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
Самокритика: как перестать себя ругать Самокритика: как перестать себя ругать

Как быть, если вы привыкли ругать себя?

Psychologies
Каучуковая лихорадка Каучуковая лихорадка

Как надулось и лопнуло южноамериканское экономическое чудо

Деньги
На изящном: «мертвая природа» Франса Снейдерса, или почему художник любил изображать на своих картинах мертвую рыбу На изящном: «мертвая природа» Франса Снейдерса, или почему художник любил изображать на своих картинах мертвую рыбу

Глядя на картины Снейдерса, задаешься вопросом: что за любовь к мертвой рыбе?

Правила жизни
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
О, беззаряженный! Тест-драйв электромобиля Evolute i-Pro О, беззаряженный! Тест-драйв электромобиля Evolute i-Pro

Приспособлена ли Evolute i-Pro к нашим условиям?

РБК
Себе дороже: кто из богатейших не готов жертвовать состояние на благотворительность Себе дороже: кто из богатейших не готов жертвовать состояние на благотворительность

Кто из богатейших людей мира не подписал «Клятву дарения»?

Forbes
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

ТехИнсайдер
8 фильмов о путешествиях, которые меняют жизнь 8 фильмов о путешествиях, которые меняют жизнь

Герои этой киноподборки отправляются в походы и полеты

Psychologies
Любить по-взрослому: как общаться, чтобы отношения стали крепче — 3 правила Любить по-взрослому: как общаться, чтобы отношения стали крепче — 3 правила

Как выстроить общение, чтобы любовь и близость со временем становились глубже

Psychologies
Мыслить вне рамок Мыслить вне рамок

Современный лофт в апартаментах, которые предназначались для сдачи в аренду

Идеи Вашего Дома
Что делать, если вы потеряли работу: 3 совета при увольнении Что делать, если вы потеряли работу: 3 совета при увольнении

Уволить могут любого, какими бы опытными и продуктивными мы ни были

Psychologies
Фолкленды и Мальвины Фолкленды и Мальвины

Крошечные острова в Южной Атлантике в 1982 году стали полем битвы

Дилетант
«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
История одной фотографии: первый секс-шоп в ГДР, 1989 История одной фотографии: первый секс-шоп в ГДР, 1989

Первый секс-шоп ГДР принадлежал старушке-каскадерше по имени Беате Узе

Maxim
Секс в 90-е и сейчас: 12 кардинальных различий Секс в 90-е и сейчас: 12 кардинальных различий

Каким был секс в 90-е?

Maxim
Опасно! Bысокое напряжение Опасно! Bысокое напряжение

Стресс хитер и многолик, а потому часто оказывается сильнее нас

Лиза
Представление пленного царя Василия Шуйского Сенату и Сигизмунду III в Варшаве в 1611 году Представление пленного царя Василия Шуйского Сенату и Сигизмунду III в Варшаве в 1611 году

Символизм картины живописца Яна Матейко

Дилетант
Новая стратегия роста Новая стратегия роста

Каких целей должен добиться АПК к 2030 году

Агроинвестор
Конфликт на работе: как выйти из него с честью — 7 работающих советов Конфликт на работе: как выйти из него с честью — 7 работающих советов

Возможно ли избежать конфронтации?

Psychologies
«Ты же староста. Ты же должна»: отрывок из романа Аси Володиной «Протагонист» «Ты же староста. Ты же должна»: отрывок из романа Аси Володиной «Протагонист»

Глава из «Протагониста» Аси Володиной — трагедии о покончившем с собой студенте

Forbes
Наступление тишины Наступление тишины

Пора увидеть Spectre

Автопилот
Кудесники у плиты: 7 легендарных поваров Кудесники у плиты: 7 легендарных поваров

Повара со всего мира, которые смогли навсегда вписать свое имя в историю

Вокруг света
Правило 6 + 2. Врач Кливлендской клиники рассказал, как улучшить здоровье и увеличить продолжительность жизни Правило 6 + 2. Врач Кливлендской клиники рассказал, как улучшить здоровье и увеличить продолжительность жизни

Стоит ли пытаться влиять на продолжительность жизни?

Inc.
Женщина из СССР дослужилась до капитана и провела корабль через арктические льды: история невероятного спасения Женщина из СССР дослужилась до капитана и провела корабль через арктические льды: история невероятного спасения

Первой и в Союзе женщиной-капитаном дальнего плавания стала Анна Щетинина

ТехИнсайдер
«О чем ты плачешь, Лика?»: отрывок из новой книги Виктории Токаревой «О чем ты плачешь, Лика?»: отрывок из новой книги Виктории Токаревой

Фрагмент из «Перекрестка» — о девушке Лике, которая мечтает стать киноактрисой

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
РБК+. Территория бизнеса РБК+. Территория бизнеса

Российское предпринимательство: кризис-закалка и окна роста

РБК
«Татьяна поняла, что она во френдзоне»: как воспринимают женщин в русской литературе «Татьяна поняла, что она во френдзоне»: как воспринимают женщин в русской литературе

Что стоит перечитать и как переосмыслить знакомые женские персонажи?

Forbes
Ученые доказали: зимой нужно работать меньше, а переработки опасны для здоровья Ученые доказали: зимой нужно работать меньше, а переработки опасны для здоровья

Почему зимой рабочий день должен быть короче

ТехИнсайдер
Открыть в приложении