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

«В детстве мне снилось, что я нахожусь среди темнокожих людей»: как живется в африканской глубинке миссионеру из Ростова-на-Дону «В детстве мне снилось, что я нахожусь среди темнокожих людей»: как живется в африканской глубинке миссионеру из Ростова-на-Дону

Команда волонтеров оказывает помощь жителям уголков Кении, Танзании и ДР Конго

Вокруг света
Черная икра и еда корейских рабочих: из чего состоит сибирская кухня Черная икра и еда корейских рабочих: из чего состоит сибирская кухня

Какие щи прилипают к тарелке и почему черную икру нельзя запивать шампанским

СНОБ
Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования

Почему при анализе древней ДНК нужно отдавать предпочтение стремечку

N+1
Тайны личного архива Лили Брик: переписка с Маяковским Тайны личного архива Лили Брик: переписка с Маяковским

Пожалуй, никто не причинил Маяковскому столько боли, сколько она

Коллекция. Караван историй
Большое плавание Большое плавание

Экскурсия по «Планете Океан»

Weekend
Юлиан Семенов: как он придумал легендарного Штирлица? Юлиан Семенов: как он придумал легендарного Штирлица?

Штирлиц пройдет с ним через всю жизнь, став героем тринадцати романов и повести

Коллекция. Караван историй
Интеллект на службе насилия: как ученые становятся невольными участниками конфликтов Интеллект на службе насилия: как ученые становятся невольными участниками конфликтов

Почему наука и технологии работают не только на созидание и мирное развитие?

Forbes
4 критерия при приеме на работу в Google и советы по составлению резюме от рекрутера IT-гиганта 4 критерия при приеме на работу в Google и советы по составлению резюме от рекрутера IT-гиганта

Как Google отбирает кандидатов и что ищет в их резюме?

Inc.
Приключения «Победы» Приключения «Победы»

Первый приз за победу на ЧМ по футболу прожил короткую, но насыщенную жизнь

Дилетант
Неосторожный пост в соцсетях может погубить вашу репутацию. Вот несколько правил безопасности Неосторожный пост в соцсетях может погубить вашу репутацию. Вот несколько правил безопасности

Соцсети размывают границу между нашей личной и профессиональной жизнью

Psychologies
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
Кузница богов Кузница богов

Психолог и эзотерик Роберт Оксузян — о смысле украшений и сути консультаций

Robb Report
«Мои дочь и сын не увидят драму «Мои дочь и сын не увидят драму

Павел Прилучный раскрыл свой главный способ восстановления после тяжелой работы

VOICE
Киберпанкреализм Киберпанкреализм

Создатели «Мира Дикого Запада» экранизируют Уильяма Гибсона

Weekend
Мир изменился, а королева — нет: как сериал «Корона» рассказывает нам историю ХХ века Мир изменился, а королева — нет: как сериал «Корона» рассказывает нам историю ХХ века

О чем на самом деле рассказывает сериал «Корона»?

Forbes
«Будь водой, друг мой»: врачи разгадали тайну внезапной кончины Брюса Ли «Будь водой, друг мой»: врачи разгадали тайну внезапной кончины Брюса Ли

Спустя полвека после смерти Брюса Ли врачи определили, что стало причиной

Maxim
RIB’ных дел мастера RIB’ных дел мастера

Верфь Lomac Nautica показала две новые модели RIB’ов

Y Magazine
В 4 года он сгорел заживо, но выжил. История мальчика-монстра, который остается оптимистом В 4 года он сгорел заживо, но выжил. История мальчика-монстра, который остается оптимистом

Мальчику удалось выжить, несмотря на 95%-ный ожог тела

ТехИнсайдер
Александра Флоринская. Неправильная актриса Александра Флоринская. Неправильная актриса

Думаю, в моем случае судьбы артистки трудно было избежать

Караван историй
Главные проблемы китайских смартфонов Главные проблемы китайских смартфонов

После этого ты точно захочешь потратить деньги на флагман

Maxim
«Похудела до 31 кг»: 25-летняя девушка вынужденно села на диету из одних печенек «Похудела до 31 кг»: 25-летняя девушка вынужденно села на диету из одних печенек

Как девушка живет с болезнью, при котором желудок не может переваривать пищу

Psychologies
Правило левой руки Правило левой руки

Армения — машина времени с затонированным лобовым стеклом

Автопилот
Ничто не вечно под луной: 10 слабых мест подержанных автомобилей Ничто не вечно под луной: 10 слабых мест подержанных автомобилей

При покупке стоит обратить внимание на многие узлы автомобиля

Вокруг света
«Советский ковчег» «Советский ковчег»

Высылали «нежелательных элементов» не только из Советской России

Дилетант
В тихом омуте В тихом омуте

К 26 годам Виктория Агалакова снялась во множестве проектов

OK!
9 книг, которые российские предприниматели советуют прочитать для поиска «внутренней опоры» 9 книг, которые российские предприниматели советуют прочитать для поиска «внутренней опоры»

Какие книги помогают предпринимателям «собраться» в трудные времена?

Inc.
История нью-йоркского отеля «Барбизон», в котором могли останавливаться только женщины История нью-йоркского отеля «Барбизон», в котором могли останавливаться только женщины

Отрывок из книги Паулины Брен «Барбизон — в отеле только девушки»

СНОБ
Три эссе о молчании Три эссе о молчании

Как современные художники пытаются говорить о своем прошлом

Weekend
Топ-3 советских фильмов, герои которых могут побудить вас встать с дивана Топ-3 советских фильмов, герои которых могут побудить вас встать с дивана

Мотивирующие советские картины

Psychologies
7 русских писателей страшнее Стивена Кинга 7 русских писателей страшнее Стивена Кинга

Книги на тот случай, если устал от западных хорроров

Maxim
Открыть в приложении