Полезные мутации: Как генетики работают над проблемой старения

О продлении жизни пишут философы, снимают фантастические фильмы и вообще всячески фантазируют. Тем временем генетики работают над этой проблемой методами науки и рассматривают ее как еще один вызов человеческим знаниям и талантам. Об этом рассказал ученый Александр Коляда, научный сотрудник лаборатории эпигенетики Института геронтологии НАМНУ, в рамках лекции, организованной образовательным проектом «Преображариум». 

Длина человеческого ДНК – 8 см, она представляет собой повторение четырех букв, которых всего 3 млрд, что эквивалентно 120 томам «Войны и мира». В этой «книге» записана вся информация на момент рождения человека. То, с чем работают генетики, — это длиннющий текст, записанный четырьмя буквами. На компьютерном «языке» геном человека составляет два терабайта информации.

Генная терапия – направление, которое работает над тем, чтобы придавать определенные новые свойства человеку уже во взрослом возрасте. Это удается с помощью вирусов, которые можно приручить. Например, вирус герпеса, который есть у 95% популяции людей, отличается тем, что им заражены все клетки нашего организма. Подметив это, ученые решили заменить вредное действие герпеса полезными свойствами. Оказалось, что это работает – с помощью герпеса можно доставлять в организм полезную информацию.

Сейчас по всему миру проводится около 5 тысяч исследований, в которых людей лечат с помощью генной терапии, в каждом из них участвует около 100 человек. Получается, на планете живет как минимум 250 тысяч человек с измененными генами.

Из чего состоит геном?

70% европейцев не способны переваривать молочные продукты во взрослом возрасте. В 30% случаев непереносимости лактозы нет, и причина заключается в том, что эти люди являются мутантами. Как и все млекопитающие, люди не могли переваривать молоко во взрослом возрасте. Но у некоторых людей, когда 6 тысяч лет тому назад они начали употреблять коровье молоко, возникла мутация, они могли переваривать молоко, и поэтому стали жить чуть дольше, размножались чуть лучше, и таким образом составляют эти 30%. То же случилось и когда люди начали есть злаки.

500 тысяч лет назад, на протяжении определенного периода мы, Homo Sapiens, жили в Европе одновременно с неандертальцами и унаследовали от них и денисовского человека 2% генома. Это значит, что мы неоднократно скрещивались с другими видами людей. Доказано только скрещивание женщин с неандертальцами-мужчинами, есть захоронения смешанных семей. В эти 2% входят гены, которые тогда помогали нам накапливать жир быстрее и выживать в холодном климате. Тогда мы только вышли из Африки, нам было очень холодно, а неандертальцы там уже жили, смогли адаптироваться и передали эти гены Homo Sapiens. Сейчас эти гены приводят к диабету второго типа, потому что мы не думали есть так много, как едим сейчас. Но тогда мы бы не выжили в условиях Европы.

О продолжительности жизни

За продолжительность жизни человека отвечают тоже гены. Есть правило – чем больше организм по размеру, чем интенсивнее он дышит, тем дольше он живет. Долго живут слоны, синие киты, мало живут мыши, насекомые. Но есть организмы, которые выбиваются из этого правила, человек в том числе. Мы живем долго благодаря появлению антибиотиков, хирургии, повышению качества жизни. Но есть и другие виды с уникальными режимами старения – голый землекоп, летучая мышь Брандта, некоторые черепахи. Мало того, что они живут значительно дольше, чем их родственные виды, так еще и не имеют признаков старения.

Например, голый землекоп – мелкое млекопитающее, живет в Африке, под землей. Если обычная мышь живет два года, то голый землекоп – 35 лет. При этом вы не отличите тридцатилетнего голого землекопа от трехлетнего. Он не ведет здоровый образ жизни, не сидит на диете, долго жить ему позволяет мутация, которая отделила этот вид от его родственников. Ученые подумали, могут ли они внести ту же мутацию другим животным, чтобы они тоже могли жить долго? Оказывается, это возможно. Если выключить хотя бы один ген из тысяч в цепочке, то животное будет жить дольше, причем качественно, без страдания и старения. Это получается с червями, их жизнь удлиняется в 10 раз, с мухами – на 100%, с млекопитающими – на 50%.

Как дожить до 120 лет

Как это работает? Мы экспериментируем со старой мышью возрастом один год. Ей сделали одноразовую внутривенную инъекцию с вирусом, в который встроен один-единственный ген – самой этой мыши. Он удлиняет концы хромосом, теломеры, и тем самым продолжительность жизни мыши увеличивается на 20%, благодаря одной инъекции. Это работает, эксперименты повторялись много раз. А если вставить ген долголетия голого землекопа в мышь, то это даст еще лучший результат. Более того, у голого землекопа есть антиген, который полностью выключает онкологическую программу – при воздействии радиации он не заболевает раком, и за это отвечает два гена починки ДНК. Так как молекулы ДНК постоянно ломаются, то у голого землекопа их починка работает активно, а у мышей и человека они менее активны.

Проблема проведения экспериментов на продолжительность жизни – их длительность. За подопытными животными нужно наблюдать до конца их жизни, а животные-долгожители умирают редко (к примеру, три голых землекопа за 30 лет), поэтому ученые пока не могут точно сказать, успешен ли эксперимент на 100%. Есть люди, которые говорят, что прошли такую же терапию, как и наша старая мышь, и теперь будут жить 120 лет.

Факторы старения

Чтобы понять, насколько все сложно, нужно сравнивать шансы. Вклад генетики в наше старение составляет некий процент среди множества факторов. Но какой вклад генетики в жизнь детей с синдромом Дауна? 100%, так как они генетически другие. Есть синдром удлиненного QT-интервала – у человека ничего не болит, но если он побежит быстрее кардионагрузок, то погибнет. От этого умирает тысяча детей на физкультуре в Великобритании каждый год – им нельзя заниматься спортом и пить определенные виды антидепрессантов. А есть хорея Хантингтона, генетический синдром, при котором мы можем с точностью до года сказать, как долго человек проживет, взяв образец его слюны. Таков спектр влияния генетики на продолжительность жизни.

Пять лет назад ВОЗ выпустила декларацию: 10% нашего здоровья зависит от развития медицины, 50% — от образа жизни, 20% — от генетики и 20% – от экологии. Не знаю, насколько корректен этот подсчет. Но в Украине каждый сотый ребенок рождается с генетическими отклонениями, и влияние генетики на продолжительность его жизни несравнимо выше.

— Читайте также: Парадокс возраста: 3 маркера психологической старости и ее «замедлители»