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

Письменная принадлежность: как предприимчивый француз обеспечил мир шариковыми ручками Письменная принадлежность: как предприимчивый француз обеспечил мир шариковыми ручками

Как Марсель Бик дал жизнь одному из символов потребительской революции XX века

Вокруг света
Как узнать жёсткость воды в домашних условиях Как узнать жёсткость воды в домашних условиях

Каждому будет полезно узнать, какая жесткость воды в вашей квартире

CHIP
Вторую межзвездную комету заподозрили в рекордной старости Вторую межзвездную комету заподозрили в рекордной старости

Какие свойства у открытого межзвездного объекта — кометы 3I/ATLAS

N+1
Почему шотландский виски — напиток интеллектуалов Почему шотландский виски — напиток интеллектуалов

С помощью этого напитка ты можешь очаровывать друзей и заводить девушек

Maxim
«Налоговая лазейка» и верные клиенты: как Джеффри Эпштейн сделал свое состояние «Налоговая лазейка» и верные клиенты: как Джеффри Эпштейн сделал свое состояние

Хотите узнать способ, благодаря которому Джеффри Эпштейннакопил свое состояние?

Forbes
«Наша зима» — якутский фильм, который не хочется называть якутским. Настолько всеобъемлющим он получился «Наша зима» — якутский фильм, который не хочется называть якутским. Настолько всеобъемлющим он получился

«Наша зима» — универсальная драма о расставании из Якутии

Правила жизни
«Ломтик» от Feadship «Ломтик» от Feadship

Feadship показывает, что бывают яхты без низких потолков и темных интерьеров

Y Magazine
Оцепенение, замирание, деперсонализация: механизмы защиты от шока Оцепенение, замирание, деперсонализация: механизмы защиты от шока

Поговорим об оцепенении — так люди нередко автоматически реагируют на опасность

Psychologies
Гений и безумство: как меняется творчество психически нездоровых художников Гений и безумство: как меняется творчество психически нездоровых художников

Как связаны творчество и безумие?

Psychologies
Идем в рост Идем в рост

Где черпать силы и как вдохновлять сотрудников, когда сам нуждаешься в поддержке

Psychologies
Морской путь Морской путь

Что собой представляют круизные лайнеры последнего поколения

Robb Report
Незамерзайка для машины: как выбрать и сколько стоит Незамерзайка для машины: как выбрать и сколько стоит

На что обратить внимание, выбирая эффективную незамерзайку?

РБК
Золотая клетка: как живут наложницы в современных гаремах Золотая клетка: как живут наложницы в современных гаремах

Джиллиан Лорен полтора года была наложницей министра финансов Брунея

VOICE
Светлана Немоляева: Светлана Немоляева:

Наша судьба была предопределена

Коллекция. Караван историй
Что почитать, если тебе нравится «Дом Дракона» и «Игра престолов» Что почитать, если тебе нравится «Дом Дракона» и «Игра престолов»

Фэнтезийные циклы, которые ничуть не хуже, чем «Игра престолов»

Maxim
6 повседневных привычек, повышающих риск развития рака незаметно для вас 6 повседневных привычек, повышающих риск развития рака незаметно для вас

Сладкое, горячие напитки и сидячий образ жизни повышают риск развития онкологии

ТехИнсайдер
Спать любят все, но кто-то - больше: топ-5 животных, впадающих в спячку Спать любят все, но кто-то - больше: топ-5 животных, впадающих в спячку

Спячка — это не просто глубокий сон, это скорее «маленькая смерть»

ТехИнсайдер
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.
Никакая часть меня не может быть дефектом Никакая часть меня не может быть дефектом

Открытый разговор о личном с Екатериной Сигитовой, специалистом по самопринятию

Psychologies
Как археологи подтверждали Библию Как археологи подтверждали Библию

Археологи подтвердили библейские рассказы

СНОБ
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
Почему в последние мгновения жизни люди видят одни и те же образы Почему в последние мгновения жизни люди видят одни и те же образы

Что же видят люди перед концом этого своего "фильма-жизни"?

ТехИнсайдер
Приключения «Победы» Приключения «Победы»

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

Дилетант
География бутерброда: 9 сэндвичей со всего света География бутерброда: 9 сэндвичей со всего света

Вада пав, трамедзини и другие: какие бутерброды едят по всему миру?

Вокруг света
Утомленные призраками Утомленные призраками

Зачем кино воскрешает тиранов и почему не может их отпустить

Weekend
6 вопросов успешных людей, которые стоит себе задать 6 вопросов успешных людей, которые стоит себе задать

Чтобы добиться высот, важно получать удовольствие от процесса

Inc.
Если соперник сильнее: 11 спортивных стратегий — используйте их в жизни Если соперник сильнее: 11 спортивных стратегий — используйте их в жизни

Чем похожи успешные спортсмены и бизнесмены?

Psychologies
Искушение манящей красотой Искушение манящей красотой

В Ингушетии так много красивых мест, что можно потерять счет дням, изучая их

Отдых в России
Закриптованный: как молодой миллиардер Сэм Бэнкман-Фрид разорил биржу FTX Закриптованный: как молодой миллиардер Сэм Бэнкман-Фрид разорил биржу FTX

Как Сэм Бэнкман-Фрид в одиночку подорвал доверие ко всем криптовалютным биржам

Правила жизни
Преодолеть обстоятельства Преодолеть обстоятельства

«Радость преодоления» звучит как оксюморон, сочетание несочетаемого

Psychologies
Открыть в приложении