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

Как прожить долгую и счастливую жизнь: 20 шагов к хорошему самочувствию — воспользуйтесь нашими советами Как прожить долгую и счастливую жизнь: 20 шагов к хорошему самочувствию — воспользуйтесь нашими советами

Делимся простыми советами, которые принесут вам здоровье и удовольствие

Psychologies
Авария Пола Уокера: что случилось со звездой «Форсажа» 9 лет назад Авария Пола Уокера: что случилось со звездой «Форсажа» 9 лет назад

Вспоминаем знаменитого актера Пола Уокера и как он ушел из жизни

РБК
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
«Рациональность» «Рациональность»

Отрывок из книги Стивена Пинкера «Рациональность»

N+1
Как неандертальцы крепили орудие к рукоятке? Оцените находчивость древних людей Как неандертальцы крепили орудие к рукоятке? Оцените находчивость древних людей

На Кавказе палеоантропологи сделали новые открытия

Вокруг света
«Меню»: гастрономическая сатира с Рэйфом Файнсом на мир богатых и знаменитых «Меню»: гастрономическая сатира с Рэйфом Файнсом на мир богатых и знаменитых

Почему картина «Меню» похожа на лабораторный эксперимент?

Forbes
Как стать менее уверенным в себе и более мудрым Как стать менее уверенным в себе и более мудрым

Отрывок из книги Марка Мэнсона «Тонкое искусство пофигизма»

Psychologies
Современная архитектура Москвы: 8 наиболее ярких и заметных проектов Современная архитектура Москвы: 8 наиболее ярких и заметных проектов

Интересные инфраструктурные объекты, недавно появившиеся в городе

РБК
«Зачем покупать новое белье, если его вижу только я?»: как жить со скупым мужчиной «Зачем покупать новое белье, если его вижу только я?»: как жить со скупым мужчиной

Возможно ли избежать взаимных упреков в финансовых вопросах?

Psychologies
Погуще, пожалуйста Погуще, пожалуйста

Роскошная шевелюра – результат не только хороших генов, но и правильного ухода

Robb Report
Москва, Питер и Королевская Гавань из «Игры престолов». Какие карты создают геймеры в Minecraft Москва, Питер и Королевская Гавань из «Игры престолов». Какие карты создают геймеры в Minecraft

Самые известные постройки в Minecraft

СНОБ
Кому сказать спасибо Кому сказать спасибо

Благодарность – это навык, который полезно тренировать и совершенствовать

Psychologies
«Что изменилось в вашей жизни, когда вы стали психологом?»: честные истории 16 экспертов Psychologies «Что изменилось в вашей жизни, когда вы стали психологом?»: честные истории 16 экспертов Psychologies

Что психология дает самим психологам?

Psychologies
Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда Родитель года: почему вставать на сторону ребенка нужно не всегда

Все родители любят своих детей. Хорошо, почти все. Очень и очень многие

Maxim
В египетском некрополе нашли мумии с золотыми языками: вы поразитесь! В египетском некрополе нашли мумии с золотыми языками: вы поразитесь!

В некрополе Кувайсна ученые нашли непростых мумий

ТехИнсайдер
«Опять ничего не получается»: как перестать быть неудачником «Опять ничего не получается»: как перестать быть неудачником

Можно ли поймать удачу и прервать черную полосу?

Psychologies
«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
Анемия у детей Анемия у детей

Причины и симптомы анемии у детей

Лиза
Ольга Виниченко: Ольга Виниченко:

Удача, талант, труд — это составляющие успеха

Коллекция. Караван историй
Ископаемые ДНК из средневекового немецкого города рассказали о происхождении евреев-ашкенази Ископаемые ДНК из средневекового немецкого города рассказали о происхождении евреев-ашкенази

Анализ данных современной и древней ДНК может пролить свет на прошлое

ТехИнсайдер
Художники XX и XXI веков изобразили мужчин с большими пенисами Художники XX и XXI веков изобразили мужчин с большими пенисами

Ученые исследовали размер половых органов на картинах XV-XXI веков

N+1
На лицо ужасные, сладкие внутри:  8 тропических фруктов, которые стоит попробовать несмотря на внешний вид На лицо ужасные, сладкие внутри:  8 тропических фруктов, которые стоит попробовать несмотря на внешний вид

Продукты, входящие в рацион одних людей, для других кажутся диковатыми

ТехИнсайдер
Инвесторы держат руку на пульсе Инвесторы держат руку на пульсе

О роли народных масс на рынках акционерного и долгового капитала

Деньги
Как создать на телефоне приватную папку, которую никто не увидит Как создать на телефоне приватную папку, которую никто не увидит

Лучший способ обезопасить хранимые в телефоне файлы – создать скрытую папку

CHIP
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
Как принимать решения в стрессовой ситуации: 3 подсказки Как принимать решения в стрессовой ситуации: 3 подсказки

Как научиться делать выбор в стрессовых ситуациях?

Psychologies
Фолкленды и Мальвины Фолкленды и Мальвины

Крошечные острова в Южной Атлантике в 1982 году стали полем битвы

Дилетант
«Предпринимателю нужно быть немного тупым»: Антон Гладкобородов о передаче Coub, закрытии Fridge No More и новом проекте «Предпринимателю нужно быть немного тупым»: Антон Гладкобородов о передаче Coub, закрытии Fridge No More и новом проекте

Главное из интервью серийного предпринимателя Антона Гладкобородова

VC.RU
Исповедь содержанки, или как я мечтала стать слабой и зависимой женщиной Исповедь содержанки, или как я мечтала стать слабой и зависимой женщиной

Как наша героиня согласилась стать содержанкой и что из этого вышло

VOICE
Нам не оставили Выборга Нам не оставили Выборга

Suzuki Jimny как надежная связь между прошлым и будущим

Автопилот
Открыть в приложении