В поисках гена «бессмертия»

У МНОГИХ народов есть сказки и легенды, которые пытаются объяснить, почему люди умирают. В одной африканской легенде, например, говорится, что Бог поручил хамелеону отнести людям бессмертие, а хамелеон шел так медленно, что его обогнала другая ящерица, которая несла весть о смерти. Легковерные люди приняли весть этой ящерицы и не получили бессмертия.

Ответ на вопрос «почему человек умирает?» на протяжении веков искали и философы. В IV веке до н. э. греческий философ Аристотель учил, что продолжительность человеческой жизни зависит от способности тела уравновешивать тепло и холод. Он говорил: «Смерть всегда наступает из-за недостатка тепла». А Платон учил, что у человека есть бессмертная душа, которая переживает смерть тела.

Несмотря на поразительные достижения современной науки, биологи все так же бьются над вопросами, связанными с тем, почему мы стареем и умираем. В лондонской газете «Гардиан уикли» говорилось: «Одна из величайших тайн медицины заключается не в том, почему умирают люди, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями или раком, а в том, почему умирают даже здоровые люди. Если на протяжении примерно 70 лет человеческие клетки делятся и постоянно обновляются, то почему они вдруг все сразу перестают самовоспроизводиться?»

Стремясь понять процесс старения, генетики и специалисты в области молекулярной биологии исследуют клетку. По мнению многих ученых, именно в этих микроскопических элементах спрятан ключ к продлению жизни. Некоторые, например, считают, что с помощью генной инженерии ученым скоро удастся победить рак и заболевания сердца. Но насколько близка наука к тому, чтобы исполнить мечту людей о вечной жизни?

Раскрываются секреты клетки

Секреты клетки пытались раскрыть и предыдущие поколения ученых, но у них не было необходимого для этого оборудования. И только в прошлом веке ученые смогли заглянуть внутрь клетки и проследить, как работают многие из ее основных составляющих. Что же обнаружили ученые? «Оказалось, что клетка — это микровселенная»,— говорит Рик Гор, автор научно-популярных изданий.

Чтобы получить хоть какое-то представление о неимоверной сложности клетки, подумайте о том, что каждая клетка состоит из триллионов еще меньших частиц, которые называются молекулами. Тем не менее, исследуя строение клетки, ученые видят, что в ней царит изумительный порядок и что она явно была создана. Доцент кафедры генетики и молекулярной биологии Станфордского университета Филипп Ханавальт говорит: «Для нормального роста даже простейшей живой клетки необходимы десятки тысяч упорядоченных химических реакций». Ханавальт также утверждает: «Запрограммированные достижения этих крошечных химических заводов намного превосходят возможности ученого, который работает в лаборатории».

 Представьте себе пугающе сложную задачу: увеличить продолжительность человеческой жизни биологическими средствами. Для этого потребовалось бы не только глубокое знание основных элементов, из которых состоит все живое, но и способность ими управлять! Чтобы понять, какая трудная задача стоит перед биологами, давайте лишь на минутку заглянем в клетку человека.

Все дело в генах

В каждой клетке есть сложный центр управления, который называется ядром. Оно управляет работой клетки, выполняя набор закодированных команд. Эти команды хранятся в хромосомах.

Наши хромосомы состоят главным образом из белка и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) *. Хотя ученые знали о ДНК с конца 1860-х годов, ее молекулярное строение поняли лишь в 1953 году. Но после этого прошло еще почти 10 лет, прежде чем биологи начали понимать «язык», с помощью которого молекулы ДНК передают генетическую информацию. (Смотрите рамку на странице 22.)

В 1930-х годах генетики обнаружили, что на конце каждой хромосомы есть короткая цепочка ДНК, которая способствует сохранению целостности этой хромосомы. Эта цепочка ДНК называется теломерой (от греческого те́лос — «конец», ме́рос — «часть»). Теломеры действуют, как колпачок на шнурке для ботинок. Без теломер наши хромосомы стали бы раскручиваться и разламываться на короткие фрагменты, прилипать друг к другу или каким-либо другим образом потеряли бы свою целостность.

Позднее исследователи обнаружили, что в большинстве видов клеток при каждом следующем делении клетки теломеры укорачиваются. После примерно 50 делений клетки от ее теломеры остается лишь крошечный кусочек, клетка перестает делиться и в конце концов погибает. То, что клетки имеют ограниченный потенциал деления, впервые доказал в 1960-х годах д-р Леонард Хейфлик. Среди ученых это явление получило название «лимит Хейфлика».

Нашел ли д-р Хейфлик ключ к механизму клеточного старения? Некоторые полагали, что да. В 1975 году в одном труде говорилось, что ученые-авангардисты в области исследования процесса старения считали, что «во всех живых организмах действует точно настроенный по времени механизм самоуничтожения — некие часы старения, которые отсчитывают время жизни» («Nature/Science Annual»). Стала укрепляться надежда на то, что ученые наконец-то добрались непосредственно до процесса старения.

В 1990-х годах ученые, которые изучали раковые клетки человека, нашли еще один важный ключ к этим «клеточным часам». Они обнаружили, что злокачественные клетки как-то научились «не обращать внимания» на свои «клеточные часы» и делиться бесконечно. Это открытие заставило биологов вновь заняться изучением весьма необычного фермента, который впервые был обнаружен в 1980-х годах, а затем найден в большинстве видов раковых клеток. Этот фермент называется теломеразой. Что  он делает? Если объяснять просто, теломеразу можно сравнить с кнопкой, которая возвращает «часы» клетки в исходное положение, удлиняя для этого теломеры.

Конец старению?

Исследование теломеразы быстро стало самой злободневной темой исследований в молекулярной биологии. Возникло предположение о том, что если биологи сумеют с помощью теломеразы компенсировать укорачивание теломер во время деления нормальных клеток, то, возможно, удастся остановить или, по крайней мере, существенно замедлить процесс старения. Интересно, что, как сообщается в одном издании корпорации «Герон», исследователи, которые проводят лабораторные опыты с теломеразой, уже продемонстрировали, что можно изменить обычные клетки человека так, чтобы они «делились и размножались бесконечно» («Geron Corporation News»).

Однако, несмотря на эти достижения, нет оснований надеяться на то, что в ближайшем будущем биологи существенно увеличат продолжительность нашей жизни с помощью теломеразы. Почему? Одна из причин этого состоит в том, что укорачивание теломер — далеко не единственный фактор, определяющий механизм старения. Вот что говорит, например, автор книги «Reversing Human Aging» д-р Майкл Фоссел: «Если нам удастся победить то старение, которое известно нам сегодня, мы все равно будем стареть в каком-то новом, менее знакомом нам смысле этого слова. Если мы научимся бесконечно удлинять теломеры, мы, возможно, избежим заболеваний, присущих сегодня старости, но мы по-прежнему будем изнашиваться и в конце концов умрем».

Безусловно, на процесс старения влияет, вероятно, целый ряд биологических факторов. И у ученых сегодня нет ответов на многие вопросы о старении. Леонард Гуаренте из Массачусетсского технологического института говорит: «Во многих отношениях старение по-прежнему остается для нас „черным ящиком“» («Scientific American», осень 1999 года).

Пытаясь понять, почему люди стареют и умирают, биологи и генетики исследуют клетку. Но настоящая причина старения и смерти открывается в Слове Бога. В нем просто говорится: «Как одним человеком грех вошел в мир, и грехом — смерть, так и смерть перешла во всех человеков, потому что в нем все согрешили» (Римлянам 5:12). Да, причину, по которой умирают люди, никогда не сможет удалить наука. Эта причина — унаследованный грех (1 Коринфянам 15:22).

Однако наш Творец обещает устранить все последствия унаследованного греха с помощью искупительной жертвы Христа (Римлянам 6:23). Мы можем не сомневаться в том, что Творец знает, как обратить вспять процесс старения и уничтожить смерть, ведь в Псалме 138:16 говорится: «Зародыш мой видели очи Твои; в Твоей книге записаны все дни [«все его части», НМ]». Именно Иегова Бог создал генетический код и, образно говоря, записал его. Поэтому в угодное ему время Иегова позаботится о том, чтобы гены позволили всем, кто подчиняется его требованиям, жить вечно (Псалом 36:29; Откровение 21:3, 4).

[Сноска]

[Рамка, страница 22]

«ЯЗЫК» ДНК

Основные элементы, или «буквы», языка ДНК — это химические соединения, которые называются основаниями. Существует четыре типа оснований: тимин, аденин, гуанин и цитозин, которые обычно называются сокращенно Т, А, Г и Ц. «Подумайте об этих четырех основаниях как о буквах четырехбуквенного алфавита,— говорится в журнале «Нэшнл джиогрэфик».— Точно так же как мы складываем слова из букв обычного алфавита, основания А, Т, Г и Ц, из которых состоят наши гены, складываются в состоящие из трех букв „слова“, понятные механизму клетки». Генетические «слова», в свою очередь, составляют «предложения», которые сообщают клетке, как производить определенный белок. Цепочка «букв» ДНК определяет, будет ли данный белок действовать как фермент, который поможет вам переварить ужин, или как антитело, которое отразит натиск инфекции, или как какой-то другой из тысяч видов белков, находящихся в вашем теле. Стоит ли удивляться, что в книге «Клетка» («The Cell») ДНК называется «генеральным планом жизни»!

[Иллюстрация, страница 21]

Концы хромосом (светящиеся участки на иллюстрации) позволяют клетке делиться снова и снова.

[Сведения об источнике]

С любезного разрешения Geron Corporation