Бессмертные. О тех, кто приблизился к разгадке тайны - Елена Вячеславовна Кокурина

В 2001 году Калеб Финч и его коллега Стивен Остед определили критерии для отнесения конкретного вида к этой категории: отсутствие увеличения темпа смертности и заболеваемости с возрастом, после полового созревания, сохранение темпа размножения и ряд физиологических показателей. Такие существа должны стареть так медленно, что зафиксировать какие-либо возрастные изменения было бы практически невозможно. После выявления многих видов животных, обладающих пренебрежимым старением, ученые на основании статистических данных пришли к выводу о том, что такой феномен есть и у людей, доживших примерно до 90-100 лет.

Как оказалось, «нестареющих» животных в природе довольно много: алеутский морской окунь (максимально зафиксированная продолжительность жизни 205 лет), пресноводная жемчужница (более 200 лет), некоторые виды черепах (138 лет), морской еж (200 лет), двухстворчатый моллюск исландская циприна (400 лет). Ну и «потенциально бессмертные» животные – гидра, медуза Turritopsis nutricula (большинство медуз после репродуктивного цикла умирает, а эта возвращается к стадии полипа, повторяя этот цикл бесконечное число раз, что делает ее потенциально бессмертной). Еще в природе существуют антарктические губки, возраст которых оценивается от 15 до 23 тыс. лет.

Присутствие по соседству с нами таких животных наполняет оптимизмом сторонников радикального продления жизни – если в принципе в природе такое происходит, то, значит, теоретически такие механизмы можно перенести на человека. Правда, есть одно НО: среди «нестареющих видов» нет млекопитающих, наиболее близких к нам по анатомии, физиологическим параметрам и генетике.

И с этой точки зрения голый землекоп (по-английски – naked mole rat) оказался самой подходящей моделью для изучения. Не только потому, что при своей небольшой массе он живет очень долго – около 30 лет, но и потому, что даже к концу жизни не обнаруживает признаков старения. Ученые-зоологи давно обратили внимание на этих необычных зверьков, обитающих в основном в Центральной и Восточной Африке. Прежде всего привлекло их социальное устройство, уникальное для млекопитающих, – у них существует строгая иерархия, как у муравьев или пчел. Во главе колонии, как правило, где-то в глубине пещеры обитает единственная самка-производительница, на которую работают и которую защищают (например, от змей) «рабочие» и «солдаты».

На этом удивительные свойства землекопов не заканчиваются: они не имеют волосяного покрова, не чувствуют боли (например, ожога кислотой), могут долго обходиться без кислорода и не способны поддерживать постоянную температуру тела, которая колеблется в зависимости от внешних условий. Но они «исправляют» это неудобство, греясь либо друг о друга, либо иногда выползая к поверхности норы поближе к солнцу.

Все эти наблюдения долгое время были привилегией зоологов, пока с течением времени не обнаружилось, что они для своей родственной группы являются долгожителями, более того – ничем не болеют и сохраняют репродуктивные способности.

В 1980 году в Кению отправилась экспедиция, которую возглавили две женщины – Дженни Джарвис и Рашель Буффенштайн. Они начали изучать биологические особенности голых землекопов и привезли первую колонию этих зверьков в Америку. Буффенштайн посвятила наблюдениям за этими животными всю свою жизнь, и во многом благодаря ей сведения о голых землекопах можно считать достоверными. В том числе и срок жизни.

В декабре 2010 года в ее лаборатории в Хьюстоне был объявлен настоящий траур: уборщица, вошедшая рано утром в специально устроенный для землекопов виварий, обнаружила одного из них мертвым. Его звали Old Man, и он был из первой партии животных, доставленных сюда в 1980 году. Забирая его в Америку, они не могли определить возраст, но можно было точно утверждать, что в момент смерти ему было не менее 32 лет.

– Мы даже не поняли, отчего он умер, – первое, что говорила Рашель, отвечая на бесконечные телефонные звонки: весть о смерти самого старого землекопа мгновенно облетела биологов. – Мы даже не отмечали у него явных признаков старости. Ну, может быть, небольшая потеря мышечной массы в последние года два… В момент смерти он был главным (доминирующим самцом) в колонии, который первым получал доступ к пище, спаривался…

И в самом деле, внутренние органы зверька-долгожителя остались такими же здоровыми, как и у его молодых собратьев, и на тот момент исследователям оставалось только одно объяснение: смерть, судя по всему, произошла из-за заложенного эволюцией гена, призванного помогать обновлению поколений.

Очень скоро после этого печального случая произошло событие, о котором так мечтали исследователи старения, – геном голого землекопа был расшифрован.

4

«Это вам даже не Пелевин!» – прокомментировал результаты один из руководителей исследования – американский ученый (снова!) русского происхождения Вадим Гладышев, профессор медицинской школы Гарвардского университета.

«Операция» по расшифровке генома была разработана во всех деталях, в ней участвовало несколько лабораторий из разных стран и более десятка исследователей. Сам объект был доставлен из Университета Чикаго, образцы для исследований готовил непосредственно Гладышев в своей лаборатории в Бостоне, а вот само секвинирование (расшифровка) было сделано в Китае в Центре Шэньчжэне. Можно догадываться, что таким образом исследователи сэкономили значительную часть средств – секвинирование в Америке обошлось бы им в разы дороже. Затем в Бостоне и Сеуле провели сравнительные эксперименты с геномами других животных.

Выдержки из отчета (даже не Пелевин!):

«Геном голого землекопа состоит из 2,7 миллиардов нуклеотидов (азотистых оснований, составляющих ДНК), что примерно соответствует размеру генома человека и других млекопитающих. Геном землекопа на 93 % совпадает с геномом человека и мышей.

Анализ генетического текста позволил выяснить родственные связи землекопа. Последний общий предок голого землекопа и мышей существовал около 70 миллионов лет назад, а общий предок землекопа и кролика – около 90 миллионов лет назад.

Всего в геноме землекопа присутствуют 22,6 тысячи генов – фрагментов ДНК, управляющих синтезом того или иного белка. При этом 96 групп генов оказались уникальными именно для этого существа – они не встречались ни у крыс, ни у мышей, ни у людей.

Пытаясь выяснить механизмы старения, ученые сопоставили генетические черты новорожденного, зрелого (четырехлетнего) и старого (20-летнего) землекопа. Оказалось, что у этих существ, в отличие от других млекопитающих, с возрастом очень мало меняется режим работы генов.

Например, в геноме человека были найдены 33 гена, которые постепенно выключаются в клетках мозга со старением, и 21 ген, наоборот, включающийся в работу. У землекопа 32 аналогичных гена никак не меняют свою работу с возрастом, а два гена меняют режим работы в противоположную сторону. Подобные расхождения были отмечены также при сопоставлении генетических изменений при старении у землекопов и мышей».

Кроме того, группа Гладышева смогла раскрыть генетические механизмы, стоящие за некоторыми уникальными особенностями землекопа. Например, почему это единственное млекопитающее отказалось от теплокровности и не поддерживает постоянную температуру тела?

Гладышев и его соавторы выяснили, что у голого землекопа в одном из белков,