объединяемся, конкурируем и уничтожаем друг друга

О чем книга «Статус» британского журналиста Уилла Сторра

РБК
Монстры во тьме Монстры во тьме

Как помочь ребёнку, который боится темноты и видит страшные сны?

Здоровье
Страхи и перфекционизм: что заставляет нас прокрастинировать и как с этим бороться Страхи и перфекционизм: что заставляет нас прокрастинировать и как с этим бороться

Для того, чтобы перестать прокрастинировать, надо перестать ждать вдохновения

Forbes
Выбираем переноску для собаки Выбираем переноску для собаки

Вес, порода и размер — как выбрать переноску для питомца?

Лиза
Поедающий кости: найденный у мумий патоген не утратил активности за 9 тысяч лет Поедающий кости: найденный у мумий патоген не утратил активности за 9 тысяч лет

Древняя болезнь, которая разрушает скелет изнутри

Вокруг света
Полотнища всем на зависть: 10 самых красивых флагов мира Полотнища всем на зависть: 10 самых красивых флагов мира

Страны демонстрируют творческий подход в вопросе государственных символов

Вокруг света
Новые герои секса: любитель обнимашек и самурайский дух Новые герои секса: любитель обнимашек и самурайский дух

Вытаскиваем из механизма мейоза отдельные детальки и любуемся ими

СНОБ
«Скрытно использует элегантный стиль»: топ-5 самых ярких образов Кейт Миддлтон в 2022 году «Скрытно использует элегантный стиль»: топ-5 самых ярких образов Кейт Миддлтон в 2022 году

Эксперты выбрали самые интересные выходы Кейт Миддлтон в 2022 году

VOICE
Преодолеть обстоятельства Преодолеть обстоятельства

«Радость преодоления» звучит как оксюморон, сочетание несочетаемого

Psychologies
Cердечный приступ или паническая атака Cердечный приступ или паническая атака

Главные признаки и отличия сердечного приступа от панической атаки

Лиза
Быстро убрать отеки: 7 способов и SOS-инструкция Быстро убрать отеки: 7 способов и SOS-инструкция

Как бороться с утренними отеками на лице?

РБК
«Муж кричал дочери: „Отвернись!“ и продолжал меня резать»: история покалеченной визажистки из Алматы — от первого лица «Муж кричал дочери: „Отвернись!“ и продолжал меня резать»: история покалеченной визажистки из Алматы — от первого лица

27-летняя Ирина Веденяпина пережила домашнее насилие

Psychologies
Открыть в приложении