Intervija ar biologu Vadimu Gladiševu par novecošanās cēloņiem un dzīves pagarināšanas perspektīvām
N. N. tika atvērta novecošanās sistēmu bioloģijas laboratorija. Maskavas Valsts Belozerskas universitāte 2017. gadā, ko finansē no Krievijas Federācijas valdības dotācijas. To vada Maskavas Valsts universitātes absolvents, Hārvardas Medicīnas skolas profesors Vadims Gladiševs. "Bēniņi" viņam vaicāja, kāpēc mēs novecojam, ko ar to iesākt un ko dara viņa kolēģi Krievijā un ASV.
Ir diezgan maz novecošanās jēdzienu. Vispirms apskatīsim šo procesu mazā, šūnu līmenī. Kā jūs definētu veco šūnu?
- Manā skatījumā novecošanās ir kaitīgu izmaiņu uzkrāšanās ar vecumu. Tas ir ne tikai molekulārs bojājums, izmaiņas var būt atšķirīgas: var būt pārmērīgs vai nepietiekams kāda komponenta daudzums, vai šūnu disbalanss, vai dažas citas izmaiņas. Piemēram, olbaltumvielu kompleksa sastāvā viens proteīns ir vairāk nekā nepieciešams, bet otrs - nepietiekams. Šīs izmaiņas uzkrājas līdz ar vecumu. Tas attiecas gan uz šūnu, gan uz organismu, jo vairums vienšūnu organismu noveco, kā arī daudzšūnu organismi, nav daudz atšķirību. Bet daudzšūnu organismā tas ir grūtāk, jo dažādi orgāni un dažādas orgānu iekšējās šūnas tajā noveco, un tie kaut kā mijiedarbojas viens ar otru. Dažādi orgāni var novecot ar atšķirīgu ātrumu, dažādas šūnas var novecot ar atšķirīgu ātrumu, un tie visi ietekmē viens otru.
Vai ir kāda robeža, ar kuru jūs varat atšķirt veco būru no vecā?
- Nē, tas ir tik nepārtraukts process. Novecošana faktiski sākas ar apaugļošanu. Ola tika apaugļota, radās jauns organisms un tūlīt sāka novecot. Embriju mirstība ir augsta, tāpēc bojājumi uz visa pārējā fona vēl nav redzami. Cilvēkiem tas faktiski izpaužas tikai pēc deviņiem gadiem, kad mirstība sāk pieaugt līdz ar vecumu.
Vai jūs varat izdalīt galveno novecošanās iemeslu?
- Tā ir problēma. Nav skaidrs, kā veikt eksperimentu, kas atspoguļotu visas sistēmas pāreju uz veco stāvokli, nevis uz dažām tās daļām. Parasti viņi ņem kādu daļu, piemēram, kādu vienu gēnu vai organelle, un skatās uz viņiem, mēģinot izprast novecošanos. Bet tas nevar pilnībā atspoguļot visa organisma novecošanās ainu.
Reklāmas video:
Tātad mēs nevaram ņemt vērā nevienu faktoru un nosaukt to par iemeslu?
- Nav galvenā novecošanās iemesla. Principā tā nevar pastāvēt. Iedomājieties šādu situāciju: kāds faktors ir kļuvis ierobežojošs. Šeit tas ir - galvenais novecošanās iemesls, tāpēc viss noveco. Tad var sagaidīt, ka dabiskā atlase vājinās visas pārējās sastāvdaļas. Teiksim, ka ir kāds cits proteīns, kas darbojas ļoti labi, tas nesadalās un darbojas visu dzīvi. Un viņā radās mutācija, tāpēc viņš kļuva nedaudz sliktāks. Bet tam nebūs nozīmes, to nevarēs atcelt, jo vēl viens novecošanās iemesls joprojām ir ierobežots. Tad citā gēnā, trešdaļā, radās mutācija … Viss pakāpeniski pasliktināsies un pasliktināsies, līdz tas tiek sinhronizēts ar faktoru, kas bija galvenais faktors mūsu sākumā. Rezultātā atkal daudzi faktori kopīgi ietekmēs novecošanos, un nebūs neviena galvenā. Bet sinhronizācija nebūs pilnīga,un tas dažādām sugām izpaužas atšķirīgi. Peles, īpaši laboratorijas, bieži mirst no noteikta veida vēža, un cilvēki mirst no sirds slimībām. Tas notiek tāpēc, ka izmiršanas procesu sinhronizācija nav absolūta, ir atšķirīga nosliece uz slimībām, kas saistītas ar vecumu.
Cik viennozīmīgi ir saistīta šūnu novecošanās un organisma novecošanās? Pieņemsim, ka mums ir kaila molu žurka, kas praktiski nenoveco. Tajā pašā laikā jūs nesen rakstījāt, ka tajā tika atrasti daži novecošanās mehānismi. Vai tas nozīmē, ka atsevišķas šūnas ir novecojušās, bet pati molu žurka nav?
- Nē, tā nav pilnīgi taisnība. Es domāju, ka arī rakšanas darbinieks noveco. Viņš vienkārši dzīvo ļoti ilgu laiku. Tā kā visi postījumi uzkrājas kopā, ir grūti atrast galveno cēloni. Bet dažreiz jūs varat manipulēt ar kaut kādu atsauces olbaltumvielu, kas ietekmē daudzus citus procesus. Teiksim, ka mēs to noņēmām - viss ir mainījies, ķermenis ir kļuvis atšķirīgs un tagad tas noveco nedaudz savādāk un var novecot ilgāk. Tā tas ir ar ekskavatoru: tas noveco ilgāk un noveco tik ilgi, ka ir ļoti grūti pamanīt šo procesu.
Bet vai atsevišķas novecojošās šūnas viņa ķermenī joprojām uzkrājas?
- Protams. Piemēram, tajā ir neironi. Tie veidojas embrionālās attīstības laikā. Tad tos neaizvieto, tie ir neatjaunojami elementi. Dažreiz viņos kaut kas notiek, piemēram, ir notikusi mutācija vai kāda cita kļūda - neirons ir miris, un to nekādā veidā nevar aizstāt. Kāds laiks ir pagājis - cits neirons mirst, cits, trešais. Izrādās, ka ķermenis nevar, bet vecums. Tas attiecas uz jebkuru zīdītāju.
Vladimirs Skulačevs un līdzautori izvirza pieņēmumu, ka molu žurka ir neotēniskā pele (tas ir, tā, kurā attīstība ir ievērojami palēnināta, tāpēc indivīdi bērnībā sāk vairoties - autora piezīme), un cilvēks ir neotēnijas pērtiķis. Tāpēc molu žurka noveco lēnāk nekā pele, un mēs - lēnāk nekā pērtiķi. Vai mums ir kādi mūsu pašu mehānismi, kas ļauj mums novecot lēnāk?
- Tas ir interesants jautājums. Mums ir projekts par šo tēmu Maskavas laboratorijā. Mēs tikai cenšamies evolūcijas procesu līmenī atklāt dažas kopīgas iezīmes starp cilvēku un molu žurku salīdzinājumā ar viņu tuvākajiem radiniekiem, kas nav neoteniski. Lidojot, gēni, kas ir atbildīgi par šiem procesiem, nav atrasti, bet mēs joprojām meklējam.
Vai pastāv iespēja, ka mēs no ekskavatora varam aizņemties kādu ilgmūžības mehānismu?
- Jā, šī ir viena no galvenajām idejām manā laboratorijā. Mēs vēlamies izpētīt ilgstoši dzīvojošos organismus, ieskaitot mola žurkas, un kaut kā izmantot mehānismus, kas evolūcijas laikā tajos radušies. Bet cilvēkiem tas, protams, nav rītdienas jautājums, jo vispirms jums jāpārbauda peles.
Dažādu dzīvnieku salīdzinošā dzīves ilguma diagramma. [A] maksimālais dzīves ilgums, ņemot vērā pieaugušā masu; [B] Ilgstošu sugu piemēri; [C] Dažu zīdītāju sugu salīdzinošā atrašanās vieta attiecībā pret to vidējo dzīves ilgumu. Ilustrācija no Siminga Ma, Vadima N. Gladiševa raksta. Ilgmūžības molekulārie paraksti: ieskats no dažādu sugu salīdzinošajiem pētījumiem / Semināri šūnu un attīstības bioloģijā.
Kurai no dzīves ilguma stratēģijām, jūsuprāt, ir vislielākās iespējas tuvākajā nākotnē?
- Viena no tendencēm ir vienkāršas iejaukšanās, piemēram, kaloriju ierobežošana, tās jau ir, tās var pārbaudīt. Mehānismu piesaiste no ilgstoši dzīvojošiem organismiem ir otra, ilgāka termiņa tendence, ar potenciālu kardinālākām dzīves ilguma izmaiņām. Parastās vienkāršās iejaukšanās pelēm pagarina dzīvi par maksimāli 20-30%. Ja to nodod personai un, visticamāk, [šāda iejaukšanās] viņam nedarbosies tik labi, ideālā gadījumā tas ir [dzīves ilguma] pieaugums par 10 vai 20 gadiem. Un tur ir trešais variants - tas ir pilnīgi jauns, par šo tēmu ir publicēts tikai viens raksts, šeit joprojām ir maz datu - tā ir atjaunošanās in vivo, ķermeņa iekšienē, kad var izteikt tā saucamos “Yamanaka faktorus”. Šie ir četri transkripcijas faktori, kas ļauj šūnai pāriet no pieaugušā cilvēka uz embriju stāvokli. Šis darbs iznāca pirms gada. Tur zinātnieki peles izteica šos četrus gēnus, dažas šūnas pārgāja jaunākā stāvoklī, un pele sāka dzīvot ilgāk. Bet problēma ir šāda: atjaunojot šūnu, mēs ievērojami palielinām vēža iespējamību. Tāpēc šajā darbā viņi kaut ko krāpās vai kaut ko: viņi veica eksperimentu ar īslaicīgu peļu līniju, kurai nebija laika attīstīt vēzi. Bet principā šī ir ļoti laba ideja. Jūs varat vienlaikus atjaunot un cīnīties ar vēzi, apvienot šīs stratēģijas. Šai teritorijai ir liels potenciāls. Esmu dzirdējis no vairākām laboratorijām, ka pašlaik notiek pētījumi par šo tēmu.mēs ievērojami palielinām vēža iespējamību. Tāpēc šajā darbā viņi kaut ko krāpās vai kaut ko: viņi veica eksperimentu ar īslaicīgu peļu līniju, kurai nebija laika attīstīt vēzi. Bet principā šī ir ļoti laba ideja. Jūs varat vienlaikus atjaunot un cīnīties ar vēzi, apvienot šīs stratēģijas. Šai teritorijai ir liels potenciāls. Esmu dzirdējis no vairākām laboratorijām, ka pašlaik notiek pētījumi par šo tēmu.mēs ievērojami palielinām vēža iespējamību. Tāpēc šajā darbā viņi kaut ko krāpās vai kaut ko: viņi veica eksperimentu ar īslaicīgu peļu līniju, kurai nebija laika attīstīt vēzi. Bet principā šī ir ļoti laba ideja. Jūs varat vienlaikus atjaunot un cīnīties ar vēzi, apvienot šīs stratēģijas. Šai teritorijai ir liels potenciāls. Esmu dzirdējis no vairākām laboratorijām, ka pašlaik notiek pētījumi par šo tēmu.
“Bet šajā gadījumā mums var būt problēma, ka mēs lēnāk mācāmies cīnīties ar vēzi, nevis pārprogrammējam šūnas
- Kāpēc vēža gadījumā pēdējos gados ir arī ļoti liels progress. Vēzis tagad tiek sakārtots, katram vēža veidam ir atrasti galvenie izraisītāji, un šiem draiveriem ir izvēlēti inhibitori. Iepriekš ārstēšana bija vienkārša: ķīmijterapija vai radio - un sveiks, visiem tā ir vienāda. Un tagad viņi ņem vēzi, secīgi un jau zina, kuru inhibitoru lietot, kas iedarbojas uz to pašu gēnu, kas mulsināja. Tas ir pavisam cits līmenis.
Autore: Polina Loseva
