http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=32434f00-4d8b-458c-a368-2ca69d3ad163&print=1© 2024 Российская академия наук
Член-корреспондент РАН Алексей Москалев рассказал о последних результатах генетического моделирования нестареющих организмов
Если в ближайшие десятилетия будет изобретено «средство Макропулоса», оно, скорее всего, будет базироваться на генетических манипуляциях. Оптимизм внушают животные-долгожители, чей «век» может длиться и 200, и 500 лет. Есть даже такие существа, которые живут вечно. К таким, к примеру, относится медуза Turritopsis dohrnii. В разговоре с геронтологом, доктором биологических наук, членом-корреспондентом РАН Алексеем Москалевым мы узнали:
– что общего у маленькой летучей мышки с огромным гренландским китом
– как животные могут научить человека продлевать свой век
– как омолодить свой организм при помощи стресса.
Являясь сотрудником сразу трех институтов – Института биологии ФИЦ Уральского отделения РАН, Института молекулярной биологии им. Энгельгардта и Института общей генетики им. Вавилова, Москалев изучает генетические механизмы старения на модельных животных.
– Алексей, что больше всего подталкивает организм к старению?
– Старение – это постепенное снижение способности функциональных систем организма поддерживать постоянство параметров жизнедеятельности. Например, уровня глюкозы и холестерина в крови, артериального давления, выделительной функции почек или очистительной функции печени и т.п. От этого происходит ухудшение стрессоустойчивости, организм подвергается риску хронических заболеваний и смерти.
– Почему для исследования этой проблемы нужны модельные животные?
– Человек является не вполне удобной моделью исследований механизмов старения и долголетия. В научных исследованиях принципиальное значение имеет контрольная группа, для которой все параметры идентичны с опытной, кроме исследуемого фактора. Однако среди людей найти большую группу идентичных сложно, ведь каждый человек отличается своим образом жизни, генетическими и психологическими особенностями. Кроме того, многие генетические и терапевтические исследования старения на человеке невозможны по этическим соображениям.
– Какие животные лучше всего подходят на роль модельных?
– Одними из первых животных, на которых ученые еще в 80-х годах прошлого века опробовали генетическое «моделирование», были плодовые мушки и нематоды.
Было доказано, что после манипуляции с их геномом продолжительность жизни животных увеличивается в несколько раз по сравнению с родительскими организмами.
– Почему начали именно с мушек и нематод?
– Их преимуществами стали малые сроки жизни – мушки и черви живут всего 1-2 месяца. Чтобы существенно продлить им жизнь достаточно добавить несколько десятков дней. Мышам, живущим по два года, для долгожительства можно прибавить полгода.
– Как много генов и какие именно из них «исправляли» у этих животных, чтобы продлить им жизнь?
– Технологии создания трансгенных линий животных позволили установить роль нескольких сотен генов, играющих свою функцию в долголетии. Могу привести в пример те, с которыми мы столкнулись, изучая геном летучей мыши Брандта. Эти существа, живущие в дикой природе, являются самыми мелкими долгоживущими млекопитающими. При средней массе тела 7 грамм она может доживать до 40 с лишним (!) лет. Совместно с Вадимом Гладышевым из Гарвардской медицинской школы нам удалось расшифровать геном этого млекопитающего и изучить активность его генов в разные сезоны года. Оказалось, что у этой летучей мыши ослаблен сигнальный путь инсулина, который повышает риски диабета и опухолевых заболеваний. Поскольку рецептор выработки инсулина связан с гормоном роста, организмы, у которых эти функции ослаблены, как правило, имеют маленькие размеры.
– В геноме людей-долгожителей тоже бывают ослаблены эти факторы?
– Эту тему ученым еще предстоит изучить. Есть, к примеру, другие генетические признаки долголетия, присутствующие, наоборот, у самых крупных животных в мире – серых и гренландских китов, живущих до 80-200 лет. В свое время мы изучали ДНК серых китов и выяснили, что их долголетие связано со способностью эффективней чинить поломки в ДНК, удалять поврежденные белки и структуры клетки, а также крепким иммунитетом.
– Как вам удалось получить биоматериал? Ведь серый кит занесен в Красную книгу.
– Его добыча в ограниченном режиме ведется на Чукотке. Новосибирские биологи попросили фрагменты китового мяса для исследования у местных жителей, ну а после поделились с нами. Мы проводили исследования с коллегами из Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, Университета Бен Гуриона (Израиль) и Института биохимии в Бухаресте.
– Можно ли, зная особые «гены долголетия», разработать в будущем лекарства, которые воздействуя на них, продлевали бы людям жизнь?
– Теоретически, можно. Но, к сожалению, не все гены-мишени возможно регулировать фармакологически. В таком случае на помощь может прийти генная терапия, РНК-терапия или использование моноклональных антител.
– Можно ли активировать соответствующие омоложению участки ДНК менее сложными способами?
– Восстановить антиоксидантную защиту клеток вполне возможно, подвергнув организм кратковременному стрессу. Заметьте, именно кратковременному и не слишком сильному. Таким стрессом может быть голодание или поход в сауну. Маленькая доза стресса для организма является закаливающим фактором.
– Как долго надо голодать, чтобы организм запустил программу активации клеточного обновления?
– Некоторым для начала легким стрессом может быть соблюдение «чистых» промежутков между приемами пищи. Это значит, ничего не есть и не пить (кроме чистой воды) до следующего приема пищи в течение 2-4 часов. Есть люди, которые ввиду доступности еды, не могут выдержать даже такого малого интервала.
– Почему так происходит?
– Из-за того, что они потакают желанию получать все больше и больше калорий. После каждого приема пищи для нейтрализации углеводов и жиров выделяется инсулин – основной компонент, от которого зависит наш метаболизм. Если человек питается неритмично, особенно перекусывая чем-нибудь сладким, он способствует быстрому выбросу инсулина, после чего очень быстро снова наступает чувство голода. Это называется нарушением так называемой метаболической гибкости.
Так что преодоление этого нарушения на первом этапе и станет тем легким стрессом, о котором мы говорим. Надо заставлять себя не есть между приемами пищи хотя бы 3-4 часа, чтобы снова испытать голод.
На следующем этапе можно использовать метод интервального голодания. Например, вы завтракаете, обедаете как обычно, затем ужинаете не позднее 18:00 часов и после ничего не едите вплоть до 9:00 следующего дня. Получается интервал в питании 15 часов.
Еще одним вариантом голодания может быть периодическое разгрузочное питание. К примеру, раз в 10 дней вы два дня подряд «сидите» на овощных салатах с оливковым маслом или лимонным соком.
Ну и еще одним способом встряхнуть свой метаболизм может быть просто пропуск обеда или ужина.
– Какие продукты надо обязательно включать в рацион тем, кто хочет продлить молодость?
– При каждом приеме пищи обязательно добавляйте порцию овощей и хотя бы раз в день ешьте порцию фруктов или ягод. От добавленного сахара лучше отказаться вообще. Сахар, особенно тот, что находится в подслащенных напитках, ведет к стремительному выбросу инсулина, а, кроме того, приводит к сшивке белков коллагена и эластина. Эти сшивки (или склеивание) чреваты чем-то похожим на задубление клеток кожи, сосудистой стенки (что ведет к повышению артериального давления), ткани легких, то есть их старением. Люди, которые стараются избегать сахара, выглядят и чувствуют себя моложе. Если вам очень трудно отказаться от добавленного сахара, иногда балуйте себя, – невротические состояния связанные с его полной отменой тоже допускать нельзя. Рекомендую следующий вариант: если вам предстоит в конце недели поход в гости, где ожидается чаепитие, всю неделю до этого не ешьте ничего сладкого, а в гостях разрешите небольшой кусочек торта.