Жизнь и смерть: разгадка на конце хромосомы

Проблема старения беспокоит человечество уже не одну тысячу лет. Даже у древних народов: египтян, сирийцев, вавилонян, племен, населявших современный Китай, существовали специальные практики для продления возраста и отдаления смерти. Время шло, и пока, кроме красивых легенд, мы не имеем ни одного подтверждения, что кому таки удалось изобрести «эликсир долголетия». И вот, с развитием науки, наконец удалось найти структуры, которые похоже, и определяют старение и продолжительность жизни человека. Но эту историю следует начать с конца, точнее с конечного участка хромосомы — теломера.

Как известно, любая хромосома состоит из ДНК и белков, которые и обеспечивают образование характерной пространственной структуры данной нуклеиновой кислоты. А все разнообразие генетической информации, содержащей ДНК хромосомы, кодируется всего четырьмя нуклеотидами (А, Т, Г, Ц), так сказать «буквами» этого кода.

Теломеры — это участки некодированной хромосомной ДНК (т.е. никаких генов в этих участках нет), состоящих из большого количества (n = 2-5 тыс.) нуклеотидных повторов (ТТАГГГ) n, и, как было уже отмечено, расположенные на концах хромосом. Длина теломеров в клетках каждого человека не одинакова, индивидуальна, и может значительно варьироваться, как, собственно, отличается и продолжительность жизни у разных индивидов.

Каким же образом все это связано со старением, спросите Вы? Оказывается весьма непосредственно. Было установлено, что при каждом делении клетка теряет часть своих теломер: 50-200 нуклеотидов. Такое количество, в масштабах хромосомы, выглядит просто микроскопическим, но именно его потеря и определяет начало процесса старения. Поэтому, каждая клетка может осуществить только ограниченное количество делений, что и установил в середине ХХ века Леонард Хейфлик, дав заодно имя данному феномену — «лимит Хейфлика».

Молекулярные механизмы «лимита Хейфлика» до сих пор остаются малоизученными. Общераспространенной является модель, согласно которой, после потери хромосомой определенного количества теломерных ДНК, ряд генов клетки, расположенных по соседству, активируется и вызывает запуск механизмов старения.

Соответственно, лимит в количестве делений для отдельной клетки определяет «смертность» всего организма в целом, который из этих клеток состоит. Можно себе представить, что на концах хромосом расположены своеобразные «молекулярные часы», который отсчитывают количество отпущенного человеку времени на Земле.

Установление существования связи между длиной теломер и старением стимулировало ученых к поискам механизмов регуляции данного процесса.

Уже в 1985 году Элизабет Блэкберн удалось найти фермент, который был способен продлевать теломерные участки. Как оказалось позже, данный фермент не активен почти во всех клетках взрослого организма человека.Однако, он работает в стволовых клетках (вот откуда их практически неограниченные возможности к делению) и 85% раковых клеток, которые также способны к нелимитированному делению. Сам фермент является сложным, мультикомпонентным. Впрочем, инактивация теломеразы, в подавляющем большинстве случаев, происходит за счет «выключения» гена ее каталитической субъединицы.

А в начале 90-х, ученым Джерри шею и Вудригу Райту удалось осуществить «мини-чудо»: они преодолели «лимит Хейфлика», активировав ген каталитической субъединицы теломеразы. В результате, клетки в культуре вместо 50 проходили до 250 (в 5 раз больше!) Делений, оставаясь «нормальными», т.е. не превращаясь в раковые. Конечно, сразу после обнародования результатов этих экспериментов, появилось немало публикаций, о потенциальной возможности уже в самом близком времени получить «эликсир бессмертия», который, если и не позволит человеку жить вечно, то хотя бы значительно продлит его возраст.

Однако, то что удалось на культуре клеток, оказалось не так то просто воплотить на уровне организма. И, пока, несмотря на огромное количество ресурсов брошенных на исследования и решения этой проблемы, достичь бессмертия на уровне отдельно-взятого организма так и не удалось. Это в первую очередь связано со сложностью регуляции удлинения теломер и тесной связью данного механизма с другими «тонкими» молекулярными процессами клетки.

И человечество не так-то легко заставить сложить руки. То, насколько интенсивно проводятся исследования биологии теломер может иллюстрировать хотя бы тот факт, что в электронном общебиологическом сообществе, ежегодно появляется более тысячи ссылок на научные статьи по данной тематике. Поэтому, можно надеяться еще не на одно открытие в этом направлении …

Однако, если Вы хотите еще многое успеть сделать в жизни и совсем нет времени ждать пока ученые разработают «волшебный эликсир», могу Вас кое-чем успокоить — ключи к собственному долголетию в Ваших же руках. Ведь достаточно давно, учеными было установлено, что активный и здоровый образ жизни, рациональный режим питания, полноценный отдых, хорошее настроение в конце концов, способны продлить жизнь человека на 5-10 лет. Более того, если жить каждое мгновение своей жизни на все сто, то, возможно, окажется, что времени, которое мы имеем, более чем достаточно для реализации всего задуманного.

Поделиться ссылкой: