Ключевые идеи книги: Жизненный план. Революционная теория о том, почему мы стареем и возможно ли этого избежать. Дэвид Синклер

Smart Reading, 2021

Это саммари – сокращенная версия книги. Только самые ценные мысли, идеи, кейсы, примеры. На протяжении веков старение и смерть считались естественными процессами, ожидающими в конце жизненного пути каждого человека. Но что, если это не так? Биолог Дэвид Синклер считает, что старение сродни болезни, которую можно и нужно лечить. Каждая живая клетка обладает механизмом самовосстановления, связанным с особенностями проявления или молчания генов, то есть с так называемой эпигенетической информацией. Старение объясняется эпигенетическим шумом, то есть искажением этой информации под действием внешних и внутренних причин. Открыты определенные вещества, а также методы генной инженерии, которые помогут клеткам и всему организму вернуть здоровье и обеспечить долголетие. Люди должны решить, как лучше всего распорядиться этим даром природы.

Что мы знаем

Основы молекулярной биологии и генетики

Прежде чем рассуждать о механизме старения, не обладающему специальным биологическим образованием читателю нужно познакомиться с основами молекулярной биологии и генетики.

Генетическая информация. Основная информация о строении клетки в частности и организма в целом содержится в ДНК — очень длинной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, состоящей, как правило, из двух изогнутых относительно друг друга цепочек (так называемая двойная спираль). Каждая цепочка состоит из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Одни части нуклеотидов связаны между собой и образуют каркас цепочки, а другие части — азотистые основания — связаны с азотистыми основаниями другой цепи. Всего таких оснований четыре: аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C). А соединяется с Т, а G — с C. Отдельные фрагменты ДНК называются генами, и в них кодируется информация о различных признаках организма и клетки.

Использование генетической информации. ДНК — это своего рода «генеральный план», содержащий общую информацию об организме. Но как это связано с жизнью организма? Для повседневного функционирования каждой клетке нужны белки — очень сложные органические вещества, состоящие из аминокислот. Многочисленные природные белки состоят из 20 аминокислот. Белки выполняют различные функции; многие из них обеспечивают или ускоряют различные химические реакции, и в таком случае они называются ферментами. Именно в генах и заложена информация о строении белков (в виде триплетов нуклеотидов, или «кодонов», например AGA или AGG, соответствующих отдельной аминокислоте). ДНК сама не может создавать белки. Для этого в ходе так называемой транскрипции с участием особого фермента (РНК-полимеразы) создается «временная копия» нужного гена — фрагмент похожей на ДНК молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты). РНК отличается от ДНК тем, что состоит только из одной цепи, а вместо тимина в ней присутствует урацил (U). Ученые считают, что на ранних этапах эволюции жизни на Земле РНК служила основным средством хранения генетической информации и лишь потом эта функция перешла к более сложной ДНК. РНК с копией записи о структуре белка — матричную, или мРНК, — транспортные РНК (тРНК) доставляют к особой клеточной структуре — рибосоме, состоящей из белков и рибосомных РНК (рРНК). Рибосома служит своего рода «считывающим механизмом», через который проходит мРНК и который синтезирует белок, по очереди захватывая нужные (соответствующие триплету) аминокислоты из тех, что растворены в клетке.

Передача генетической информации (из поколения в поколение). При делении клетки происходит копирование, или репликация, ДНК. Это сложный процесс, в котором участвует 15–20 белков-ферментов. В результате из одной молекулы ДНК создаются две ее копии, расходящиеся по разным дочерним клеткам. Во время процесса двойная спираль разделяется на две цепи и для каждой с помощью ферментов и растворенных в клетке веществ синтезируется дополнительная ей цепь. Стоит иметь в виду, что синтезирующий фермент не может создавать копию ДНК с самого конца, а прикрепляется к особому конечному фрагменту — теломере^[1]. Теломеры можно сравнить с металлическими или пластиковыми наконечниками шнурков. При этом прикрепленная к ферменту часть теломеры не удваивается, так что с каждым делением теломеры становятся все короче. Это можно сравнить с разлохмачиванием кончиков шнурков. Биолог Леонард Хейфлик в 1960-х годах обнаружил, что примерно после 50 делений большинство соматических (специализированных, не половых и не стволовых) клеток человека проявляют признаки старения и теряют способность к делению с сохранением генетической информации — так называемый предел Хейфлика. Существует, правда, фермент теломераза, удлиняющий теломеры, но он начинает действовать лишь в специфических случаях.

При репликации ДНК также могут происходить ошибки (мутации): некоторые фрагменты генетического кода теряются, удваиваются или перестанавливаются. В таких случаях образующиеся новые клетки часто также теряют жизнеспособность.

Первобытная жизнь

Этих сведений уже достаточно, чтобы понять описанный автором универсальный генетический механизм выживания, впервые возникший у самого дальнего предка всех ныне существующих форм жизни. Несколько миллиардов лет назад на первобытной Земле в районах горячих источников и прочих подходящих мест начали развиваться органические молекулы. Появились длинные цепочки нуклеиновых кислот — прародители современных РНК и ДНК. В результате многочисленных циклов высыханий и увлажнений их окружили жировые оболочки — прообразы современных клеточных мембран.

Условия на первобытной Земле были очень суровыми (слишком жаркими, холодными, сухими или влажными для нормальной жизнедеятельности), и часто этим первобытным «протоклеткам» приходилось замирать, прекращая процесс размножения и сохраняя энергию. Так возник ген А, кодирующий белок, запускавший механизм сохранения энергии. Вместе с ним появился ген B, кодирующий белок «сайленсер», при благоприятных условиях среды прикреплявшийся к гену А, мешавший ему вырабатывать свой белок и тем самым снова включавший механизм размножения и активации жизненных процессов внутри клетки. Так возник механизм «экспрессии», или проявления (включения), отдельных генов в зависимости от условий окружающей среды. Этот механизм действовал для всех живых форм. Но вот появился организм, который автор условно называет M. Superstes (Magna Superstes, «великий выживатель»), в котором ген В мутировал так, что его белок стал выполнять дополнительную функцию — чинить участки ДНК, сломанные в результате внешних воздействий (радиация, температура) или внутренних ошибок. При этом белок на время покидал ген А, и тот включался, приостанавливая размножение и замедляя другие процессы внутри клетки. Дэвид Синклер называет M. Superstes прародителем всех ныне существующих организмов, а потомки генов А и В до сих пор присутствуют в нашем геноме. Механизм их работы Синклер называет механизмом выживания (или схемой выживания, survival circuit), и, согласно его мнению, этот механизм лежит в основе всех процессов старения.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

Читайте саммари книги Элизабет Блэкберн и Элиссы Эпель «Эффект теломер. Революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни».