Научные открытия последних лет позволяют сегодня не только молодо выглядеть, но и прожить до 120 лет. Ученые активно исследуют долгожителей среди людей и животных с целью разгадать секрет их жизнестойкости.
Секрет долголетия – в рибосомах
Молекулярные биологи из Университета Рочестера исследовали необычные свойства африканского голого землекопа, который живет в десять раз дольше обычных мышей – в среднем 30 лет.
Абсолютно случайно, что не редкость в науке, ученые выяснили, что тайна долголетия кроется в необычной структуре рибосом, на которых происходит синтез белка – один из самых жизненно важных процессов.
– То, что рибосомы у них устроены иначе, чем у других, мы обнаружили совершенно случайно. Нам часто нужно выделять молекулы РНК, и их качество определяется по наличию двух компонентов. Это чисто технический параметр, по которому мы проверяем, все ли сделано правильно. Наш аспирант, проверяя его, заметил, что вместо двух компонентов у голого землекопа есть три. Мы решили посмотреть, не ошибка ли это, или тут есть биологический смысл. Оказалось, что у землекопов рибосомы устроены по-особенному, – рассказал соавтор работы Андрей Силуянов.
Примечательно, что в отличие от рибосом голого землекопа, у всех других млекопитающих они устроены одинаково и появились очень давно в ходе эволюции.
– Структура рибосом отражается на их работе. Белок в клетках землекопа синтезируется примерно с той же скоростью, что и у мышей, но существенно более надежно, то есть гораздо реже встречаются ошибки считывания, мы обнаружили, что точность процесса выше в 4-40 раз в разных тканях. А чем меньше ошибок, тем более правильный белок мы получаем, – говорит профессор Силуянов.
Несмотря на то, что изменить структуру рибосом у человека нельзя, практический вывод очевиден – если замедлить синтез белка в клетках и повысить его точность – можно продлить жизнь организма в целом. Чем, собственно, и занимаются ученые.
Гиалуроновая кислота
В 2004 году Андрей Силуянов и его коллеги из Рочестера занялись сравнительной биологией старения. Наблюдая за двадцатью видами грызунов (бобры, крысы, белки и др.), ученые обнаружили, что только африканский голый землекоп выделяется не только жизнестойкостью, но и не болеет раком. В своих первых сравнительных исследованиях ученые предположили, что причина в теломеразе – ферменте, удлиняющем концы хромосом (теломеры), позволяя клеткам продолжать делиться. Клеточное деление останавливается, в случае если во время каждого деления эти концы укорачиваются до тех пор, пока не исчезнут. Согласно одной из теорий, человек и некоторые другие виды стареют из-за отсутствия теломеразы в зрелых клетках.
– Отсутствие теломеразы защищает нас от рака. Потому что рак – это бесконтрольное деление, а нет теломеразы – не будет и деления, – объясняет Силуянов.
Люди болеют раком гораздо реже мышей, поскольку у последних теломераза активна. В связи с этим у человека ограниченное количество клеточных делений, что с возрастом негативно сказывается на иммунитете и раны трудно заживают.
– У человека есть клеточное старение, а у мыши его нет вообще. Но из-за этого мыши больше болеют раком, потому что клетки у мышей чаще делятся и больше вероятность, что в этом делении они переродятся в злокачественные, – рассказывает соавтор работы Вера Горбунова.
Выяснилось, что, несмотря на активную теломеразу у голого землекопа, раком он, тем не менее, не болеет – грызуна защищает гиалуроновая кислота. О том, как это соединение предотвращает рак, пока неизвестно, но если заблокировать синтез гиалуроновой кислоты в клетках голого землекопа, то они уподобляются мышиным и с той же частотой начинают болеть раком.
– Сейчас мы работаем в двух направлениях. Мы ищем способы предотвратить естественное разрушение гиалуроновой кислоты в клетках и способы стимулировать ее повышенный синтез, как у голого землекопа, – говорит Силуянов.
К сожалению, гиалуроновая кислота, используемая в косметологии и медицине, мало связана с той, которая содержится в клетках. Первая низкомолекулярна. Если ее ввести в кожу – морщины разгладятся, в сустав – он обретет эластичность и боли при артритах облегчатся, но при всем этом на клеточном уровне такие препараты бесполезны, от рака они не защищают.
– Мы общались с фармкомпаниями. Они говорят, зачем нам работать над длинными молекулами гиалуроновой кислоты, если и короткие отлично продаются, – говорит Силуянов.
Рапомицин как способ борьбы со старением
Научные исследования последних лет доказали способность препарата рапомицин продлевать в среднем на 10-15% жизнь лабораторных животных.
Рапомицин используется для подавления иммунитета после пересадки органов, однако, как выяснилось, на иммунитет это лекарство не очень-то влияет. Оно скорее улучшает приживаемость пересаженного органа. Согласно сегодняшним данным, рапомицин замедляет белковый синтез и делает его аккуратнее. Также лекарство защищает от нейродегенеративных заболеваний, которые, как известно, тесно связаны со старением.
Успешные исследования на грызунах стимулировали ученых провести эксперименты и на людях. Так, в Австралии уже начались клинические испытания рапомицина как способа борьбы со старением человеческого организма.
TOR против рака и старения
То, что ограничение калорий заметно продлевает жизнь разных животных – известно давно. Скажем, если сократить питание крыс на треть, они проживут на 30-40% дольше.
Однако эта закономерность не распространяется на людей.
Допустим, ученым удалось увеличить жизнь мыши. Однако человек и так в среднем уже живет в 30 раз дольше мыши. Эволюции пришлось отобрать не один и не два гена, чтобы продлить нашу жизнь так сильно. Я не уверена, что мы сможем проделать подобную работу, чтобы увеличить продолжительность жизни еще на порядок. Возможно, это удастся эволюции, нам просто следует подождать несколько тысячелетий, – говорит сотрудник национальной лаборатории Лоренса Беркли Баковского института изучения рака Джуди Кампизи.
Несмотря на то, что топорное сокращение калорий на человека не влияет, определить способы продления жизни можно, если изучить механизмы, запускающие голодание. К примеру, «TOR-путь» – эволюционно древний биохимический механизм, с помощью которого клетка определяет наличие доступных питательных веществ, в зависимости от чего, собственно, она производит или не производит белки и делится.
Кампизи отмечает, что если немного заблокировать этот TOR-механизм, можно увеличить продолжительность жизни – это доказано.
– Раньше я изучала свойства опухолей, и чем дальше, тем больше становилось очевидно, что злокачественное перерождение клеток связано с их старением. Теперь я уверена, что для того, чтобы понять механизмы образования опухолей, нам нужно понять механизмы старения. Наша гипотеза состоит в том, что стареющие клетки, которые, как мы считаем, играют важную роль в предотвращении рака, начинают производить молекулы, которые могут, наоборот, вызывать рак в долгосрочной перспективе, – говорит Кампизи.
Гены, определяющие липидный обмен
Генетик Нир Барзелай из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (Университет Ешевы) – один из самых известных исследователей старения – занимается поиском гена долголетия среди ашкеназских евреев, у которых легче проследить генеалогию и передачу определенных генов из поколения в поколение.
Исследуя ашкеназские семьи-долгожители, профессор Барзелай описал в своих работах особый состав липопротеидов в крови, которые могут создавать угрозу закупорки сосудов, тем самым приводя к инфарктам и инсультам. От размера и плотности этих частиц в крови зависит формирование пресловутых холестериновых бляшек или их отсутствие. В результате профессор определил, что один из возможных защитных механизмов у долгожителей – гены, определяющие липидный обмен. Правда, пока обнаружение генов, обеспечивающих долголетие их владельцам, не продлевает жизнь остальным. Зато, зная, какие белки кодируют эти гены, можно определить работу защитных механизмов и научиться их искусственно воспроизводить. В ближайшие десятилетия науке предстоит решить и эту задачу.
В начале прошлого века средняя продолжительность жизни начала стремительно расти благодаря профилактике болезней, гигиене и уже потом – появлению антибиотиков. Однако многие придерживаются мнения, что продлевать жизнь, когда старость не доставляет счастья – бессмысленно. А между тем, все вышеприведенные способы нацелены на продление не старости, а молодости.
Джуди Кампизи на этот счет сказала:
– В моем детстве женщина в пятьдесят считалась пожилой, а теперь – в самом расцвете сил. Сейчас эстрогены и статины позволяют жить и до 80, и до 90. Я сильно сомневаюсь, что мы когда-нибудь будем способны жить по 500 лет, как обещает Обри де Грей. Но мы, ученые, сейчас ищем способ не радикально продлить жизнь, а улучшить ее качество и бороться с главными смертельными болезнями. У этой цели не может быть никакой опасной обратной стороны. Как только мы достигнем этого, продолжительность жизни может вырасти и до 100, и до 120 лет.
Источник naked-science.ru
