Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни - Никлас Брендборг Страница 14

Теломеры в космосе

Если мы наловчимся запускать миссии на Марс, нам нужно будет проводить в космосе достаточно долгое время. Пока мы слишком мало знаем о том, как отреагирует на это человеческое тело.

В 2016 году американский астронавт Скотт Келли вернулся на Землю после самого продолжительного для американцев пребывания на Международной космической станции. На Земле его встречал брат-близнец, тоже астронавт, Марк Келли. NASA обследовала обоих близнецов до, во время и после полета, чтобы понять, какие последствия для физиологии человека может иметь такое продолжительное пребывание в космосе. Во время полета тело Скотта подвергалось изменениям, а тело оставшегося на Земле Марка — нет. Однако большинство этих изменений прошли после возвращения на Землю.

Ко всеобщему удивлению, выяснилось, что теломеры клеток Скотта Келли удлинились за время пребывания в космосе. Но после возвращения они очень быстро укоротились и стали короче, чем до полета.

Может быть, фонтан молодости — космический билет в один конец?

В 2013 году американец Стив Хорват опубликовал информацию об эпигенетических часах, которые решают как проблему времени ожидания результатов, так и длины теломер. На данный момент это самые точные известные нам биологические часы. С помощью часов Хорвата можно, например, предсказать, кто из близнецов умрет первым. У близнеца с более высоким биологическим возрастом по часам Хорвата выше риск умереть первым. И чем больше разница в биологическом возрасте между близнецами, тем выше этот риск.

Часы Хорвата работают настолько хорошо, что их можно применять даже для шимпанзе — наших ближайших родственников в мире животных. Механизм работы этих часов сложноват.

Во всех наших клетках (за исключением эритроцитов) содержится вся наша ДНК. Это значит, что «рецепт» производства человека содержится во всех клетках. Но клеткам он не нужен: они специализируются на одной или нескольких отдельных функциях. Например, клетки мышц используют только те гены, которые отвечают за создание мышц, оставляя без внимания гены, помогающие выращивать рецепторы вкуса на языке. Клетка не всегда использует все гены, которые ей нужны, некоторые из них она подключает к работе лишь в определенные моменты жизни или в определенных ситуациях.

Именно поэтому клетке необходима специальная система управления, позволяющая включать определенные нужные ей гены и выключать ненужные. Эта система называется эпи­генетикой. «Эпи» означает «над», то есть это что-то, что стоит над генетикой. В действительности происходит химическое изменение ДНК. Можете себе представить, что к гену прикрепляется несколько меток: «включить», «включить быстро», «выключить мгновенно», «выключить постепенно» и т. д.

Одна из важнейших эпигенетических меток — метилирование ДНК, именно она наиболее важна для человека. При метилировании ген подавляется: чем больше метилирования присутствует в определенной зоне гена (она называется промоторной), тем выше вероятность его выключения.

Новые биологические часы, разработанные Стивом Хорватом, основываются именно на метилировании и называются эпигенетическими часами.

Ученым давно известно, что в процессе старения в клетках происходят эпигенетические изменения.

Этот процесс идет во время нашего взросления, ведь клетки развиваются из маленькой однородной зиготы в сотни клеток разного типа, из которых состоит взрослый организм. Клетки используют для развития разные гены, они постоянно включают и выключают их, когда им это необходимо. Оказывается, этот процесс не останавливается даже тогда, когда мы вырастаем.

Сначала ученые объясняли этот факт тем, что клетки постепенно, с возрастом, теряют контроль над своими эпигенетическими процессами. Нечто подобное мы видим и на других участках тела. Но Хорват доказал, что некоторые изменения, вызванные метилированием, происходят не случайно. Они следуют определенной схеме, и по этой схеме можно предсказать, сколько проживет человек.

Хорват обнаружил несколько сотен зон в наших генах, где по количеству метилирования можно — после статистических расчетов — определить биологический возраст человека. С тех пор ученые разработали более точные формы эпигенетических часов Хорвата, включающие в расчеты новые зоны метилирования и другую биологическую информацию, например результаты анализов крови.