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
«На Западном фронте без перемен»: почему экранизация Ремарка кажется такой актуальной «На Западном фронте без перемен»: почему экранизация Ремарка кажется такой актуальной

«На Западном фронте без перемен» — стоит ли смотреть новое прочтение классики

Forbes
Добро пожаловать в темные бездны мужского мозга! Добро пожаловать в темные бездны мужского мозга!

Что стоит за принятием решений представителями «сильного» пола?

Psychologies
Пелевину 60. Что мы знаем о самом молчаливом российском писателе Пелевину 60. Что мы знаем о самом молчаливом российском писателе

Вспоминаем факты и мифы из жизни Виктора Пелевина

СНОБ
Оцепенение, замирание, деперсонализация: механизмы защиты от шока Оцепенение, замирание, деперсонализация: механизмы защиты от шока

Поговорим об оцепенении — так люди нередко автоматически реагируют на опасность

Psychologies
Создатели проекта PIMS — об идеальной формуле бренда Создатели проекта PIMS — об идеальной формуле бренда

О пути развития бренда PIMS и особенностях рынка продуктов to go

СНОБ
Башни, родство и традиции: чем удивляет туристов Ингушетия Башни, родство и традиции: чем удивляет туристов Ингушетия

Ингушетия — самый маленький регион России

Вокруг света
«Все молчат, а молчание — лучший союзник насилия» «Все молчат, а молчание — лучший союзник насилия»

Иван Петухов о своих «Сестрах», первом российском постхорроре

Weekend
Почему в России такой дешевый интернет? Простой ответ Почему в России такой дешевый интернет? Простой ответ

Интернет в России один из самых дешевых и быстрых — как это возможно?

ТехИнсайдер
«Что же из них дальше получится»: история маньяка Владимира Третьякова, который убивал только пьющих женщин «Что же из них дальше получится»: история маньяка Владимира Третьякова, который убивал только пьющих женщин

В квартире Третьякова так воняло кровью, что сосед-понятой упал в обморок

VOICE
10 булгаковских адресов в Москве 10 булгаковских адресов в Москве

Какой театр стал прототипом Варьете и где располагалась резиденция Воланда?

Культура.РФ
Из жизни галактик Из жизни галактик

Во Вселенной существует множество галактик, и каждая из них особенная

Наука и жизнь
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
«Я рожу от сына Пьера Нарцисса»: бывшая жена певца решила вновь стать мамой «Я рожу от сына Пьера Нарцисса»: бывшая жена певца решила вновь стать мамой

Бывшая избранница Пьера Нарцисса хочет стать мамой во второй раз

VOICE
«Войны всегда идут не так, как планировалось». Рэй Далио о том, как мир оказался на пороге самого серьезного экономического и политического шока за последние сто лет «Войны всегда идут не так, как планировалось». Рэй Далио о том, как мир оказался на пороге самого серьезного экономического и политического шока за последние сто лет

Рэй Далио о том, как мир оказался на пороге такого серьезного шока

Inc.
Как живёт обладательница самой большой натуральной груди в мире - вес её бюста составляет 50 кг! Как живёт обладательница самой большой натуральной груди в мире - вес её бюста составляет 50 кг!

Как живётся с грудью, которая весит полцентнера?

ТехИнсайдер
Электромобили наших прадедов: какими были первые электромобили Европы и США Электромобили наших прадедов: какими были первые электромобили Европы и США

Пятерка машин с электрическими моторами, которые стали предвестниками Tesla

CHIP
Светлана Немоляева: Светлана Немоляева:

Наша судьба была предопределена

Коллекция. Караван историй
Николь Краусс: «Быть мужчиной». Отрывок из сборника Николь Краусс: «Быть мужчиной». Отрывок из сборника

Отрывок из сборника Николь Краусс о памяти, власти и любви

СНОБ
Температура видеокарты в играх: что считать нормой? Температура видеокарты в играх: что считать нормой?

Какая нормальная температура видеокарты в играх?

CHIP
Туринская Плащаница и исчезновение Клеопатры: 7 мистических находок археологов Туринская Плащаница и исчезновение Клеопатры: 7 мистических находок археологов

Семь самых интригующих находок археологов

ТехИнсайдер
Виктор Горячев: «Я пришел в фотографию из-за Булата Окуджавы» Виктор Горячев: «Я пришел в фотографию из-за Булата Окуджавы»

На счету Виктора Горячева огромное количество профессиональных портретов

Караван историй
Сергей Кудряшов: «Узнать за 60 дней» Сергей Кудряшов: «Узнать за 60 дней»

Можно ли в сжатые сроки перевести крупную компанию на новые ИТ-рельсы

РБК
Как победить дневную сонливость Как победить дневную сонливость

В чем причины дневной сонливости?

СНОБ
В тихом омуте В тихом омуте

К 26 годам Виктория Агалакова снялась во множестве проектов

OK!
Сострадательная емкость: как оценить свои силы и не выгореть, помогая другим Сострадательная емкость: как оценить свои силы и не выгореть, помогая другим

Отрывок из книги «Так можно: не выгореть, помогая другим»

Forbes
«Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах» «Очерки советской экономической политики в 1965-1989 годах»

Как чиновники определяли развитие энергетики

N+1
Столик на одного: что значит быть синглом и как живут женщины «без пары» в России Столик на одного: что значит быть синглом и как живут женщины «без пары» в России

Кто такие синглы и чем женский статус «без пары» отличается от мужского

Forbes
Семь признаков диабета Семь признаков диабета

Какие симптомы говорят о том, что нужно измерить сахар в крови?

Здоровье
Тест Omoda C5: китайцы взломали код Тест Omoda C5: китайцы взломали код

Omoda C5: несмотря на мелкие недочеты, модель показывает класс

Maxim
Открыть в приложении