|
Медуза - ключ к человеческому бессмертию
|
|
|
|
В природе существует вид, который, вместо того чтобы мчаться галопом к старости, после созревания возвращается к самому началу, снова и снова. Но в отличие от трагического вымышленного персонажа Бенджамина Баттона, который также стареет в обратном порядке, это существо не умирает, возвращаясь в младенчество, — вместо этого оно снова вырастает, повторяя цикл. Это очаровательное и загадочное существо - Turritopsis dohrnii, более известное как “бессмертная” медуза, животное, у которого нет мозга, сердца, костей и глаз, но которое обладает способностью избегать смерти от естественных причин.
|
|
|
|
Сначала из икринок медуз вырастают маленькие, свободно плавающие личинки, называемые планулами. Затем они превращаются в полипы, или крошечные анемоны, стебли которых прикрепляются к коралловым рифам. Затем полипы превращаются в незрелые желеобразные зародыши, которые, разрастаясь, становятся медузами - знакомыми существами в форме зонтика с щупальцами, которые обитают в океанах и спариваются, чтобы отложить икру. Однако если хорошенько надавить на медузу, она может пропустить стадии оплодотворения и личиночной стадии, превратившись прямо в полип — как бабочка, возвращающаяся обратно в гусеницу.
|
|
|
|
Многие другие виды медуз могут проделать этот трюк с обратным старением и вернуться к личиночной стадии, но только один раз и редко после полового размножения; бессмертная медуза уникальна своей способностью проделывать это, казалось бы, бесконечное количество раз. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в июле 2022 года, ученые из Университета Овьедо в Испании попытались пролить свет на этот поразительный процесс, изучив гены, которые контролируют неортодоксальный жизненный цикл бессмертной медузы. Может ли он таить в себе секреты человеческого бессмертия?
|
|
|
|
|
|
|
Имея на руках координаты местонахождения медузы, полученные в ходе предыдущих исследований, Мария Паскуаль Торнер, научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биологии Университета Овьедо и один из авторов исследования, нырнула в воды Санта-Катерины, средиземноморского курортного городка на юге Италии. Она и ее коллеги собрали полипы, поместили их в аквариум и позволили им в течение нескольких дней превращаться в медуз. Чтобы выяснить, как медузы реагируют на стресс, они морили медуз голодом.
|
|
|
|
“Медузы сжались в маленькие шарики, образовали полипы и начали перестраивать свои взрослые тела”, - объясняет Паскуаль Торнер. Чтобы увидеть, какие гены контролируют весь этот процесс и активно используются для производства белков, исследователи заморозили образцы медуз каждой стадии жизни, чтобы извлечь из них информационную РНК (мРНК) - молекулу, которая приводит в действие инструкции ДНК. Они также сравнили эти гены с набором из почти 1000 генов, связанных со старением и восстановлением ДНК, — все они существуют у большинства видов, включая наш.
|
|
|
|
“У медузы были дополнительные копии определенных генов, что говорит о том, что они могут быть важны для выживания этих существ”, - говорит Паскуаль Торнер. Интересно, что гены, связанные с хранением ДНК, вступили в игру, помогая медузам вырабатывать свои белки; но как только медузы вернулись к своей полипической форме, те же самые гены были отключены, и их белки достигли дна на стадии, подобной капле, прежде чем превратиться в полип.
|
|
|
|
И наоборот, гены, связанные с плюрипотентностью, или способностью клетки разветвляться на множество различных типов клеток или тканей в организме, пошли другим путем. Они оставались спокойными на стадии медузы, просыпались, когда взрослое животное переходило в стрессовый режим саморазрушения, и помогали восстанавливать его, а затем снова впадали в спячку, когда процесс подходил к концу.
|
|
|
|
Это удивительно слаженная хореография движений взад и вперед, и гены, которые ее контролируют, требуют дальнейшего изучения. “Мы не думаем о ключевом гене бессмертия или формуле бессмертия”, - говорит Паскуаль Торнер. Вместо этого она и ее команда больше сосредоточены на выявлении генов, которые являются наиболее перспективными для регенеративной терапии, которая представляет собой процесс замены или регенерации разрушающихся клеток, тканей или органов человека, чтобы вернуть организм в более здоровое состояние.
|
|
|
|
Их исследование этих регенеративных свойств медуз потенциально может помочь человеческому организму лучше бороться с разрушительными последствиями старения и нейродегенеративными и сердечно—сосудистыми заболеваниями, которые часто сопровождают старость, — подчеркивает Паскуаль Торнер. “Наука развивается медленно”. Она верит, что бессмертие - всего лишь несбыточная мечта, и так оно и останется.
|
|
|
|
“Подумайте о системе нашего организма, которая должна находиться в равновесии”, - говорит Паскуаль Торнер. Каждую минуту клетки, которые функционируют неправильно, программируются на гибель в результате процесса, называемого апоптозом. “Если бы в нашем организме, в наших органах не было смерти, мы не смогли бы жить как система”, - говорит она. Даже нашему мозгу нужна смерть, чтобы выжить. “Когда нам исполняется от нуля до трех лет, наш мозг постоянно растет, старые нейроны постоянно отмирают, когда их нейронные пути не используются”, - говорит Паскуаль Торнер.
|
|
|
|
В этом отношении есть космическая ирония в том, что заболевание раком на самом деле влечет за собой “бунтующие” клетки, стремящиеся к бессмертию, хотя и за счет всей системы в целом. “Раковые клетки не находятся в равновесии с другими клетками. Эти клетки идут своим путем и в конце концов погибают, потому что разрушают организм”, - говорит Паскуаль Торнер.
|
|
|
|
Если подумать, даже бессмертная медуза не является неуязвимой для смерти. “Он смертелен, потому что на нем водятся хищники; его могут съесть морские улитки или морские черви, а вирусы или паразиты могут убить его”, - говорит Паскуаль Торнер.
|
|
|
|
Пока что “источник молодости”, источник, который превращает старые, усталые тела в молодые и свежие, останется мифическим. “Конкретных решений для ”источника молодости" не существует", - говорит Питер Тронтель, биолог-эволюционист из Университета Любляны в Словении. Тронтель координирует проект GENEVOLCAV, в рамках которого составляется карта генетического кода Proteus anguinus, или словенского олма, пещерной амфибии, также известной своей долговечностью.
|
|
|
|
“Это примерно тот уровень, которого мы ожидаем достичь с нашими первыми результатами по геному Протея”, - говорит Тронтель. Он считает, что исследование Паскуаля Торнера о медузах имеет большой потенциал для дальнейших открытий, но впереди еще долгий путь, прежде чем что-либо будет осмысленно использовано в медицине или других областях применения человеком.
|
|
|
|
“В этом также нет ничего нового, потому что функциональные свойства генов, которые были обнаружены у бессмертных медуз, были известны и ожидались, а омоложение по-прежнему означает, что взрослая особь должна превратиться в комок ткани, прежде чем из нее сможет вырасти совершенно новый организм”, - говорит Тронтелджи. “Вся процедура похожа на некую форму клонирования”. Он также признался, что его ужасает мысль о том, что люди будут жить еще дольше на все более перенаселенной планете. “Хотя это может быть полезно для космических путешествий”, - говорит он.
|
|
|
|
Как говорит Паскуаль Торнер, системам нужны входы и выходы — на данный момент мы это уже установили. Но что произойдет, если изменить белки-накопители, чтобы они оставались активными на стадии полипа? Продолжит ли медуза свой путь Бенджамина Баттона или будет вынуждена двигаться в одном направлении - в нашем, вперед? Это, наряду с дальнейшим изучением генов-кандидатов, которые, как уже известно, играют важную роль в старении, входит в программу будущих исследований ученых. Но они не могут в достаточной мере подчеркнуть, что человеческое тело создано для того, чтобы входить в жизнь и выходить из нее.
|
|
|
|
Тем не менее, есть тайны, подобные тайне человеческого сознания, — признает Паскуаль Торнер, — всю полноту которых невозможно свести к химическим уравнениям. Но это уже совсем другая глава. Пока мы не доберемся до этого, если вообще когда-нибудь доберемся, мы, возможно, все же захотим сделать процесс старения немного более приятным.
|
|
|
|
Источник
|
