Старость – не данность
Пока одни ученые с помощью лекарства от диабета продлевали жизнь червям на 40%, другие выяснили, как экзотическому грызуну удается не стареть и не болеть раком. В поисках «эликсира молодости» биологи меняют ДНК и сшивают животных кровеносными системами, создавая нечто похожее на чудовище Франкенштейна.
Склонность стареть, похоже, зашита глубоко в живую клетку. Стареют не только млекопитающие, но и насекомые, черви, даже одноклеточные грибы. Ученые исследуют старение всеми возможными методами, от экспериментов на мушках дрозофилах до изучения людей-долгожителей. Геронтология становится все злободневнее – ведь человечество стремительно стареет. По данным Всемирной организации здравоохранения, уже к 2030 году каждый шестой житель Земли будет старше 60 лет. К середине века число таких людей может удвоиться и перейти отметку в два миллиарда. Наука о старении еще очень молода, а вот стремление человека к вечной молодости старо как мир. Вспомним хотя бы легендарный омолаживающий источник на краю света и «нестареющих» персонажей вроде графа Калиостро и Дориана Грея. Можно ли на самом деле хотя бы замедлить старение?
На оптимизм настраивает пример не слишком привлекательного на вид грызуна. Голый землекоп удивителен во многих отношениях: выдерживает полчаса без кислорода, не способен поддерживать постоянную температуру тела. Но самое главное – это животное почти никогда не болеет раком и… не стареет или почти не стареет.
Мы даже не знаем, сколько они живут. В лабораториях голых землекопов изучают всего около 30 лет, а возраст диких особей определить не удается: голый землекоп в любом возрасте выглядит одинаково. Он не болеет возрастными заболеваниями, всю жизнь способен произвести потомство, а вероятность его смерти не зависит от возраста. Биологи придумали для такого чуда специальный термин: пренебрежимое старение. Подобной суперспособностью могут похвастаться многие беспозвоночные, некоторые осетровые рыбы, алеутский морской окунь и так далее. Голый землекоп – наш самый близкий родственник из этого списка, поскольку он все-таки млекопитающее. Если он может не стареть, то, возможно, однажды научимся и мы? Однако победить возраст не так-то просто. Столетие исследований выявило не менее дюжины основных молекулярных механизмов старения, сплетенных в клубок.
Погибшие бойцы
Особое значение имеют поломки в ДНК. Она постоянно повреждается из-за внешних (токсины, радиация, инфекции) и внутренних факторов (ошибки при копировании ДНК, ее «ремонте» и упаковке). Постепенно мутации накапливаются, и в лучшем случае клетка перестает нормально работать или умирает, в худшем – превращается в раковую. Кстати, в этом контексте изучают голого землекопа – у него очень эффективные механизмы «ремонта» ДНК. Но это еще не все проблемы с генами.
Наш геном разбит на 23 пары хромосом, которые можно сравнить с томами книги. Чтобы клетка поделилась, произведя на свет молодую и здоровую замену себе, нужно скопировать каждую хромосому. При копировании кусочек на краю хромосомы всегда теряется, и ее длина немного уменьшается. Чтобы сохранить бесценную генетическую информацию, хромосомы имеют «пустые» (не несущие информации) участки на концах – теломеры. Каждое деление клетки отрывает от теломеры кусочек, и теломеры постепенно заканчиваются. В какой-то момент клетка уже не может делиться и вынуждена стареть.
Многие стареющие клетки из-за повреждений вообще перестают выполнять полезные функции, но и не умирают. Вся их жизнь – отравлять свое окружение вредными выделениями. Биологи называют их сенесцентными. Понятно, что с возрастом доля таких «токсичных» клеток растет.
Клетки любой ткани время от времени погибают, но на смену им в норме приходят новые – стволовые клетки. Они похожи на заготовки, из которых можно получить самые разные специализированные ткани. Однако с возрастом запас стволовых клеток истощается, и заменить «погибших бойцов» становится просто нечем.