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

Что будет, если всегда пересаливать еду? Рассказывают нейробиологи Что будет, если всегда пересаливать еду? Рассказывают нейробиологи

Названы последствия употребления большого количества соли

Вокруг света
Маловато будет Маловато будет

Чем грозит недосып в младшем школьном возрасте

Здоровье
«Если делать то, что делаете, — будете иметь то, что имеете»: 4 шага к переменам в жизни «Если делать то, что делаете, — будете иметь то, что имеете»: 4 шага к переменам в жизни

Как помочь себе сделать первый шаг к переменам?

Psychologies
Модель бога: что мы узнаем о Пелевине из нового документального фильма о его жизни Модель бога: что мы узнаем о Пелевине из нового документального фильма о его жизни

Каким получился документальный фильм журналиста Родиона Чепеля «Пелевин»

Forbes
X-treme 105 X-treme 105

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

Y Magazine
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?

TechInsider
Синдром годовщины: что это и почему так важно знать историю своих предков Синдром годовщины: что это и почему так важно знать историю своих предков

Почему важно знать о том, в честь какого родственника вас назвали?

Psychologies
Королева Кэролайн: кто стоит за крахом FTX Королева Кэролайн: кто стоит за крахом FTX

Почему Кэролайн Эллисон играет значительную роль в катастрофе биржи FTX?

Forbes
«Время года зима» — редкий российский фильм о болезни Альцгеймера. Не всегда меткий, но с пронзительными женскими ролями «Время года зима» — редкий российский фильм о болезни Альцгеймера. Не всегда меткий, но с пронзительными женскими ролями

«Время года зима» — отчаянное и откровенное кино о болезни Альцгеймера

Правила жизни
Почему акула выплевывает свой желудок и не умирает? Почему акула выплевывает свой желудок и не умирает?

Когда акулы подвергаются стрессу, они иногда «выплевывают» желудок

TechInsider
«Детский мир» подвел инвесторов «Детский мир» подвел инвесторов

Крупнейшая сеть товаров для детей затеяла реорганизацию бизнеса

Эксперт
Вопреки стереотипам Вопреки стереотипам

Квартира, в которой смиксовали традиции и современные тренды

Идеи Вашего Дома
Почему мы не видим свой нос постоянно Почему мы не видим свой нос постоянно

Почему мозг игнорирует сам вид носа?

TechInsider
Миллионер и блогер Ида Галич — о том, почему не в деньгах счастье Миллионер и блогер Ида Галич — о том, почему не в деньгах счастье

Ида Галич рассказала о токсичности славы

СНОБ
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
Перемены на Западном фронте Перемены на Западном фронте

Очередная экранизация «На Западном фронте без перемен» Ремарка, немецкая

Weekend
Переключать код: как помочь детям освоить новый язык и сохранить русский в эмиграции Переключать код: как помочь детям освоить новый язык и сохранить русский в эмиграции

О трудностях и возможностях языковой адаптации в эмиграции

Forbes
За что мы действительно ответственны: вина в контексте политики, морали и культуры За что мы действительно ответственны: вина в контексте политики, морали и культуры

Отрывок из книги «Вопрос о виновности. О политической ответственности Германии»

Psychologies
День впечатлений День впечатлений

Куда уехать, когда хочется развеяться и узнать что-то новое?

Отдых в России
Женский коллектив: почему сексуальная конкуренция заставляет ненавидеть коллег Женский коллектив: почему сексуальная конкуренция заставляет ненавидеть коллег

Мужчины и женщины соперничают по-разному, используя необычные средства борьбы

Psychologies
Макияж, массаж, упражнения: как скорректировать форму носа без хирургии Макияж, массаж, упражнения: как скорректировать форму носа без хирургии

Иногда форму носа хочется изменить. Как это сделать?

РБК
Культурный гид Культурный гид

Три книги о том, как справиться в период кризисов

РБК
Только синь сосет глаза Только синь сосет глаза

Что мы знаем и чего не знаем о влиянии синего света на людей

N+1
Обратная сторона ИИ: как нейросети работают в руках кибермошенников Обратная сторона ИИ: как нейросети работают в руках кибермошенников

Искусственный интеллект: какие есть риски и как себя защитить от злоумышленников

TechInsider
Международный мужской день: что важно знать мужчинам, чтобы сохранить силу и здоровье Международный мужской день: что важно знать мужчинам, чтобы сохранить силу и здоровье

Что такое снижение тестостерона и как его можно замедлить?

Psychologies
Банк Англии: уловка-2022 Банк Англии: уловка-2022

Как британская экономика оказалась то ли на пороге пропасти, то ли уже там

Эксперт
Основатели BestDoctor — Forbes: «Мы разобрали компанию до гаек и собрали заново» Основатели BestDoctor — Forbes: «Мы разобрали компанию до гаек и собрали заново»

Основатели BestDoctor — как компания изменила стратегию

Forbes
Занавес! Занавес!

Какие шторы в тренде и как их гармонично вписать в интерьер

Лиза
Дать голос пострадавшим: как Мэри Колвин стала знаковой фигурой военной журналистики Дать голос пострадавшим: как Мэри Колвин стала знаковой фигурой военной журналистики

Чем отличается женский взгляд на вооруженные конфликты

Forbes
Секс снится мужчинам чаще, чем женщинам: и еще 6 неожиданных фактов о сне Секс снится мужчинам чаще, чем женщинам: и еще 6 неожиданных фактов о сне

Что вы знаете о сне как таковом?

TechInsider
Открыть в приложении