Безсмъртието е съкровено желание на човечеството. И от научна гледна точка не е априори нереализируем. Въпросът опира до механизма на стареене: дали клетките се разграждат сами, натрупвайки "боклук", или е генетично определено. В последния случай „програмата на смъртта“теоретично е деактивирана. Ще намерят ли червата нематоди превключвателя?
Спомнете си, че всички форми на живот поддържат самолекуваща среда на молекулно ниво. С течение на времето обаче той престава да се поддържа и възниква увреждане на клетъчните структури, наречено оксидативен стрес.
През последния половин век учените се опитват да разберат защо се случва "промяната на режима" и производството на реактивни кислородни видове - свободни радикали, например, се увеличава в тялото.
Проучванията на метаболизма на нематодите показват, че когато нивото на окисляване намалява, продължителността на живота на паразитите от кръгли червеи се увеличава. В някои експерименти тя е почти два пъти по-голяма от „стандартната“.
И с помощта на ДНК анализ, беше възможно да се установи, че остаряването е придружено от някои промени на генетично ниво. Например генът p16INK4a е локализиран при мишки, който е в състояние да повлияе на регенерацията; той става активен с възрастта, което води до деградация на клетките.
Проблемът е, че е доста проблематично да се свързват метаболитни нарушения с някои специфични механизми, произволни или генетично определени. „В такива случаи е много трудно да се каже къде е причината и къде е ефектът“, обяснява биохимикът Брайън Кенеди от Университета във Вашингтон.
Това означава, че всички горепосочени отрицателни процеси на молекулно ниво могат да съпътстват стареенето, а не да го причиняват.
В хода на редица изследвания вече беше възможно да се установи, че промените в експресията на определени гени (тоест в тяхната активност) могат да повлияят на живота на организма. Въпреки това, нямаше сигурност, че тези конкретни ДНК региони са отговорни за "истинското" стареене.
И сега молекулярните биолози в Станфорд, водени от Стюарт Ким, твърдят, че за първи път са успели да получат директни доказателства за съществуването на генетични „програми за стареене“. Доклад за тази работа беше публикуван в списание Cell.
Промоционално видео:
Учените са извършили пълен сравнителен анализ на генната експресия при млади и стари нематоди. Определени са около хиляда разлики, които обаче се контролират главно от само три транскрипционни фактора - ELT-3, ELT-5 и ELT-6.
Тези протеини служат като вид "тумблери", които задействат предаването на наследствена информация чрез активиране или деактивиране на отделни гени. И алгоритъмът на тяхната работа при стари и млади червеи беше значително различен.
Но как да проверите какво контролира самите фактори на транскрипция - натрупването на вредни мутации или наследствената програма? За целта изследователите са изложили червеите на няколко вида вредни ефекти - оксидативен стрес, инфекция с вируси и радиационна експозиция.
Нищо обаче не повлия на експресията на трите ключови протеина. Въз основа на получените резултати учените стигат до заключението, че задействането на механизмите на стареене се дължи на генетични фактори. "Има инструкции в генома на червея", казва д-р Ким.
За да проверят отново „наследствената“хипотеза, американците неутрализирали експресията на два фактора (ELT-5 и ELT-6) при червеи в напреднала възраст. В резултат на това индивидите, изложени на интервенцията, живееха един и половина пъти по-дълго от нормалните си колеги.
Водещият автор на изследването нарича процеса на промяна на функцията на гена „дрейф в развитието“и го свързва с репродукцията: те просто престават да работят както трябва - веднага щом репродуктивната възраст наближи."
Според д-р Кенеди обаче въз основа на получените данни е невъзможно еднозначно да се изключи влиянието на клетъчните "отломки" и други (различни от идентифицираните) генетични механизми. Тялото е сложно нещо.
Има и други версии. По-специално, вече сме писали за опити за намиране на „стареещи гени“в нематодите. Тогава учените стигнаха до извода, че стареенето е генетична програма, но се проявява именно в натрупването на клетъчни отломки.
От друга страна, откритията на групата на Станфорд до известна степен съответстват на данните от друг експеримент - този път при хора. То беше проведено от група геронтолози от Тихоокеанския здравен изследователски институт, водена от Брадли Уилкокс. Доклад за тази работа беше публикуван в списание PNAS.
Хавайските учени изследвали генетичните комбинации на 213 души над 95 години и стигнали до извода, че определена мутация на един от гените (наречена FOXO3A) увеличава шансовете за оцеляване на вековния етап от два до три пъти. "Ако сте наследили тази комбинация, тогава помислете, че сте ударили джакпота", обяснява д-р Уилкокс.
Така изглежда, че хипотезата за наследствената основа на стареенето се потвърждава. И това е обнадеждаващо. В смисъл, че ако съответните гени могат да бъдат изолирани, тогава ще бъде възможно и тяхното неутрализиране.
Професор Ким, например, е много оптимистичен. Той е сигурен, че „еликсирът на младостта“може да бъде напълно синтезиран, ако се направи сравнителен анализ на молекулните комплекси на стар и млад човек - по аналогия с нематодните червеи.