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
Хватит смотреть в прошлое: как сегодня работать с ценностями, а не травмами Хватит смотреть в прошлое: как сегодня работать с ценностями, а не травмами

Где искать опоры в нестабильном мире?

Psychologies
Разбитый бампер и ураган «Катрина»: как мы сталкиваемся с моральными дилеммами Разбитый бампер и ураган «Катрина»: как мы сталкиваемся с моральными дилеммами

Отрывок из книги «Мифы об идеальном человеке» — о моральной философии

Forbes
Наталья Зубаревич: «Так, как крутится российский бизнес, ни один бизнес в мире крутиться не может» Наталья Зубаревич: «Так, как крутится российский бизнес, ни один бизнес в мире крутиться не может»

О демографии и перспективах российских регионов в условиях неопределенности

РБК
«Габсбурги: Власть над миром» «Габсбурги: Власть над миром»

История династии, претендовавшей на абсолютное господство

N+1
«Меня раздражают опечатки и ошибки»: необычный признак интроверта — исследование ученых «Меня раздражают опечатки и ошибки»: необычный признак интроверта — исследование ученых

Если вы строго судите о человеке по ошибкам, то вероятно, что вы интроверт

Psychologies
Самый обаятельный маньяк в истории: как Джек Унтервегер очаровал весь мир, чтобы продолжить убивать Самый обаятельный маньяк в истории: как Джек Унтервегер очаровал весь мир, чтобы продолжить убивать

Как маньяк стал культовым поэтом и писателем

VOICE
Как победить дневную сонливость Как победить дневную сонливость

В чем причины дневной сонливости?

СНОБ
Государство — это всё: как любимый философ Путина воспринял бы новую идеологию России Государство — это всё: как любимый философ Путина воспринял бы новую идеологию России

Почему российское государство не может выработать собственную идеологию?

Forbes
Вот сколько нужно пить воды в день: ученые все объяснили Вот сколько нужно пить воды в день: ученые все объяснили

Не стоит строго руководствоваться "правилом о 8 стаканах воды в день"

ТехИнсайдер
Не зови меня моим именем: женщины-писательницы, которые взяли себе мужские псевдонимы Не зови меня моим именем: женщины-писательницы, которые взяли себе мужские псевдонимы

Брать мужской псевдоним было популярной практикой среди женщин в прошлом

Forbes
«Беги»: роман о домашнем насилии и освобождении от него «Беги»: роман о домашнем насилии и освобождении от него

Отрывок из романа о домашнем насилии «Беги» Лидии Давыдовой

Forbes
Лидия Сандгрен: «Собрание сочинений». Отрывок из дебютного романа, мгновенно ставшего бестселлером Лидия Сандгрен: «Собрание сочинений». Отрывок из дебютного романа, мгновенно ставшего бестселлером

Отрывок из большого романа Лидии Сандгрен

СНОБ
Защитим личные границы Защитим личные границы

Мы тонко чувствуем вторжение на личную территорию. Но как ее защитить?

Psychologies
Апокалипсис с доставкой: как отомстить соседям, не нарушая закон Апокалипсис с доставкой: как отомстить соседям, не нарушая закон

Можно ли как-то культурно насолить соседям?

Maxim
Что такое суперизвержение: всего один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба Что такое суперизвержение: всего один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба

Сверхизвержение вулканов может катастрофически повлиять на глобальный климат

ТехИнсайдер
Стресс налицо... Стресс налицо...

Переживания неизбежно отражаются на нашем облике

Лиза
В гармонии с природой, временем и собой: 10 правил жизни оленеводов В гармонии с природой, временем и собой: 10 правил жизни оленеводов

Рассказываем об образе жизни современных оленеводов

Вокруг света
Развод и мопед: как нарушаются базовые права женщин в разных государствах Развод и мопед: как нарушаются базовые права женщин в разных государствах

Запреты, которые действуют для женщин в разных странах мира

Forbes
Как не дать себя обмануть при продаже автомобиля: схемы и совет Как не дать себя обмануть при продаже автомобиля: схемы и совет

Как не стать жертвой обмана при продаже автомобиля

РБК
Археологи нашли древнюю баню на римской вилле в Англии. Вам туда захочется! Археологи нашли древнюю баню на римской вилле в Англии. Вам туда захочется!

Новые свидетельства роскошного образа жизни британцев обнаружены в Ратленде

ТехИнсайдер
Кальций Кальций

Суточная норма кальция не вмещается ни в одну поливитаминную таблетку

Здоровье
Van Der Valk EDGE 65 Van Der Valk EDGE 65

Как клиенты заказывают яхты своей мечты на верфи Van Der Valk

Y Magazine
Чтобы дом сиял Чтобы дом сиял

8 хитростей, которые позволяют делать уборку реже

Лиза
Как мужчины и женщины воспринимают развод: 3 правила выгодных договоренностей Как мужчины и женщины воспринимают развод: 3 правила выгодных договоренностей

Почему мы переживаем развод настолько по-разному?

Psychologies
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?

ТехИнсайдер
Вас не догонят: 12 самых быстрых машин в мире Вас не догонят: 12 самых быстрых машин в мире

Как выглядит современная дюжина самых быстрых в мире машин

Вокруг света
Избавляемся от вредных привычек: простые шаги, которые помогут справиться с проблемой Избавляемся от вредных привычек: простые шаги, которые помогут справиться с проблемой

Как быстро и почти безболезненно избавиться от вредных привычек

ТехИнсайдер
«Наблюдатель»: стоит ли смотреть новый сериал Райана Мерфи о таинственном сталкере «Наблюдатель»: стоит ли смотреть новый сериал Райана Мерфи о таинственном сталкере

Мини-сериал «Наблюдатель» — проект Райна Мерфи, основанный на реальных событиях

Forbes
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
Открыть в приложении