Футурология

Стресс — это негативные воздействия внешней среды, к которым относятся: окисление макромолекул с помощью свободных радикалов, воспаление и инфекции, недостаток пищи, повышение или понижение температуры, нарушение светового режима, воздействие ионизирующей радиации.

Активация генов стрессоустойчивости приводит к продлению жизни.

Исследования российского генетика А. А. Москалева показали, что мутация в гене GADD45 продляет жизнь дрозофилам на 77%. GADD45 отвечает за репарацию ДНК, то есть за устранение повреждений. Если будет определено вещество, которое сможет активировать гены GADD45 у человека, то это с высокой долей вероятности приведет к продлению его жизни.

Исследования Гордона Литгоу уже показали, что фармакологическое управление геномом может приводить к продлению жизни. Исключительно за счет добавления в пищу нематодам флуоресцентного красителя тиофлавина Т удалось продлить их жизнь на 78%. Это вещество активизирует экспрессию генов стрессоустойчивости, а именно белков теплового шока и генов, связанных с аутофагией, — процессом расщепления вредных агрегатов внутри клетки.

С помощью различных химических веществ можно управлять работой и других генов, вовлеченных в процессы старения.

Белок mTOR имеет множество функций, например, регулирует ответ клетки на факторы роста, гормоны и аминокислоты. Ингибирование (блокирование) сигнального пути mTOR в клетках ведет к продлению жизни.

Название mTOR расшифровывается как мишень для рапамицина — препарата, который используется для подавления работы иммунной системы.

Если добавлять рапамицин в рацион старых мышей, они будут жить дольше примерно на 10%. Это было показано тремя независимыми лабораториями.

По мнению Михаила Благосклонного, с помощью ингибирования сигнального пути mTOR можно вмешаться в квазипрограмму старения и продлить людям жизнь.

Профессор В. Н. Анисимов считает, что метформин и другие бигуаниды могут служить в качестве геропротекторов, то есть веществ, продляющих жизнь человеку. Метформин также ингибирует mTOR, а кроме того, активирует AMPK — фермент, который регулирует энергетический метаболизм клетки, а также за счет активации гена Sirt1 противодействует старению.

В экспериментах уже показано, что метформин продляет максимальную продолжительность жизни некоторым линиям мышей на 10–20%. Другие вещества из класса бигуанидов, к которым относится метформин, существенно снижают вероятность заболевания раком.

Одним из подходов к продлению жизни за счет управления работой генома является активация фермента теломеразы одновременно с генами, защищающими организм от рака.

Теломераза удлиняет теломеры, концевые участки хромосом — конденсированных молекул ДНК. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются и в какой-то момент достигают критической длины, после чего клетка перестает делиться. Укорочение теломер является одним из основных факторов клеточного старения.

Группе ученых под руководством Марии Бласко удалось продлить жизнь мышам, у которых за счет мутаций была активирована теломераза и ген p53, который является онкосупрессором, то есть осуществляет контроль возникновения рака.

В будущем станет возможным подбирать оптимальный режим работы генов и за счет этого добиваться существенного продления жизни.

Регулировать работу генома можно разными способами, например с помощью микроРНК.

МикроРНК — это маленькие некодирующие молекулы РНК, которые комплиментарно связываются с кодирующей белок матричной РНК и тем самым прекращают синтез белка. В ходе старения сотни микроРНК изменяют свои уровни, в основном их концентрация сильно снижается. Это значит, что начинает работать много генов, активность которых нежелательна в зрелом возрасте, например, ген фосфоинозитол-3-киназы PI3K. МикроРНК имеют множество мишеней, поэтому необходимо изучить, что это за гены и какую роль они играют в старении.

Если для каждого человека будет установлен оптимальный набор микроРНК, можно будет контролировать работу его генома и поддерживать функционирование на уровне молодого организма.

Другим способом регуляции работы генов могут служить выборочные эпигенетические изменения, например, изменение плотности упаковки ДНК или присоединение/отсоединение разных химических групп к цепи ДНК.

Сделать геном плотнее можно за счет отсоединения ацетильной группы от одного из гистонов. Это сделает ген неактивным. Такой же результат будет иметь присоединение метильной группы к ДНК.

Для правильной регуляции, то есть включения и выключения генов, необходимо четко знать, где находится то место на длинной цепи ДНК, куда надо вмешаться. В будущем станет возможным делать такие метки, что позволит управлять функционированием клеток, а значит, и работой ткани, что приведет к продлению жизни.

Корректировка метаболизма

Еще один подход к продлению жизни — регуляция метаболизма. В этом направлении уже есть хорошие результаты.