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
Саббатикал: как уйти в отпуск на полгода Саббатикал: как уйти в отпуск на полгода

Что такое саббатикал и как в него уйти?

Psychologies
Окнами на восток Окнами на восток

Немного восточного настроения в интерьере квартиры

Идеи Вашего Дома
Иран паркуется в России Иран паркуется в России

Как выбрать автомобиль с восточными фишками

Деньги
Киноиндустрия Южной Кореи от А до Я. Что такое дорамы, почему актеры переигрывают и зачем в кадре столько насилия Киноиндустрия Южной Кореи от А до Я. Что такое дорамы, почему актеры переигрывают и зачем в кадре столько насилия

Что такое дорамы, почему актеры переигрывают и зачем в кадре столько насилия

Правила жизни
Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения» Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения»

Нынешний кризис существенно отличается от предыдущих

РБК
Зеркало эпохи. История ВДНХ как история всей страны Зеркало эпохи. История ВДНХ как история всей страны

Как ВДНХ стала зеркалом переломных для страны эпох

СНОБ
Запечатленный навеки: что такое импринтинг и как он влияет на характер и поведение Запечатленный навеки: что такое импринтинг и как он влияет на характер и поведение

Как работает механизм импринтинга и какова его роль в жизни человека

Forbes
Северная формула счастья Северная формула счастья

Как в Исландии, Дании и Швеции научились радоваться простым вещам?

Лиза
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
Анна Большова: Анна Большова:

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

Коллекция. Караван историй
Запоры: почему и что делать? Запоры: почему и что делать?

Проблемы с кишечником: как с ними справиться?

Здоровье
Право на утопию Право на утопию

Как Питер Уоткинс отвоевал у истории Парижскую коммуну

Weekend
Чихать на аллергию: как работает аллерговакцина Чихать на аллергию: как работает аллерговакцина

Разбираемся, как работает АСИТ, которая может спасти вас от аллергии

СНОБ
Смерть, долги и разводы: какие шедевры попали на аукционы после раздела имущества Смерть, долги и разводы: какие шедевры попали на аукционы после раздела имущества

Когда разводятся пары, ликуют аукционисты: арт-рынок совершает новый оборот

Forbes
Ведьма с Уолл-Стрит Ведьма с Уолл-Стрит

Какой была самая богатая женщина Америки на рубеже XIX–XX веков

Деньги
Не быть жертвой Не быть жертвой

Я приняла решение не страдать

Psychologies
Испытание холодом Испытание холодом

Холод помогает думать быстрее и стареть медленнее

Здоровье
X-treme 105 X-treme 105

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

Y Magazine
В час кого ты родилась? Как узнать свой год, месяц и час по китайскому гороскопу В час кого ты родилась? Как узнать свой год, месяц и час по китайскому гороскопу

Оказывается, китайская астрология учитывает и месяц, и даже час рождения!

VOICE
От кефира до шиповника От кефира до шиповника

10 доступных суперфудов для укрепления иммунитета

Лиза
Добиться наказания насильника нелегко, но реально: адвокат о том, как защитить себя Добиться наказания насильника нелегко, но реально: адвокат о том, как защитить себя

Почему насилие в отношении женщин часто остается безнаказанным?

VOICE
Откуда берётся агрессия? Откуда берётся агрессия?

Что такое агрессия и какой она бывает?

Здоровье
Мне сверху видно все: 10 самых высоких колес обозрения в мире Мне сверху видно все: 10 самых высоких колес обозрения в мире

За 130 лет своего существования подобные аттракционы заметно прибавили в «росте»

Вокруг света
Дело Линды ЛеКлэр: как студентка возглавила сексуальную революцию в университетах США Дело Линды ЛеКлэр: как студентка возглавила сексуальную революцию в университетах США

Как дело Линды ЛеКлэр привело к тому, что к студенткам начали относиться иначе

Forbes
«Быть в состоянии спокойствия, когда вокруг хаос»: как психологи работают в кризисных ситуациях «Быть в состоянии спокойствия, когда вокруг хаос»: как психологи работают в кризисных ситуациях

Какие виды помощи может оказать психолог в кризисной ситуации?

Psychologies
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
Спишь 8 часов и всё равно чувствуешь себя уставшей? Вот что тебе поможет! Спишь 8 часов и всё равно чувствуешь себя уставшей? Вот что тебе поможет!

Почему люди чувствуют себя разбитыми даже после полноценного ночного сна

VOICE
Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности Как не потерять себя в мире, где все одинаковы: фрагмент из сборника рассказов «Невидимые голоса» — о бедности

Если просто, это книга о надежде — надежде на тепло и понимание

Правила жизни
Одна и дети. Как вырастить детей и воспитать себя Одна и дети. Как вырастить детей и воспитать себя

Отрывок из книги Полины Санаева: «Как вырастить детей и воспитать себя»

СНОБ
Открыть в приложении