Vječna mladost: kako prevariti gene starosti. Utjecaj genoma na starenje tijela Naučnici su otkrili inhibitor starenja

Genetski inženjering aktiviranje enzima koji štiti krajeve hromozoma dovelo je do obnavljanja normalnog funkcionisanja degradiranih organa. Između ostalog, postignut je povratak reproduktivnih funkcija i povećanje mase mozga kod pokusnih životinja. Istraživači sugeriraju da se pronađeni učinak može proširiti na ljude pod brojnim uvjetima.

Prvo, biolozi su stvorili genetski izmijenjene miševe kojima je nedostajao enzim telomeraza, koji je sposoban dovršiti krajeve hromozoma, zvane telomere.

Tokom nekoliko generacija, telomeri u ćelijama miševa su se uveliko skraćivali, a same životinje su pokazale čitav niz efekata ubrzanog starenja: osteoporozu, dijabetes i neurodegenerativne bolesti, lošu plodnost, smrt ranije nego inače...

Ali naučnici su programirali miševe tako da se deaktivirani enzim može ponovo uključiti u bilo kom trenutku dodavanjem hemikalije 4-OHT, koja utiče na željeni gen. Istraživači su dozvolili miševima da dostignu odraslu dob, a zatim su privremeno preokrenuli proizvodnju telomeraze. Rezultati su provjereni još mjesec dana kasnije.

Biolozi su pratili aktivnost telomeraze pomoću svetlećih markera. Detalji eksperimenta mogu se pronaći u članku u Nature (fotografija Mariela Jaskelioff, Ronald A. DePinho/Nature).

Biolozi su očekivali da će obnavljanje aktivnosti enzima usporiti ili zaustaviti starenje, ali se pokazalo da je efekat još jači – mnogi procesi su se obrnuli. Kod mužjaka su smežurani testisi povratili svoj oblik, a životinje su ponovo počele stvarati zdravu spermu i rađati potomstvo.

Miševi su također povratili svoju "mladu" slezinu, jetru i crijeva i vratili oslabljeni njuh, što im je omogućilo da se bolje snalaze u lavirintu. Očekivani životni vijek glodara također se vratio u normalu.

Čak iu mozgu miševa, starenje je preokrenuto: aktivirane su progenitorske ćelije, proizvodeći nove neurone, mijelinske ovojnice oko neurona počele su da se vraćaju u normalnu debljinu, a veličina i težina mozga su se povećale (foto Mariela Jaskelioff, Ronald A. DePinho /Priroda).

Važno je da životinje nisu pokazivale znakove raka, pojašnjava PhysOrg.com. Ipak, među biolozima još uvijek postoji zabrinutost da stimulacija telomeraze može uzrokovati rak (na kraju krajeva, ćelije raka aktiviraju ovaj enzim, postajući tako gotovo besmrtne).

DePigno vjeruje da se ovaj rizik može smanjiti uključivanjem telomeraze u kratkim vremenskim periodima - danima ili sedmicama. Međutim, priznaje naučnik, ovo pitanje zahtijeva dalje istraživanje.

Autori rada vjeruju da će terapija telomerom u kombinaciji s drugim metodama pomoći u liječenju brojnih poremećaja vezanih za dob. Ali ostaje nejasno pitanje: može li prisilna aktivacija telomeraze eliminirati posljedice normalnog starenja, a ne preranog starenja, na primjer, uzrokovanog genetskim bolestima.

Ova tačka još uvijek čeka na proučavanje, pa je prerano govoriti o pojavi lijeka za starost. Međutim, rezultat novog iskustva je ohrabrujući: možda bi spas od starenja trebalo tražiti u ovom pravcu.

Otkriveni geni koji utiču na starenje!

Naučnici su identifikovali gene koji regulišu proces starenja

Britanski istraživači su po prvi put uspjeli identificirati grupu gena koji reguliraju "brzinu starenja" ljudskog tijela. Kako piše britanski list The Guardian, ovo otkriće moglo bi revolucionirati pristup medicine problemu zdravlja i liječenju "starosti" bolesti, kao što su kardiovaskularne bolesti, neke vrste raka i senilna demencija.

Naučnici su otkrili nekoliko različitih gena koji su odgovorni za brzinu starenja ljudskog tijela. Istraživači sa Univerziteta u Leicesteru i Kraljevskog koledža u Londonu kažu da su ti isti geni odgovorni i za napredovanje različitih bolesti povezanih sa starenjem. Strogo govoreći, naučnici su otkrili gene odgovorne za brzinu ljudskog biološkog sata.

Kako su otkrili britanski naučnici, određeni geni naslijeđeni od oba roditelja mogu učiniti da osoba kako stari, prema nizu bioloških karakteristika, bude čak 8 godina "starija" od onih koji nemaju ovaj genetski materijal. U ovoj kombinaciji, ovi jedinstveni "katalizatori" starenja nalaze se u otprilike 7 posto populacije. U 55 posto populacije ovaj genetski materijal uopće nije pronađen.

Još 38% ljudi, zbog gena, u prosjeku je 4 godine starije od svojih vršnjaka. U 55% populacije ovaj genetski materijal uopće nije pronađen.

Istraživači kažu da od trenutka kada se čovjek rodi, počinje proces smanjenja dužine telomera, koji se javlja u trenutku diobe stanica, a kada dođu do određene granične tačke, postaju podložniji raznim bolestima. Drugi stav je da se neki ljudi rađaju sa skupovima DNK koji imaju telomere kraće od određene dužine.

U svom članku u časopisu Nature Genetics, istraživači kažu da su analizirali 500 hiljada različitih pojedinačnih mutacija (supstitucije pojedinačnih nukleotida, DNK "slova") u genomima krvnih stanica 2.917 hiljada ljudi i ustanovili vezu između prisustva ovih mutacija i dužina takozvanih telomera.

Telomeri su krajevi hromozoma koji se nalaze u jezgru svake ćelije u ljudskom telu, koji se skraćuju sa svakom novom deobom ćelije. Kada dužina telomera nije dovoljna za novu podelu, ćelija umire. Ovaj proces postepenog odumiranja ćelija u tkivima tela lekari nazivaju „biološkim starenjem“.

Autori publikacije, predvođeni profesorima Nileshom Samanijem i Timom Spectorom sa Univerziteta Leicester u Velikoj Britaniji i Kraljevskog koledža u Londonu, uspjeli su pokazati da regija jednog od hromozoma, nazvana 3q26, sadrži regiju varijacija u "slovima" DNK u kojoj utiče na dužinu telomera. Dakle, ljudi koji imaju ovu varijantu ovog DNK regiona imaju kraće telomere, što vremenski znači oko 3,6 godina života manje od ljudi koji ne sadrže ove varijacije.

Naučnici su primijetili da su ove varijacije locirane u području hromozoma u blizini TERC gena, koji su, pak, ranije identificirali genetičari kao jedan od faktora koji određuju dužinu telomera. Njegova aktivacija dovodi do usporavanja ljudskog biološkog sata.

"Tokom našeg istraživanja precizno je utvrđeno da dodatni geni prisutni u ljudskim ćelijama mogu ili ubrzati ovaj proces ili ga usporiti. Neki ljudi u početku mogu biti genetski programirani da stare brže od drugih. Biološko starenje organizma je posebno ubrzano pod uticajem nepovoljnih faktora - pušenja, sedentarnog načina života ili gojaznosti. Takvi ljudi mogu da počnu da budu podložni bolestima starosti u ranijoj životnoj dobi", kaže Tim Spector, profesor na King's College London.

Tako su naučnici uspeli da pokažu da su starenje i habanje tela povezani ne samo sa protokom vremena, faktorima okoline i lošim navikama, već i sa biološkim razlozima, jer se neki ljudi rađaju sa predispozicijom da brže stare.

Jedno od glavnih otkrića povezanih s ovim genima je da uz pomoć ovih gena u budućnosti ljekari planiraju istovremeno liječiti neke od srčanih bolesti.

Londonski ljekari napominju da je danas poznato da su bolesti poput Parkinsonove ili Alchajmerove bolesti tipične bolesti povezane sa godinama, kao i neke uobičajene srčane bolesti. Prema njima, pored gena, za regulaciju biološkog sata su odgovorni i dijelovi ljudskih hromozoma poput telomera, koji također nose dio informacija o biološkim genima.

Naučnici su otkrili inhibitor starenja

Američki istraživači su otkrili da u tijelu živih bića postoji protein koji djeluje kao prirodni usporavač procesa starenja. Očekuje se da će se ovo otkriće koristiti za prevenciju degenerativnih promjena i liječenje bolesti povezanih sa starošću.

Kako prenosi RIA Novosti, istraživanje su sproveli zaposleni na Univerzitetu Kalifornije, koji se nalazi u San Dijegu. Proučavali su tijelo voćnih mušica Drosophila i otkrili da je jedan od proteina u njihovom tijelu odgovoran za metabolizam i proces starenja. Istovremeno se oslobađa kada živa ćelija doživi stres.

U daljnjem radu pokazalo se da su struktura i biohemijske funkcije ovog proteina identične kod muha, velikih životinja, pa čak i ljudi. "Patologije uzrokovane nedostatkom sestrina uključuju nakupljanje tjelesne masti, srčane aritmije i degeneraciju mišića čak i kod mladih mušica. Ove patologije su izuzetno slične uobičajenim tjelesnim poremećajima prekomjerne težine, zatajenja srca i gubitka mišića koji prate starenje kod ljudi." , istakao je profesor Michael Karin, koji je vodio istraživački tim.

Sljedeći cilj naučnika bit će proučavanje djelovanja Sestrina posebno na degenerativne senilne bolesti kod ljudi, čiji uzrok nauka još ne može utvrditi. “Vjerovatno ćemo jednog dana moći koristiti proteinske molekule slične sestrinu koji smo proučavali da spriječimo smrt kože povezane sa starenjem, kao i da liječimo čitav niz degenerativnih bolesti povezanih sa starošću, kao što su gubitak mišića i Alchajmerova bolest. bolesti", objavila je Karin.

Genetske prednosti omogućavaju ljudima da žive duže od majmuna

Prema zapadnim genetičarima, određene genetske prednosti omogućavaju ljudima da žive duže od svojih najbližih bioloških rođaka, posebno čimpanza. Istovremeno, proces starenja kod ljudi se odvija brže, a tokom perioda starenja genetski sistem može uzrokovati više kvarova, što osobu stavlja u veći rizik od raznih bolesti.

Unatoč činjenici da su s genetske točke gledišta ljudi i veliki majmuni poput čimpanza i orangutana vrlo slični, životni vijek ovih potonjih gotovo nikada ne prelazi 45-50 godina. Prema Calebu Finchu, profesoru na Univerzitetu Južne Kalifornije u Davisu, ljudi su evoluirali kako bi se bolje prilagodili borbi protiv bolesti i raznih bioloških infekcija, kao i promjenama uzrokovanim velikom konzumacijom mesa, posebno povećanjem kolesterola.

Finch kaže da su specifične genetske prednosti koje su ljudi stekli milionima godina sada predmet istraživanja, ali je već sada jasno da geni koji, s jedne strane, povećavaju otpornost osobe na različite vanjske utjecaje, imaju i lošu stranu u obliku karcinoma, kao što je rak ili leukemija, kao i u obliku srčanih bolesti. Gastronomske karakteristike su napravile još veću razliku između ljudi i njihovih najbližih bioloških rođaka tokom stotina hiljada godina. Na primjer, naučnici su samo kod ljudi otkrili gen za transport holesterola, takozvani apolipoprotein E, čija je nuspojava sklonost upalnim procesima i mnogim aspektima starenja mozga i arterija, kao i bolesti koje su povezane s tim. procesi.

Gore spomenuti gen ApoE3 je jedinstven za ljude, štoviše, u procesu evolucije, na osnovu ovog gena nastala je njegova manja modifikacija - ApoE4, čiji minimalni kvarovi dovode do poremećaja u neuralnom razvoju mozga, provociraju Alchajmerovu bolest. bolesti i značajno povećavaju rizik od srčanih bolesti. Finch kaže da samo kvar ovog gena košta ljude u prosjeku četiri godine života.

Općenito je prihvaćeno da je kraći život muškaraca povezan s više stresa na poslu. Ali danas, kada je razlika u uslovima rada među polovima praktično nestala, jaz se nimalo ne smanjuje. Još jedna široko prihvaćena teorija je da su žene manje "podložne" ovisnostima kao što su pušenje ili piće i vjerojatnije je da će se truditi da jedu zdravo. Ali istovremeno, u starosti žene u prosjeku imaju lošije zdravlje od muškaraca, što u ovom slučaju ne bi vrijedilo očekivati. I općenito, ženke drugih vrsta također imaju tendenciju da žive duže od mužjaka. Mora postojati neki drugi razlog.

Općenito, starenje tijela povezano je s postepenim nakupljanjem malih „grešaka“ i oštećenja u ćelijama i ćelijskim komponentama, proteinima, hromozomima i DNK. Regenerativne sposobnosti našeg tijela su nesavršene i malo-pomalo se umnožavaju sitni "defekti" koji dovode do velikih posljedica.

Još 1977. godine engleski profesor Thomas Kirkwood iznio je ideju da naša tijela općenito ne bi trebala besprijekorno obnavljati svoje strukture, jer to ide u prilog evoluciji vrste: Homo sapiens potrebni su visokokvalitetni predstavnici reproduktivnog doba, a stare je bolje odbaciti radi uštede resursa. U njegovom opisu, slično konceptu "sebičnog gena" Richarda Dawkinsa, organizam se pojavljuje kao neka vrsta privremenog doma za genetski materijal, za njegov prijenos s prethodne generacije na sljedeću. Jednom kada se transfer efikasno izvrši, tijelo postaje rasipanje energije. Kirkwood je prilično provokativno nazvao svoju hipotezu “teorijom some za jednokratnu upotrebu”, au svom nedavnom članku proširio ju je u odnosu na problem ranije smrti muškaraca.

Zaista, brojni laboratorijski eksperimenti pokazuju da životinje s dugim životnim vijekom imaju učinkovitije sisteme za podršku i obnavljanje stanica i njihovih struktura od kratkovječnih životinja. Općenito, ove životinje imaju tendenciju da budu veće i inteligentnije. Za njih tijelo nije tako "jednokratni" objekt, a energetska ulaganja u njegovu podršku se isplate. Makar samo zbog činjenice da djeca takvih vrsta imaju dug period sazrijevanja, tokom kojeg im je potrebna roditeljska briga (ovo je posebno izraženo kod ljudi).

Osim toga, eksperimenti na glodarima su pokazali da tjelesni "sistemi za popravku" kod mužjaka ne rade tako efikasno kao kod ženki. Štoviše, ako se jajnici ženki glodara kirurški uklone, ova razlika nestaje. Takođe je poznato da kastrirani mužjaci imaju tendenciju da žive duže. Kirkwood daje i povijesni primjer: u državi Kanzas, kastracija je nekada (avaj) bila jedna od stalnih praksi „liječenja“ i smirivanja nasilnih psihičkih bolesnika, što je omogućilo prikupljanje statistike: kastrati su živjeli, u prosjeku, toliko. kao 14 godina duže. Kirkwood uzima još jedan primjer iz Japana, gdje su naučnici stvorili “super-ženku” miša kombinirajući genetski materijal para ženki i umjetno ga uzgajajući. Dakle, ovaj miš nije nosio niti jedan gen dobijen od mužjaka. Živjela je za trećinu duže od prosječne ženke miša.

Šta sve ovo znači? Kirkwood, kao evolucionista, izvodi sljedeće zaključke. Za biološku vrstu zdravlje ženki je važnije od zdravlja mužjaka: ženke su te koje po pravilu moraju da rađaju i odgajaju potomstvo. Reproduktivna uloga mužjaka je često potpuno pasivna i malo se mijenja s promjenama u njihovom zdravlju. Za vrstu je „prikladnije“ da mužjak, nakon što je završio svoje reproduktivne zadatke, „odlazi i ne ometa se“ sljedećoj generaciji. To posredno potvrđuje i činjenica da je povećan nivo

Niko od nas ne želi da stari. Starenje je simbol smrti i izaziva strah. Ono što najviše plaši ljude su spoljašnje manifestacije starosti: oronula koža, ispadanje zuba, pogoršanje svih telesnih funkcija. Međutim, gen za starenje prisutan je u svakom živom organizmu. Neki ljudi mogu graciozno stare, ali za većinu ljudi uvenuće tijela predstavlja veliki izazov.

Postoji li način da se spriječi ovaj proces? Od vremena svog postojanja, čovječanstvo pokušava pronaći odgovor na ovo pitanje koje muči umove, nadajući se da još uvijek postoji lijek za starost i smrt.

Naučnici već duže vrijeme pokušavaju riješiti ovu filozofsku zagonetku. Na ovu temu nastalo je mnogo priča, filmova, naučnih radova. Postoji čak i posebna nauka o besmrtnosti, koja se zove "imortologija". Većina religioznih pokreta vjeruje da je duša besmrtna, ali tijelu je, nažalost, dodijeljeno samo kratko vrijeme na zemlji.

Uprkos činjenici da se besmrtnost u naučnim umovima više smatra idejom, neprestano se pokušavaju pronaći odgovor na pitanje „da li je moguće živjeti vječno“. Do danas su naučnici sproveli ogromnu količinu istraživanja o genetici starenja. I možemo se upoznati sa njihovim nalazima koji otkrivaju tajnu uvenuća i smrti ljudskog tijela.

Kako zaustaviti starenje?

Postoji oko 500 teorija o tome kako odgoditi i zaustaviti starost. Najpopularnije u savremenoj nauci smatraju se 3 vrste istraživanja o vječnom ljudskom životu:

• matične ćelije;
• genetika starenja;
• nanotehnologija.

Vječna mladost sa matičnim ćelijama

Matične ćelije su odgovorne za obnavljanje. Kada se proces njihove zamjene uspori i pogorša, tijelo daje signal o starenju. Ćelije se ne dijele i počinju procesi sušenja.

Pluripotentne ćelije (drugo ime za matične ćelije) pomažu ljudskom tijelu da se razvije. Danas je nauka postigla dobar napredak u ovom pitanju. Naučnici su naučili da iz takvih ćelija uzgajaju tkiva i organe i razvili metode za njihovu reprodukciju u laboratoriji. Ovo je značajan doprinos na putu ka vječnom životu. Prva otkrića u ovoj oblasti napravili su američki naučnici.

Gene životnog veka. Teorija telomeraze i gen P16

Unatoč činjenici da matične stanice mogu produžiti mladost na duže vrijeme, ali i obnoviti tijelo nakon bilo kakvog oštećenja, procesi u ljudskom genomu uglavnom dovode do starenja i smrti. Aktivnost gena se mijenja s godinama. Na početku života osoba se efikasnije odupire virusima i bakterijama nego na kraju. Genom se skraćuje. Iz ovih opažanja proizlazi teorija telomeraze.

Telomere su dijelovi DNK povezani s ljudskim biološkim satom. Kako se ove ćelije dijele, postaju sve kraće. A kada dođu do granice, dolazi do apoptoze – ćelijske smrti.

Zanimljiva činjenica: ćelije raka se razlikuju od normalnih po tome što sadrže telomerazu, enzim koji sprečava smanjenje telomera. Zbog toga ćelije raka ne stare. Prisustvo DNK koda telomeraze u zdravoj ćeliji učinit će je kancerogenom.

Postoji još jedan genetski razlog za starenje ćelija. Ovo otkriće pripada kineskim naučnicima. Pretpostavka o prisutnosti gena za starenje postoji već duže vrijeme i opravdana je. Gen za starenje naziva se P16. Ovaj gen je direktno povezan sa telomerima i utiče na njihovu dužinu.

Kako produžiti mladost uticajem na gen P16? Ispostavilo se da inhibicija aktivnosti ovog gena može povećati život ćelije i pomoći u smanjenju skraćivanja telomera

Zaključak je jednostavan: morate blokirati ovaj gen i tada će stanica moći živjeti vječno. Ali da li je to moguće? Odgovor zavisi od budućnosti medicine. U ovoj fazi razvoja nauke, naučnici rade na ovom pitanju. Nagađa se da će blokiranje P16 biti moguće zahvaljujući nanotehnologiji.

Nanotehnologija protiv starosnih promjena

Primena nanotehnologije u oblasti blokiranja procesa starenja organizma je sledeća. Naučnici su iznijeli pretpostavke da će nanoroboti moći blokirati sve negativne promjene u stanicama. Tako će molekularni roboti izvršiti svojevrsnu "popravku" ćelija, potpuno poboljšajući tijelo. Ali da li će osoba tada biti osoba?

Drugi načini za postizanje besmrtnosti u nauci

Naučnici vjeruju da možete produžiti svoj život na druge načine. To uključuje:

• smanjena tjelesna temperatura. Eksperimenti se izvode u Japanu. Materijal za njih su miševi. Smatra se da snižavanje telesne temperature za 1 stepen produžava život za 15-20%.
• transplantologija. Metoda koja se aktivno razvija i postaje uobičajena u svijetu. Već je obavljeno više od 40 hiljada operacija transplantacije. Zamjena organa neće pobijediti smrt, ali će značajno produžiti životni vijek.
• Promjena nosioca svijesti (kloniranje). Neke zemlje su već provele eksperimente u kloniranju organizama i embriona. Danas su naučnici došli do zaključka da će ovaj postupak u budućnosti dati mnogo negativnih rezultata za čovječanstvo, ali ovaj zaključak nije konačan.
• Krionika. Predstavlja zamrzavanje tijela, krioprezervaciju. Ovaj pristup također postaje sve rašireniji. Neki naučnici vjeruju da sama priroda sugerira ovu tajnu očuvanja života. Na kraju krajeva, mnogi organizmi mogu izdržati smrzavanje i živjeti dalje.

Šta danas možemo učiniti za našu dugovječnost?

Najvažniji organ odgovoran za našu dugovječnost je mozak. To je ono što još nisu naučili kako da transplantiraju. Nije uzalud što kažu da morate paziti na svoje živce. Uostalom, neuroni nemaju sposobnost oporavka i razmnožavanja, za razliku od, na primjer, crijevnih stanica. S godinama se smanjuje broj nervnih ćelija u mozgu. Ali u isto vrijeme, ovaj organ karakterizira plastičnost. Neuroni se ne regenerišu, ali mozak može restrukturirati svoj rad u već postojećoj situaciji. Održive ćelije obavljaju funkciju mrtvih ćelija.

Da bi naš mozak nastavio svoj rad što je duže moguće, potrebno je:

1. Štiti nervne ćelije bez izlaganja štetnim uticajima. Alkohol, zarazne bolesti, stres i nestabilan krvni pritisak negativno utiču na neurone.
2. Trenirajte funkcije mozga i nervnog sistema. Vježbe uključuju trening fizičkih sposobnosti (sport, ples, kaljenje, trčanje, vježbe disanja), trening mentalnih sposobnosti (razvoj pamćenja, funkcije pažnje, logičke vježbe).
3. Bitan faktor za dugovečnost je psihološki faktor. Ispada da ako je osoba preživjela neku vrstu bolesti i oporavila se zahvaljujući svojoj snazi ​​volje, najvjerovatnije će živjeti duže od nekoga ko je živio mirnim, odmjerenim životom, a da se nije razbolio. Nisu bez razloga došli do takve nauke kao što je psihosomatika. Svi procesi koji se odvijaju u našem tijelu povezani su s našim dubokim stavovima, iskustvima i podsvjesnim procesima. Pozitivne misli su efikasan lek koji preporučuju lekari.

Optimizam i vjera također doprinose dugovječnosti

Šta će se desiti ako ljudi žive zauvek?

Nauka se razvija, a sa njom i mogućnosti medicine. Sasvim je moguće da će osoba moći kontrolirati proces starenja. S jedne strane, tu ima prednosti. Produženjem života ljudi će moći duže da uživaju u svim njegovim procesima i neće biti žurbe da imaju decu. Ali ako govorimo o besmrtnosti, onda postoji i druga strana. Prenaseljenost planete može dovesti do gladi, nezaposlenosti i života koji nikoga neće usrećiti. Stoga će pitanje besmrtnosti još dugo ostati kontroverzno i ​​filozofsko.

Takođe, ne žele svi večni život. Sjetimo se starijih, umorni su od postojanja. Živeći život, ljudi shvataju da nije sve večno, težeći više spasenju duše.

U zaključku, napominjemo da kao visoko razvijeno biće, osoba može produžiti svoj život čak i bez pribjegavanja najnovijim metodama medicine. Trening, samorazvoj, briga o sebi i pozitivan stav čine mnogo za zdravlje, produženje mladosti i ljepote. Sve u našim rukama. Kreativne misli, ideje koje se prenose na druge, djecu, podučavanje drugih ljudi produžavaju naše živote i daju besmrtnost na duhovnom nivou.