Средняя продолжительность жизни в России сокращается. Меж тем мировая наука вплотную подошла к созданию молекулярных лекарств, способных продлить наше существование до 120 лет. Ученые всерьез задумываются даже о создании «эликсира бессмертия».
«ДО СИХ пор продолжительность жизни росла не за счет улучшения человеческого организма, а благодаря успешной борьбе с неблагоприятными факторами, такими как эпидемии, голод, тяжелые условия труда. Справившись с вирусами и развив технологии, цивилизация вошла в этап, когда большинство людей благополучно доживают до естественного предела своего возраста», – объясняет доктор биологических наук, завсектором биофака МГУ Александр Хохлов.
«Но даже при самом здоровом образе жизни человеку не перешагнуть физиологический предел в 120 лет. Чтобы двигаться дальше, нужно менять не внешнюю среду, а сам организм», – говорит Хохлов. А для этого надо понять природу смерти.
Оказывается, смерть – вовсе не обязательно удел каждого организма. Например, у гидры – пресноводного полипа из группы медуз, происходит непрерывное обновление клеток организма. При должном уходе она живет неограниченно долго, не проявляя признаков старения. «Бессмертны» бактерии. Долгожители – некоторые раковые клетки.
Частично «бессмертен» даже человек: наши клетки крови, эпидермиса и желудочного эпителия могут обновляться без ограничений. Значит, неограниченное долголетие не противоречит природе жизни. Чтобы приблизиться к разгадке этой тайны, биологам пришлось спуститься с клеточного уровня на ступеньку, где находится ДНК.
Разорванное кольцо
ПОЧЕМУ бактерии не стареют? Их ДНК в отличие от ДНК других организмов имеет форму кольца. «При размножении клетки ее «дубликат» делится так. На кольцевую молекулу ДНК «садится» особый белок. Он «ползет» по ней, наращивая копию, пока не дойдет до исходной точки. Дубликат ДНК получается без изменений», – рассказывает академик РАН, директор Института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Владимир Скулачев.
Но сотни миллионов лет назад появились более сложные клетки. Их ДНК разорвалась – молекула приобрела знаменитую форму двойной спирали. Раз молекула разорвана, ее «кончик» уже не копируется. Добравшись до окончания, фермент не чувствует наличия ДНК с двух сторон и прекращает работу. Поэтому следующая копия ДНК получается чуть короче предыдущей, она не точна. Но каждый фрагмент – жизненно важная информация. Клетки размножаются постоянно, постепенно в них накапливаются «ошибки».
Восстанавливаются ДНК у человека только в начале его жизни – в утробе матери. Исследования показали, что у плода работает специальный белок, наращивающий на концы разорванной молекулы ДНК некий текст. Но, когда младенец появляется на свет, фермент почему-то перестает работать. Соответственно, начинают накапливаться ошибки при делении клеток, а мы начинаем стареть.
Академик Скулачев выдвинул поразительную гипотезу: природа специально разорвала кольцо ДНК, чтобы «изобрести» смерть и старение. Так что, если мы научимся «замыкать» ДНК человека или изменим механизм копирования, старение организма прекратится.
Повезло мышам?
ГЛАВНОЕ открытие последних лет, приближающее нас к бессмертию, сделал биолог Алексей Аловников. Он описал механизм старения клеток. Оказывается, они «кончают самоубийством» спустя определенное число делений. Например, клетки человеческого тела могут делиться всего 50–60 раз, т.е. примерно до 25-летнего возраста. Найден и «убийца» – это белок «р‑66». Клетка начинает вырабатывать его, как только получит команду на самоуничтожение.
Аловников предложил практические рекомендации, как остановить «часовой механизм смерти». Уже проведены опыты, позволившие благодаря манипуляциям с генами в пять раз увеличить продолжительность жизни мышей и червей. Правда, при любом вмешательстве в генетические механизмы возникает огромный риск. Например, если убрать природное ограничение на количество делений, все клетки могут стать раковыми.
Тем не менее открытие Аловникова повлияло на разработку новых лекарств – уже задумана молекулярная пуля, бьющая точно в цель. «Чтобы «отлить» ее для любой болезни, даже неизлечимой, нужно определить генетические мишени», – объясняет Александр Хохлов.
Постепенно медики учатся синтезировать новые вещества для каждой болезни. Такие препараты вызвали бум в фармакологии.
Есть и другие перспективные направления, в том числе нанотехнологии. Представьте миллионы микроскопических роботов, ремонтирующих клетки на уровне молекул и даже атомов. Внедряясь в тело, они анализируют и исправляют генные повреждения, омолаживая организм.