Запрограммированная смерть.

Гордон №181

Владимир Скулачев, академик российской академии наук.

Жизнь устроена таким образом, что все, однажды появившееся на свет, умирает. Закон этот, к сожалению, непреложный. Мы все умрем, кто раньше, кто позже, кто в мучениях, кто нет, кто счастливый, кто несчастный. Что это за сила такая? Что это за страсть природы убивать все, однажды родившееся. Зачем? Насколько неизбежна именно эта сила? Давайте сегодня попробуем ответить на эти вопросы. Тема необъятная, но мы говорим в рамках науки. Поэтому давайте сначала выясним, когда человечество обратило внимание на неизбежность гибели всего живого, а не только личности человека и его сознания.

Владимир Скулачев:

Я думаю, что с тех пор как человечество себя помнит, эта трагедия сопутствует любым философским изысканиям. Поэтому трудно найти того, кто первый сказал, что все живое и сущее должно умереть. Мне кажется, что гораздо существеннее сегодня подумать о том, кто первым сказал, что может быть и иначе. О том, кто был в какой-то мере диссидентом в сообществе других философов, принимавших смерть как нечто данное либо Богом, либо эволюцией. И я хочу процитировать Артура Шопенгауэра, замечательного немецкого философа. Вот что он сказал в 1818 году: «Особь не только гибнет вследствие самых незначительных случайностей, действующих тысячами разных способов. Но она еще самой ее природой предназначена к смерти, если эта смерть служит для сохранения вида». Если внимательно проанализировать сказанное, то легко прийти к заключению, что смерть – это некий закон, изобретенный эволюцией.

Первое мое положение состоит в том, что смерть не была изначально «вложена» в любое живое существо.

А отсюда и следующий тезис: «Можно ли избежать этого страшного явления – смерти»? Производство вагонов 

Человек перестал полагаться на эволюцию. Когда мы хотим взлететь, мы не ждем миллион лет, пока у нас за спиной вырастут крылья. Мы строим самолеты. Тем более, собственная эволюция, эволюция мозга, эволюция органов человека – это нечто, на что человек уже давно махнул рукой. Он решает свои проблемы иначе. Если смерть возникла в результате неких эволюционных обстоятельств, то закономерно ставить вопрос о том, нельзя ли (поскольку мы в эволюции самих себя более не заинтересованы), нельзя ли ее отменить? Когда я это говорю, я умышленно заостряю проблему. Я говорю, во-первых, не вообще о бессмертии. Я считаю, что оно невозможно. Когда глыба свалилась на человека и раздавила его, то вряд ли имеет смысл говорить о возможности затем его реанимации. Я говорю о смерти от старости, о старении, о предотвращении старения. Вот что меня очень занимает несколько последних лет.

И вот тут я хотел бы процитировать еще одного великого немца Августа Вейсмана. Того самого, из «вейсманистов-морганистов», который в 1881 году прочел свою знаменитую лекцию. Она на следующий год была издана в виде брошюры по-немецки, еще через восемь лет – по-английски. И вот что писал в 1881 году Вейсман: «Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации. Я полагаю, что жизнь имеет фиксированную продолжительность не потому, что по природе своей не может быть неограниченной, а потому что неограниченное существование индивидуума было бы роскошью без какой-либо, проистекающей из нее, выгоды. Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, поскольку они занимают место тех, кто здоров». Итак, эволюция придумала смерть от старения для того, чтобы молодым была дорога.

Гордон:

Для того, чтобы утверждать, что эволюция придумала смерть от старения, мы должны обладать некоторыми фактами, которые покажут нам, что существовали или существуют бессмертные организмы.

Владимир Скулачев:

Да. Это факт давно известный науке. Бессмертны бактерии. У них нет старения. Так считается.  По крайней мере, в оптимальных условиях бактерии не стареют. Они бесконечно размножаются простым делением, и явление старения им незнакомо. Бессмертны раковые клетки, которые вернулись к этому состоянию уже первоначально, будучи в составе нашего тела. И тут они как бы отменили старение. И в этом беда, в этом болезнь.

И я бы хотел сослаться на американского научного диссидента Джеффа Боулза, который все свои статьи предпосылает эпиграфом «Никаким грантом не поддержано». И для американской системы это совершенно нелепое и странное заявление. Печатался он только в одном журнале «Medical hypotheses» («Медицинские гипотезы») который, видимо, однажды, попробовав печатать эти статьи, потом убедился в том, что они чрезвычайно интересны. Там много фантазии, но некоторые пассажи просто замечательны. В частности, он считает, что старение было изобретено эволюцией на вполне определенном и уже давно известном нам этапе – когда из бактерий прокариот получились эукариоты. В чем отличие? Прокариот маленький, не имеет органелл, а вот эукариот – это более крупная клетка. Она тоже может быть одноклеточной, но это более крупная клетка. Там есть ядро, там есть митохондрии, органеллы.

И существует малоизвестное для публики, обстоятельство. У прокариот, как правило, гены представлены циклической молекулой ДНК. То есть, весь геном замкнут в кольцо. Нет ни начала, ни конца. А у эукариот – геном в виде ниточки линейной, с началом и концом. Долгое время этому обстоятельству не уделялось специального внимания, но потом российский биолог, мой старый знакомый Алексей Матвеевич Оловников в 71-м году обратил внимание, что фермент – белок, который делает копию ДНК, у бактерий и у нас с вами действует одинаковым и очень странным для нас с вами образом. У бактерии он-таки делает настоящую копию. Он садится на это кольцо и считывает точную копию этого кольца. Это он умеет делать. А у эукариот он тоже садится на ниточку ДНК и начинает печатать копию. Он не забыл, что когда-то он печатал копию с циклической молекулы. А чтобы получить точную копию линейной ДНК, нужно сесть на самый кончик ДНК. Вот этого он делать не умеет. Он садится так, чтобы обязательно справа и слева было немножко ДНК. Тогда он начинает считывать. И это по Оловникову потом было подтверждено, и это должно приводить к явлению недорепликации, когда с каждым следующим актом считывания информации, геном становится чуть короче. Не сильно, но короче. И если очень долго печатать эти копии, то в конце концов мы придем просто к ситуации, когда он уже не будет этот фермент считывать.

Как случилось, что за миллиарды лет эволюции важнейший биокатализатор, который есть в клетке, оказался так убого сработан? За эти времена, когда прокариоты перешли в эукариоты, потом эукариоты эволюционировали, было решено огромное количество проблем. Но эта проблема почему-то осталась нерешенной. И проблема трагическая, потому что именно из-за этого наше ДНК стареет. Наши клетки, не могут бесконечно, как бактерии, размножаться. В конце концов кончится их геном. И это обстоятельство позволило Боулзу утверждать, что не случайно этот фермент остался прежним. Его специально оставили таким, чтобы мы старели. Ну, не мы – вначале клетки.

Здесь тоже не все однозначно. Можно рассматривать одноклеточный эукариот. Например, дрожжи, которые уже стареют в отличие от бактерий. Они такие же одноклеточные, как бактерии, но они стареют, и у них уже линейный ДНК. И у них уже неправильно работающий фермент. Не то что бы неправильно, а с неким дефектом работающий фермент. Так вот по Боулзу это не случайно. И вот это, как он считает, был первый механизм старения.

Но сразу возникает резонный вопрос. А зачем стареть, если можно не стареть? Как хорошо было бы не стареть. Но здесь вступает точка зрения Вейсмана о том, что необходима смена поколений. Необходимо, чтобы старые уступали дорогу молодым. И поэтому то, что старые в конце концов исчезают – это положительное, с точки зрения эволюции видов, обстоятельство.

Гордон:

Но здесь есть некий парадокс. Если организм многоклеточный или одноклеточный устроен таким образом, что он не стареет, он качественно ничем не отличается от своего потомства. Значит, нельзя говорить о том, что старые должны уступать дорогу молодым. Просто это механизм, который, так или иначе, регулирует численность популяции.

Владимир Скулачев:

Это другая история. И это у бактерий уже есть. Это замечательное явление называется «чувство кворума». Бактерии измеряют количество себе подобных в популяции очень простым способом. Они выделяют некое вещество. Пока их мало, концентрация вещества тоже маленькая. Когда их становится много, вещества этого, которое выбрасывается бактериями в среду, становится больше. И когда его совсем много, то происходит насыщение неких специальных рецепторов на поверхности бактериальной клетки. И немедленно наступает смерть. Это не старение, это самоубийство. Я называю это явление «феноптоз». Я хочу объединить смерть от старения и другие случаи самоликвидации организмов, вплоть до самоубийства людей, когда берется пистолет или цианистый калий. Я считаю, что это все – одного сорта явления. Это очень интересная проблема. Бактерии способны к самоубийству, но они не способны к старению. Старение – это медленное самоубийство. Вот в чем разница.

Я долго думал на эту тему. Почему старение медленное? Кстати, оно не всегда медленное. Тот же Боулз ссылается на одну океанскую птицу, очень крупную, живущую на островах. Она живет, примерно, 50 лет и совсем не стареет. Где-то в районе 50 она просто внезапно умирает. Вот там работает вейсмановский принцип. Нет старения, есть самоликвидация.

Старение – это мучительный и унизительный акт, когда шаг за шагом организм теряет свои силы, с тем, чтобы в конце концов умереть. Если хорошо, чтобы старые уходили, почему они уходят таким мучительным образом? Кому это надо? Как эволюция пришла именно к этому способу самоликвидации? И здесь, мне кажется, есть одно решение. Оно мне недавно пришло в голову, я как-то очень успокоился, когда это придумал.

Рассмотрим зайца и волка. Два молодых зайца. Один – поумнее, другой – поглупее. Физически одинаковые. У них есть враги – волк или лиса. От волка они убегают. Пока они молоды, они оба убегут. Нет проблем. А, когда начнут стареть, то спасется от волка более умный. И даст потомство более умных. А более глупого съедят. Есть такая замечательная пословица российская: «Сила есть, ума не надо». Я думаю, что старение было выдумано, как способ самоликвидации организмов именно для того, чтобы постепенным снижением общей мощности жизнеспособности организма дать возможность проявиться неким преимуществам, которые случайно возникли у данной особи.

Пока все хорошо, это положительное свойство не существенно влияет на жизненные ситуации. Когда организм слабеет, то тот, кто обладает положительными свойствами, получает некие, уже ощутимые преимущества. Может быть, таким способом и решила эволюция эту проблему: как себя ускорить? Математики считают, что современный мир не мог возникнуть случайно. Конечно же, эволюция в своем процессе изобрела какие-то механизмы собственного ускорения. И ради этого она шла на очень большие жертвы. И я думаю, что мучения в старости – это и есть та жертва, которую заплатила эволюция за то, чтобы быстрее протекать.

Интересно, что старение очень часто связано прежде всего с ослаблением менее важной функции для сохранения более важной функции. Типичный пример. Как правило, люди в старости сохраняют еще светлый ум, но уже не могут ни бегать, ни прыгать, теряются физические силы, в то время как мощь интеллекта сохраняется. И это, конечно же, должно было способствовать отбору тех людей, которые были умнее. И если эта точка зрения верна, то Homosapiens наверняка сформировался при участии вот этого обстоятельства.

Гордон:

У меня есть одно наблюдение, которое противоречит тому, что я знаю о раннем существовании Homosapiens. Могли ли мы определить, с какого момента наступает процесс старости? Не старения. А когда человека можно назвать старым или пожилым представителем Homosapiens?

Владимир Скулачев:

А я думаю, что это не так важно.

Гордон: Дело в том, что планка выживаемого среднего возраста значительно повышена с тех пор, как возник Homosapiens, 30-40 тысяч лет назад. Ведь обстоятельства жизни были такие, что до старости доживали не многие.

Владимир Скулачев:

Да, да, да. Это совершенно замечательный вопрос. Я имею на него ответ, к счастью. Я уверен, что на многие вопросы у меня нет ответа. Вообще, то, что я говорю, это некие размышления. Я бы не хотел, чтобы зрители считали это некоей истиной в последней инстанции. Я сам сомневаюсь, я совершенно не уверен, что я прав. Более того, я кладу 50% на то, что я не прав. Но я считаю, что все же есть вероятность в 50%, что я прав. Это стоит того, чтобы об этом думать и в этом направлении работать.

Что предлагает нам классическая геронтология? Лечить старческие болезни. Когда они вылечат рак, начнем чаще умирать от инфаркта, инсульта. Когда вылечат инфаркт, инсульт, начнется еще что-то. То, о чем я говорю, имеет совсем другую перспективу. Если есть программа старения, нужно просто ее сломать и не дать ей включиться. И тогда мы предотвратим и рак, и инфаркт, и инсульт. И все прочие бесчисленные болезни старения, которые – одну вылечишь, другая только расцветет еще более мрачным цветом. Вы совершенно правы, что до старости доживают не многие. И именно это послужило тому, что вейсмановская идея была с самого начала раскритикована. Его обвиняли в страшном антидарвинизме. А Питер Медавар, нобелевский лауреат в 50-е годы 20-го века, написал целую книжку, что этого не может быть никогда просто потому, что в дикой природе не доживают до старости. Умирают по другим причинам. Нет необходимости в эволюции создавать специальный механизм смерти от старости.

Гордон: Это не обеспечивает преимущества в половом отборе.

Владимир Скулачев:

Да, совершенно верно. Ну, что здесь сказать. Во-первых, Медавар неправ, потому что даже на первую вскидку, не для всех видов, дошедших до нас, его утверждение справедливо. Существуют особи и виды, которые все-таки умирают от старости. Это тоже очевидно. И не только в лабораторных условиях, а в дикой природе. Особенно у растений это часто случается. Множество примеров есть.

Другая его ошибка, как мне кажется, состоит в том, что не нужно доводить до смерти от старости. Когда глупого зайца средних лет, который начал стареть, съел волк, то заяц умер оттого, что его съел волк. Но волк его съел потому, что он был уже не такой бодрый, как в молодости. Вот в чем, так сказать, структура момента. Я думаю, что разные виды, которые дошли до нас, находятся на разной стадии своей эволюции. И для некоторых этот принцип очень важен и работает, для других он менее важен, а может быть, и вовсе не работает. Например, хорошо известно, что одним из специализированных механизмов эволюции служит половое размножение, если сравнить с вегетативным. При скрещении геномов отца и матери мы получаем и большую устойчивость, и большую вероятность появления новых признаков. Тем не менее, существует огромное количество тех, кто размножается вегетативно. Значит, просто решается проблема иным способом. Только и всего. То есть наличие полового размножения не опровергает наличие вегетативного размножения.
И так во всем.

Вот что случилось с человеком. По-видимому, этот механизм, о котором я говорю, теперь для человека играет гораздо большую роль, чем совсем недавно. Наш сотрудник Леонид Гаврилов проанализировал и выяснилось, что в начале 20-го века возраст зависимой причины смерти составлял примерно 80%. Столько людей умирали от несчастных случаев, от эпидемии. А сейчас это составляет уже где-то 10-15%. Где-то на рубеже 1950 года в Европе и в цивилизованных странах нечто произошло, когда рубеж был перейден. И большая часть смертей стала уже зависеть от старости.

Гордон:

Опять парадокс. Получается, что, избавившись от давления среды и отбора, человечество наконец-то достигло заданной природой же ситуации, когда преимущества старости, описанные вами, перед тем как наступает гибель в половом отборе, становятся наиболее очевидными. Ведь репродуктивный возраст у Homosapiens наступает в 13–14 лет. И если он размножается в естественных условиях, то самка готова рожать чуть ли не каждый год, а самец оплодотворять такое количество самок, которые его окружают и которые ему доступны. Получается, что за все время существования человечества до этого как раз, в смысле полового отбора, старение никак не работало.

Владимир Скулачев:

Ну, опять-таки, не так – это слишком сильное заявление. Оно не работало для большинства, я согласен. Но, может быть, вся сила была в меньшинстве этих гениев первичных, которые выдумали это колесо.

Гордон:

Если я вас правильно понял, то эту, поражающую нас до сих пор, концентрацию гениев на популяцию, 30–40 тысяч лет назад, когда началось интенсивное земледелие, изобретены огонь, колесо, были приручены животные, трудно себе представить, потому что популяция была ничтожной. Это следствие того, что дожившие до старости умные, это, грубо говоря, потомки старых отцов.

Владимир Скулачев:

Да, да, да. Совершенно верно.

Гордон:

Скажите, пожалуйста, я не знаком с этим вопросом. Ведь с возрастом повышается вероятность генных мутаций?

Владимир Скулачев:

Конечно. Это опасный путь.

Гордон: То есть, отбраковывается и в ту, и в другую сторону.

Владимир Скулачев:

Но то что в другую, никого не интересует. А интересует то, что в эту. Достаточно одного гения было родить, для того чтобы перевернуть судьбу этой популяции людей. Так, примерно, мне видится эта ситуация. Просто, для людей сейчас это чрезвычайно обострилось, потому что исчезли другие причины. Но это не означает, что тогда, когда этот компонент был невелик в общем балансе, он был безразличен для судьбы вида.

Гордон:

И количеством, и качеством.

Владимир Скулачев:

Именно качеством. Количество – это вообще ничто. Речь идет, прежде всего, о качестве. Кстати, смерть в преклонном возрасте может иметь и другую положительную биологическую функцию. Это как раз то, о чем вы сказали. Чтобы, в конце концов, когда уж совсем велика вероятность уродов в потомстве, чтобы все-таки прекратить это безобразие.

Я хотел прочесть еще одну выдержку. Это написал один из моих учеников, который сейчас работает в Соединенных Штатах – зовут его Ким, а фамилия у него Дьюис: «Вполне возможно, что главная опасность, подстерегающая одноклеточный организм, это не конкуренция, патогены или отсутствие пищи, а их собственное сообщество, превратившееся в безнадежных монстров, вызывающих гибель популяции». Тут я приведу один очень интересный пример. Это будет еще одна, третья уже, ошибка Медавара.

Он считал, что если подавляющая часть популяции не подчиняется вейсмановским обстоятельствам, то можно о них забыть. А была такая проблема, да и есть – как быстрее выращивать сельскохозяйственных животных. Есть гормон роста, который стимулирует впрямую рост животных. Эти гормоны очень похожи у всех позвоночных. Давно уже известен гормон роста человека, известен его ген. И решили, чтобы осетры быстрее росли, при помощи генной инженерии ввести им ген гормона роста человека. И это было сделано. Правда, начали не с осетров, а более аккуратно, с золотой рыбки. Чтобы уж потом перейти на осетров. Ну, и слава Богу, что начали с золотой рыбки. Оказалось, что действительно, после того как появился там, кроме собственного гормона роста, еще ген гормона роста человека, рыбка стала расти быстрее. И дальше, казалось бы, давайте теперь осетра и поехали. Не тут-то было. Оказалось, что есть два обстоятельства против того, чтобы принять такого рода методику в практическом сельском хозяйстве, рыбоводстве. А первое, оказалось, что самцы растут так быстро, что каждый третий из них умирает, не достигнут половой зрелости. И второе, еще более поразительное обстоятельство, что самки предпочитают крупных самцов. И дальше заложили в компьютер простую задачку. Что будет, если в стадо из 60 тысяч золотых рыбок выпустить 60 мутантных самцов. Через сорок поколений стадо исчезнет. Можно выпустить одну рыбку. Если, не дай Бог, она не помрет случайным образом, то она одна погубит все 60 тысяч, но, правда, не сорок поколений потребуется, а большее количество. Вот еще одна ошибка Медавара. Хвост Гаусса, это распределение нужно обязательно учитывать. Так же как гений может вызвать то, что популяция прорвется на новый уровень, так монстр, злой гений, может его погубить. Нельзя допускать ни за какие коврижки (а вероятность появления монстров растет экспоненциально с возрастом), чтобы происходило размножение тех, кто уже опасен в этом месте. И есть такая опасность. Действительно есть. Не только для золотой рыбки. Я думаю, что она есть у всех. А есть утверждение Льюиса. Он сам микробиолог. И оно применимо также, как показывает опыт с рыбкой, и для высших существ. Вполне допускаю, что есть некий специальный механизм, запрещающий бессмертие. А те, которые его утратили, были погублены монстрами. Вот еще одна функция для генов смерти.

Гордон:

Вы говорите – гены смерти…

Владимир Скулачев:

Только что за них Хорвату дали нобелевскую премию. Может, покажем их?

Гордон:

Да, если есть такая возможность, давайте покажем гены смерти, попугаем на ночь глядя.

Владимир Скулачев:

Нет, я имею в виду, покажем нобелевских лауреатов.

Гордон:

Покажите нам нобелевских лауреатов, пожалуйста, которые получили нобелевскую премию за открытие гена смерти.

Владимир Скулачев:

Вот это Бренер, Хорват, Солстен. Все работали в Кембридже. В Англии. Потом самый старый из них, Бренер, уехал в Беркли, Хорват поменял Кембридж английский на Кембридж американский. Это район Бостона. И только Солстен остался в Англии.

А что они сделали? Они стали исследовать червячка. Это нехороший червячок. В общем-то, он, более менее, трупный червь. Но очень знаменитый. Миллиметр длиной, абсолютно прозрачен, под микроскопом все видно. И живет всего пару недель. И состоит всего из 959 клеток. И судьба каждой клетки была прослежена. От яйцеклетки вплоть до взрослого организма. И когда стали смотреть, сколько же клеток должно было быть, если бы не некое обстоятельство, оказалось, что их должно быть на 131 клетку больше. Кстати, сам факт, что нечетное число получилось, показывает, что что-то там неладное. Если бы все клетки сохранялись, то, думаю, их было бы четное число. И оказалось, что 131-я клетка кончает с собой по дороге при развитии этого червячка. И были найдены специальные гены, которые отвечают за то, что клетка кончает с собой. И оказалось, что эти гены имеют аналоги у человека. Очень похожие гены есть и у человека. Есть другие гены, которые удерживают клетку от этого шага. И эти тоже есть у человека. То есть, от червячка до человека проследили эту поразительную закономерность. И есть гены, которые, в общем-то, нужны только для того, чтобы убить клетку. Это, правда, не организм. Тут опять-таки нужно быть очень аккуратным, поскольку смерть клетки в многоклеточном организме может быть полезной для организма, и в этом нет ничего, так сказать, поразительного.

Но совсем недавно, весной этого года, Федор Северин и другая группа Мадео, Фрелих и сотрудники показали, что у дрожжей, которые одноклеточные, тоже существует механизм запрограммированной смерти. И вот там уже говорить о том, что это, как говорят, апоптоз (апоптоз – это термин для самоубийства клеток в многоклеточных организмах). Здесь уже этот термин неприменим, поскольку дрожжи живут сами по себе.

Гордон:

То есть, погибает не клетка, а организм.

Владимир Скулачев:

Погибает организм, а не клетка. Я это называют феноптоз – гибель организма. И когда Северин стал исследовать, как же устроен этот ген самоубийства, то он оказался поразительно похож на наш с вами. Вот, пожалуй, самое главное по поводу того, что смерть от старения может быть частью некоей программы. И если это так, то программу эту можно сломать. Мы ответили на один из вопросов. Что получится, если заняться этим делом? И имеем ли мы право замахиваться на это? Ну, во-первых, я считаю, что если это так, то мысль остановить нельзя и рано или поздно кто-то сломает этот механизм и обеспечит людям вечную молодость.

Гордон:

Ну, сначала дрожжам, я полагаю.

Владимир Скулачев:

Это тоже спорный вопрос. Я думаю, что нужно идти тем и другим путем. Конечно, мы сейчас занимаемся этим активно. И можно, конечно, работать на дрожжах, но ни в коем случае не забывать о человеке. Кстати, на этой картинке показан еще один пример феноптоза. Это самоубийство бамбука. Бамбук живет 15–20 лет. Эти 15–20 лет он размножается вегетативно. А затем вдруг начинается цветение. Эту фотографию сделала моя сотрудница Ира Смирнова в ботаническом саду в Гетеборге. Это разгар лета, начало июля. Вы видите зеленое буйство вокруг. И вдруг желтый, совершенно осенний куст. Это бамбук решил зацвести. Он зацвел, получились семена, и тут же умер. Вокруг, но тут не видно, масса воробьев, которые склевывают эти семена. Там огромное количество семян. И довольно понятно, зачем он умер. Ведь вы видите, как плотно растут эти бамбучины одна к другой. Но если бы он не умер, то все эти семена не могли бы просто взойти, потому что все уже покрыто бамбуком. Вот это очень яркий пример феноптоза без старения. Безусловно, запрограммированная смерть, но нет этого мучительного медленного процесса старения.

Гордон:

Поправьте меня, если я ошибаюсь, но, скажем, у лососевых происходит почти то же самое?

Владимир Скулачев:

Да. Вы читаете мои мысли. У меня просто нет картинки лосося, но это хорошо известный случай. Тихоокеанский лосось после нереста погибает. И такая расхожая точка зрения была, что так трудно ему плыть вверх по реке, что он уже истощился и, значит, больше он не может жить, кончились его жизненные силы. Так было до тех пор, пока не выяснилось, что если у него не в порядке с надпочечниками, то он не умирает. Для того чтобы умереть, ему нужен сигнал, гормональный сигнал через надпочечники. Это явная программа, это тоже программа. Это очень интересная проблема. Дело в том, что действительно отчасти правы те, кто считает, что дело в том, что очень долго и трудно работал этот лосось. Фокус в том, что при такой сверхтяжелой работе резко повышается вероятность нарушения генома за счет активных форм кислорода. Потребляется животным огромное количество кислорода для того, чтобы совершить эту работу. Чем больше принял кислорода, тем больше вероятность того, что в процессе возникнут активные формы кислорода. Так устроено наше дыхание, что всегда возникают ядовитые продукты, и чем больше их возникнет, тем больше вероятность того, что будет под ударом наш геном. И поэтому, я думаю, действительно лосося убивают, потому что он слишком сильно работал. Но не потому, что кончились жизненные силы, а потому что слишком опасно. Что, не дай Бог, дальше что-то случится с его потомством. Он должен умереть и больше не дать уже потомства. Я думаю, что в этом и специальный механизм, отслеживающий состояние нашего ДНК. И когда возникли достаточно серьезные нарушения, идет сигнал самоубийства. И этот механизм есть уже у бактерий. И он унаследован эукариотами, и у нас с вами он тоже есть.

Гордон:

То есть, любая ошибка в репликации это…

Владимир Скулачев:

Не любая. Есть некий допуск, выше которого уже идет сигнал на самоубийство. И вообще, эта проблема самоликвидации, мне кажется, очень интересная проблема. Мы исследовали ее на примере митохондрий. Такие маленькие органеллы, которые есть в клетке. И оказалось, что у них тоже есть программа самоубийства. Когда мы доходим уже до того, чтобы поглощать кислород и образовывать АТФ или некие конвертируемые формы энергии, она обеспечит энергией клетку за счет дыхания. Вот оказалось, как только мы доходим до этого, начинают образовываться слишком большие количества ядовитых форм кислорода в процессе дыхания. И она кончает с собой. Причем, для этого ей никто не нужен. Это ее собственное решение. И из всей популяции митохондрий, а их бывает тысячи в клетках, выбраковываются те, которые опасны, которые образуют яд.

Есть другая наша работа – Ольга Юрьевна Плетюшкина очень успешно этим занимается, Лена Фетисова и еще несколько человек. Оказалось, что запрограммирована смерть не только на субклеточном уровне (митохондрии, допустим), но и надклеточном уровне. Есть коллективное самоубийство клеток. И это самоубийство распространяется, как волна в ткани, как инфекция. И инфицирующим началом служит очень простое вещество – перекись водорода. Оказалось, что клетка, погибая самоубийственным этим способом, начинает образовывать огромное количество перекиси водорода, которая, подобно воде, легко проникает сквозь клеточную мембрану, уходит в соседние клетки и там вызывает самоубийство.

Гордон: Цепная реакция.

Владимир Скулачев:

Цепная реакция. И прекрасно известно, что при онтогенезе исчезают органы. Вот был хвост у головастика, нет хвоста у головастика. Так что, на самом деле это явление самоликвидации (даже органов) давно известно биологам. Новизна состоит в том, что это не только индивидуальное развитие. И после его завершения также эти программы оказываются востребованными и работают. Я даже придумал такое вначале шутливое, а потом серьезное определение – «самурайский закон в биологии – лучше умереть, чем ошибиться». Понимаете, когда за счет миллиардов лет эволюции создался фантастически сложный геном, который может делать потрясающие вещи, создавать тот живой мир, в котором мы находимся, то на это потребовались миллиарды лет. А чтобы разрушить, достаточно, наверное, секунды или миллисекунды. И опасность подстерегает в массе пунктов. Как быть, как защититься? Элементарный, давно известный уже механизм – это репарации. Когда в ДНК есть какие-то нарушения, приходят специальные белки, которые их исправляют. Но, во-первых, не все нарушения исправляются белками. Когда утрачен большой объем информации, то, по сути, никакой белок уже не поможет. Во-вторых, бывает, что не срабатывают сами эти белки-ремонтеры. Что-то случилось как раз с генами белков-ремонтеров. Как быть в этих случаях? И поэтому есть какой-то механизм, который после некоего критического уровня нарушения нашего генома, отдает приказ о самоубийстве. И это – «самурайский закон – лучше умереть, чем ошибиться». Потому что ошибка может стоить исчезновения вида. А он уже никогда не будет восстановлен. Нужны еще миллиарды лет. Поэтому, я думаю, что этот жестокий закон был изобретен эволюцией, а нам он достался как атавизм. И вот я еще одну вещь прочту. Последнее из того, что хотел прочесть: «Лучше умереть по всем правилам, нежели выздороветь против правил». Это Мольер, реплика господина Баца из пьесы «Любовь-целительница». Но этот принцип работает в биологии безусловно. Очень опасно, если организм оказался на грани гибели – он уже не может гарантировать свой геном, и после этого он выздоровел. Что же будет?

Гордон:

Потенциальная бомба в популяции. Особенно, если он репродуктивен.

Владимир Скулачев:

Да, да. Поэтому самоубийство включается не только в случае нарушения генома, но и нарушения любых других, достаточно узловых, биохимических систем. Некоторые факты никто никогда не понимал, и я тоже, пока не пришел к этой философии. А многие бактерии, (я думаю, что все), образуют непрерывный антидот к этому яду. И то, и другое – белки. Почему антидотов всегда избыток. Поэтому ядовитый белок себя не проявляет. Но если замедляется скорость синтеза белков, то оказывается, что антидот исчезает, поскольку он короткоживущий. Есть специальный третий белок, который его ест. Он больше ничего не умеет, это специальный ген. Это явно специальная система, это не шутки эволюции. А белка, который ел бы яд, нет. Тот белок, который ест антидот, всегда ест его потихонечку, поэтому это не страшно, это компенсируется мощным синтезом заново этого белка.

Гордон:

Как только темп синтеза снижается…

Владимир Скулачев:

…то клетка немедленно сама себя убивает. Потому что…

Гордон:

Долгоживущий ядовитый белок.

Владимир Скулачев:

Ядовитый белок. Некие другие функции этого белка не найдены. Так же как у двух других. Микробиологи недоумевают – как, зачем такая штука? Для меня это абсолютно понятно. Клетки гарантируются от ситуации, когда что-то случилось. Это, как геном. Механизм синтеза белка – нечто, абсолютно ключевое для клетки. Если в этой системе, которая сама по себе не генетическая, но связана косвенно с генетикой, поскольку ДНК синтезируется при помощи белков и, самое главное, репарируется, исправляется при помощи белков, если там что-то неблагополучно… Дело не в том, что с ДНК что-то случилось, но «фирма не гарантирует». Фирма не гарантирует благополучия ДНК. И это немедленно приводит к самоубийству.

Гордон:

Отзывает клетку в небытие.

Владимир Скулачев:

В небытие. Это Шопенгауэр опять: масса причин для гибели особи, ради того, чтобы сохранился вид.

Гордон: Хорошо. И на каком этапе вы видите необходимость вмешательства для того, чтобы исправить доставшуюся нам по наследству атавистичность?

Владимир Скулачев:

Вот последняя цитата. Илья Ильич Мечников. И я его очень люблю. Это мой кумир. «Из всех дисгармоний человеческой природы самое главное есть несоответствие краткости жизни с потребностью жить гораздо дольше. Человек, явившийся в результате длинного цикла развития, носит в себе явные следы животного происхождения, приобретя неведомую в животном мире степень умственного развития, он сохранил многие признаки, оказавшиеся ему не только ненужными, но и прямо вредными». Он мечтал отрезать толстую кишку, думая, что там ядовитые бактерии, и тем самым продлить жизнь людей. Это оказалось – ошибочная гипотеза.

Отрезать нужно, скорее всего, те гены, которые заставляют нас стареть. А как это сделать? Только что появилась очень интересная, парадоксальная работа Донхауэра из Хьюстона, из США. Он, вмешавшись как генный инженер в геном мыши, изменил активность одного из генов так, что некий белок, он называется П-53, стал работать активнее. А белков в мыши десятки тысяч разных. И только один единственный изменил свою активность. После этого мыши перестали умирать в старости от рака. А так, каждая вторая мышь умирала от рака. Это одна из главных причин смерти старых мышей. И, казалось бы, это должно было резко продлить жизнь мышам, поскольку главная причина исчезла. Но парадоксально, что мыши стали жить на 20 процентов меньше. Почему это случилось? Остается думать, почему они умирают. Они умирают странной смертью. Мышь несколько усыхает, становится горбатенькой. У нее остеопароз очень сильный. Он вмешивается в жизненно важные органы до такого уровня, что мышь так слабеет, что умирает просто от слабости. Это редкий случай среди людей, когда человек просто увядает, так сказать. Вот он дожил до ста лет и потом уснул и не проснулся. Легкая смерть, как говорится. Этот белок контролирует повреждения в ДНК. Именно он посылает сигнал самоубийства, если в ДНК что-то неблагополучно. И как фантастически коварно поступила эволюция. Один и тот же белок предохраняет нас от рака, потому что он выбраковывает клетки, в которых нарушены ДНК. Они кончают с собой, и рак не возникает. Поэтому если этого белка много, если он будет активный, то рака не будет. Но этот же белок выбраковывает какие-то другие клетки, в которых, скорее всего, тоже есть некоторое повреждение, но не очень сильное. А может быть, это просто некий счетчик времени. Последняя идея того же Оловникова, что есть специальная молекула ДНК, которая отсчитывает время. Очень интересная идея. Она просто считывает длину этой ДНК, и посылает нас в небытие, потому что мы слишком старые. То есть, куда не кинь, всюду клин. И идея состоит в том, чтобы так сынженерить белок, чтобы он все еще нас предохранял от рака, но перестал бы нас посылать в смерть от старости. Это одна из идей, одна из возможностей. Я думаю, что такого рода путь должен быть исследован.

Гордон:

То есть, все-таки генная инженерия?

Владимир Скулачев:

Генная инженерия, я думаю, да. Нет, ну, может быть, это будут какие-то ингибиторы.

 

Оцените звездность страницы:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...