Игорь Лалаянц
Лабораторные грызуны первыми испытали на себе эликсир бессмертия.
Фото Виктора Куйды
Все прекрасно знают, что как минимум половина человечества если не голодает, то в значительной мере недоедает. При этом недоедание может быть связано с неполноценностью питания – нехватка аминокислот, без которых не построить функциональных животных протеинов. И тем не менее не только животные и растения каким-то образом переживают периоды самого настоящего голодомора, но и люди как-то переносят даже относительно длительные периоды нехватки полноценного и разнообразного питания. Ученых уже давно волнует этот загадочный феномен.
Хорошо известно, что поддержание жизнеспособности клеток мозга происходит за счет «сжигания» биомассы скелетной мускулатуры. Но это так сказать фенотипические наблюдения. Сегодня же ученым нужны конкретные характеристики генов, «управляющих» этими процессами на молекулярном уровне. Они полагают, что в нашем геноме имеются специальные программы биологической сопротивляемости голоданию. Сейчас уже ясно, что подобные программы имеют самое непосредственное отношение к таким процессам, как старение организма и раковое перерождение клеток, которые у четверти популяции связаны с нарушением естественного угасания активности жизненных процессов.
Важное открытие в этой области сделали сотрудники Ракового исследовательского центра, находящегося в Сиэтле. В качестве объекта исследований был выбран круглый почвенный червячок «Кэнорабдитис элеганс» (Саеnorabditis elegans), у которого всего лишь чуть более тысячи клеток.
Суть открытия заключается в том, что на фоне голодания у этих червей возникает репродуктивная диапауза, или, по-простому, перерыв в размножении. Во взрослом состоянии задержка в размножении достигает 15-кратного увеличения по сравнению с личиночной фазой, сопровождаясь как минимум трехкратным увеличением продолжительности жизни взрослых половозрелых особей.
Этот факт – лишнее подтверждение уже хорошо известного влияния таких биологических факторов, как снижение калорийности питания (калорическая рестрикция) и половое воздержание, на продление жизни. По крайней мере у дрозофил, мышей и особенно их самок, а также макак-резусов подобные ограничения позволяют увеличить продолжительность жизни на треть (по сравнению со средними величинами). По всей видимости, это связано с перераспределением биологических ресурсов в пользу клеток мозга и нейронов у примитивных организмов.
Дело в том, что синтез ДНК в герминативных клетках, из которых образуются половые продукты в виде яйцеклеток и спермиев, требует больших энергетических затрат. Паузе в размножении, вызванной голоданием червячков, предшествовала генетически запрограммированная смерть (апоптоз) практически всех герминативных стволовых клеток. Живыми оставалось лишь несколько «защищенных» стволовых клеток, бурно регенерировавших после возобновления питания в привычных объемах. Результатом этой регенерации стала новая клеточная линия, дававшая достаточное количество потомков, лишь ненамного отстающее от того, что наблюдается у неголодавших червячков.
Ученым удалось выделить особый ядерный протеин, выполняющий роль рецептора-сенсора NHR (Nuclear Homeostasis Receptor), чутко улавливающего изменения в уровне питательных веществ, поступающих в организм. Таким образом, считают ученые, удалось открыть генетический механизм сохранения репродуктивного потенциала герминативных стволовых клеток, регулирующий активность последних на фоне длительного голодания.
Но не будем забывать, что искусственное подстегивание генома чревато неприятностями в виде – как говорилось выше – повышения активности стволовых клеток. И хорошо, если это клетки той же иммунной системы, защищающие организм от переродившихся раковых. С другой стороны, лекарства нового поколения смогут эффективно тормозить клеточное старение, в то же время не подвергая геном опасности перерождения.
Реальна также перспектива использования новой информации в области экспериментального манипулирования стволовыми клетками, причем не только герминативными, то есть клетками половых желез. Открытие нового гена ядерного рецептора позволяет начать долгую и кропотливую работу, направленную на расшифровку всех этих сложных регуляционных механизмов.
