Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей - Александр Панчин

В детстве мне довелось побывать в национальном парке «Секвойя» в Калифорнии, США. В парке растут гигантские деревья, самое крупное из которых имеет высоту 83,8 метра и возраст 2300–2700 лет. Представьте — Юлий Цезарь еще не успел родиться, а это дерево уже росло. Назвали его Генерал Шерман, в честь генерала Уильяма Шермана, который родился в 1820 году, а умер в 1891-м. Несмотря на все заслуги генерала в борьбе с рабовладельческими штатами во время Гражданской войны, не могу не найти иронии в том, что вся его жизнь равна лишь короткому фрагменту жизни дерева, названного в его честь.

Если говорить не о бессмертии, а о замедлении старения, то наиболее впечатляющим объектом исследований является голый землекоп. Нет, речь идет не о голом человеке с лопатой, а о виде грызунов, живущих колониями под землей. Мыши или крысы живут всего два-три года. Голые землекопы, несмотря на близкое родство с этими грызунами, могут прожить более двадцати восьми лет. При этом они практически не стареют и не болеют раком[425]. Замедленное старение представителей этого вида выражается в том, что они мало меняются с возрастом и сохраняют репродуктивную функцию почти до самого конца жизни. В 2011 году в журнале Nature вышла статья, посвященная прочитанному геному голого землекопа[426]. Ученые надеялись, что сравнение генов этого вида с генами родственных видов позволит открыть причину его долгой жизни. Были выявлены многочисленные особенности генома этого удивительного грызуна, и хотя однозначных выводов о причинах его долголетия сделать не удалось, у ученых появилась масса гипотез для проведения дальнейших исследований.

Изучение голого землекопа позволило выяснить одну из причин его устойчивости к раку. У млекопитающих встречаются разные механизмы, защищающие от возникновения злокачественных опухолей, причем они дополняют друг друга, создавая многочисленные «слои» защиты. Давайте перечислим некоторые из них. Система репарации исправляет в клетках большинство ошибок в молекуле ДНК. Клетки, накапливающие много мутаций, уничтожают себя. Клетки не могут бесконечно делиться, если в них не включится ген теломеразы, достраивающей укорачивающиеся при каждом делении хромосомы. Клетки с некоторыми мутациями уничтожаются иммунной системой. В опухоль плохо прорастают кровеносные сосуды, ограничивая ее рост. Представьте себе сказочного монстра, который находится за дверью, запертой на множество засовов. Пока монстр не сломает все засовы, ему не выбраться наружу.

Один из таких засовов, который мы еще не упоминали, свойственен как клеткам людей, так и клеткам мышей. Клетки чувствуют контакт друг с другом, и когда контактов становится слишком много, запускается механизм, останавливающий дальнейшее клеточное деление[427], — зачаток опухоли не может разрастаться дальше. По сравнению с людьми или мышами у голого землекопа на молекулярном уровне работы клеток имеется дополнительный механизм остановки клеточного деления, два разных молекулярных каскада, основанных на оценке числа контактов, вместо одного. Это значит, что монстру нужно сломать еще один засов, прежде чем землекоп заболеет раком.

Еще одна особенность голых землекопов — сравнительно низкий уровень интенсивности метаболических процессов. Они мало дышат и едят, эффективно расходуют кислород и энергию. Кроме того, голые землекопы являются единственным известным холоднокровным млекопитающим (то есть не поддерживающим постоянную температуру тела за счет изменения внутренних метаболических процессов). Голые землекопы регулируют температуру тела, перемещаясь из более теплых в более холодные части нор, и наоборот. Здесь мы попрощаемся с холоднокровными долгожителями и посмотрим, что мы узнали из опытов на других животных.

В экспериментах на круглых червях, крысах[428], мышах, рыбах и собаках[429] было показано, что периоды голодания могут способствовать заметному продлению жизни. Впрочем, положительного эффекта голодания не удалось обнаружить у близкого родственника человека — макаки[430], а также у плодовых мушек дрозофил[431], некоторых пауков[432] и ряда других организмов. Продолжительность жизни домашней мухи Musca domestica, наоборот, уменьшалась в условиях сниженного потребления пищи[433]. Работает ли подобный подход на людях — вопрос до сих пор до конца не решенный, поскольку поставить аккуратный эксперимент очень трудно[434].

Перечисленные различия между видами живых организмов свидетельствуют о том, что связь между количеством употребляемой пищи и продолжительностью жизни довольно сложная. Возможно, дело не в положительном эффекте самого голодания, а в том, что голодание запускает какие-то биохимические процессы в одних организмах, но не в других.

Один из механизмов, позволяющих увеличивать продолжительность жизни посредством голодания, — активизация процесса аутофагии[435]. Обычную сытую клетку можно представить себе как героя «Мертвых душ» Плюшкина, который был очень бережлив и хранил всякое старье: «Там на полке есть сухарь из кулича… сухарь-то сверху, чай, поиспортился, так пусть соскоблит его ножом, да крох не бросает, а снесет в курятник». В ходе аутофагии клетка «переваривает» ненужные внутренние компоненты, избавляется от «мусора».