Haastattelu biologin Vadim Gladyshevin kanssa ikääntymisen syistä ja mahdollisuuksista pidentää elämää
Ikääntymisen systeemibiologian laboratorio avattiin N. N. Belozerskin Moskovan valtionyliopisto vuonna 2017, Venäjän federaation hallituksen rahoituksella. Sitä johtaa Moskovan valtionyliopiston tutkinnon suorittanut professori Harvardin lääketieteellisessä koulussa Vadim Gladyshev. "Attic" kysyi häneltä, miksi me vanhenemme, mitä tehdä siihen ja mitä hänen kollegansa Venäjällä ja Yhdysvalloissa tekevät.
Ikääntymisen käsitteitä on melko vähän. Tarkastellaan ensin tätä prosessia pienellä, solutasolla. Kuinka määrittäisit vanhan solun?
- Mielestäni ikääntyminen on haitallisten muutosten kertymistä iän myötä. Tämä ei ole pelkästään molekyylivaurioita, muutokset voivat olla erilaisia: jotakin komponenttia voi olla ylimääräinen tai riittämätön määrä, tai solujen epätasapaino tai joitain muita muutoksia. Esimerkiksi proteiinikompleksin koostumuksessa yksi proteiini on enemmän kuin tarvitaan, ja toinen ei riitä. Nämä muutokset kasaantuvat iän myötä. Tämä pätee sekä soluun että organismiin, koska useimmat yksisoluiset organismit ikääntyvät samoin kuin monisoluiset organismit, ei ole paljon eroa. Mutta monisoluisessa organismissa se on vaikeampaa, koska eri elimet ja elinten sisällä olevat eri solut ikääntyvät siinä, ja ne ovat jotenkin vuorovaikutuksessa keskenään. Eri elimet voivat ikääntyä eri nopeudella, eri solut voivat ikääntyä eri nopeudella, ja ne kaikki vaikuttavat toisiinsa.
Onko olemassa jonkinlainen raja, jolla voit erottaa vanhan häkin vanhasta?
- Ei, se on niin jatkuva prosessi. Ikääntyminen alkaa hedelmöityksestä. Muna hedelmöitettiin, syntyi uusi organismi ja alkoi heti ikääntyä. Alkioissa on vain korkea kuolleisuus, joten vaurioita ei ole vielä nähtävissä kaiken muun taustalla. Itse asiassa tämä ilmenee vasta yhdeksän vuoden kuluttua, kun kuolleisuus alkaa kasvaa iän myötä.
Voitko erottaa tärkeän ikääntymisen syyn?
- Se on ongelma. Ei ole selvää, kuinka tehdään kokeilu, joka heijastaa koko järjestelmän siirtymistä vanhaan tilaan eikä joitain sen osia. Yleensä he ottavat osan, esimerkiksi yhden geenin tai organelin, ja katsovat niitä yrittäessään ymmärtää ikääntymistä. Mutta tämä ei voi täysin kuvastaa koko organismin ikääntymiskuvaa.
Mainosvideo:
Joten emme voi ottaa yhtäkään tekijää ja kutsua sitä syyksi?
- Ikääntymiselle ei ole pääasiallista syytä. Sitä ei voi olla periaatteessa. Kuvittele seuraava tilanne: jostakin tekijästä on tullut rajoittavaa. Tässä se on - tärkein syy ikääntymiseen, koska se kaikki vanhenee. Luonnollisen valinnan voidaan sitten odottaa heikentyvän kaikkien muiden komponenttien suhteen. Sanotaan, että on jokin muu proteiini, joka toimii erittäin hyvin, se ei hajoa ja se toimii koko elämän. Ja hänessä syntyi mutaatio, hänestä tuli hieman huonompi tämän takia. Mutta sillä ei ole väliä, sitä ei poisteta valinnalla, koska toinen syy ikääntymiseen on edelleen rajoittava. Sitten mutaatio syntyi toisessa geenissä, kolmannessa … Kaikki asteittain pahenee ja huonompi, kunnes se synkronoidaan tekijän kanssa, joka oli päätekijämme alussa. Seurauksena on, että monet tekijät vaikuttavat jälleen yhdessä ikääntymiseen, eikä yhtä päätekijää ole. Mutta synkronointi ei ole täydellistä,ja tämä ilmenee eri lajeissa eri tavalla. Hiiret, etenkin laboratoriot, kuolevat usein tietyntyyppisistä syöpistä ja ihmiset kuolevat sydänsairauksiin. Tämä tapahtuu, koska sukupuuttoon menevien synkronointien synkronointi ei ole absoluuttista; ikään liittyviin sairauksiin liittyy erilainen taipumus.
Kuinka yksiselitteisesti solujen ikääntyminen ja organismin ikääntyminen liittyvät toisiinsa? Oletetaan, että meillä on paljain molekyylirotta, joka käytännössä ei vanhene. Samaan aikaan kirjoitit äskettäin, että siitä löytyi joitain ikääntymisen mekanismeja. Tarkoittaako tämä sitä, että yksittäiset solut vanhentuvat, mutta itse myyrrori ei ole?
- Ei, se ei ole täysin totta. Mielestäni kaivaja myös vanhenee. Hän vain elää hyvin pitkään. Ja koska kaikki vahingot ovat kertymässä yhdessä, on vaikea löytää syy. Mutta joskus voit manipuloida jonkinlaista vertailuproteiinia, joka vaikuttaa moniin muihin prosesseihin. Oletetaan, että poistimme sen - kaikki on muuttunut, kehosta on tullut erilainen ja nyt se ikää hiukan eri tavalla ja voi ikääntyä kauemmin. Joten se on kaivinkoneen kanssa: se ikääntyy pidempään ja ikääntyy niin kauan, että on erittäin vaikea huomata tätä prosessia.
Mutta kerääntyvätkö hänen ruumiissaan yksittäiset ikääntyvät solut?
- Varma. Esimerkiksi siinä on neuroneja. Ne muodostuvat alkion kehityksen aikana. Silloin niitä ei korvata, ne ovat uusiutumattomia soluja. Joskus heissä tapahtuu jotain, esimerkiksi on tapahtunut mutaatio tai jokin muu virhe - neuroni on kuollut, eikä sitä voida korvata millään tavalla. Jokin aika on kulunut - toinen neuroni kuolee, toinen, kolmas. Osoittautuu, että ruumis voi ikääntyä. Tämä koskee kaikkia nisäkkäitä.
Vladimir Skulachev ja yhteistyökumppanit esittivät oletuksen, että moolirotta on neogeeninen hiiri (ts. Sellainen, jonka kehitys on hidastunut huomattavasti, joten yksilöt alkavat lisääntyä lapsuudessa - kirjoittajan huomautus) ja mies on neogeeninen apina. Siksi moli-rotta ikääntyy hitaammin kuin hiiri, ja me - hitaammin kuin apinat. Onko meillä omia mekanismeja, joiden avulla voimme ikääntyä hitaammin?
- Tämä on mielenkiintoinen kysymys. Meillä on projekti tästä aiheesta Moskovan laboratoriossa. Yritämme vain löytää evoluutioprosessien tasolla joitain yhteisiä piirteitä ihmisen ja moli-rottien välillä verrattuna heidän lähimpiin sukulaisiinsa, jotka eivät ole neogeenisiä. Näistä prosesseista vastaavia geenejä ei lennossa löydy, mutta etsimme edelleen.
Onko mahdollista, että voimme lainata kaivurilta jonkin verran pitkäikäisyyden mekanismia?
- Kyllä, tämä on yksi laboratorioni pääideoista. Haluamme tutkia pitkäikäisiä organismeja, mukaan lukien molekyylirotta, ja jollain tavoin käyttää mekanismeja, jotka niissä ovat syntyneet evoluution aikana. Mutta ihmisille tämä ei tietenkään ole huomenna kysymys, koska ensin sinun on tarkistettava hiiret.
Kaavio eri eläinten vertailevasta elinkaaresta. [A] Suurin käyttöikä suhteessa aikuisen massaan; [B] Esimerkkejä pitkäikäisistä lajeista; [C] Joidenkin nisäkäslajien vertailupaikka suhteessa keskimääräiseen elinaikaansa. Kuva Siming Ma: n, Vadim N. Gladyshevin artikkelista. Pitkäikäisyyden molekyylin allekirjoitukset: oivalluksia lajien välisistä vertailututkimuksista / Seminaarit solu- ja kehitysbiologiassa.
Millä elämän jatkamisstrategioilla on mielestäsi eniten mahdollisuuksia lähitulevaisuudessa?
- Yksi trendi on yksinkertaiset interventiot, kuten kalorien rajoittaminen, ne ovat jo olemassa, ne voidaan testata. Mekanismien houkutteleminen pitkäikäisistä organismeista on toinen, pidemmän aikavälin suuntaus, jolla voi olla dramaattisempia muutoksia elinajassa. Tavanomaiset yksinkertaiset interventiot hiirissä pidentävät elämää enintään 20-30%. Jos siirrät sen henkilölle - ja todennäköisesti [tällaiset toimenpiteet] eivät toimi niin hyvin hänelle -, tämä on ihannetapauksessa pidentynyt [elinajanodotetta] 10 tai 20 vuotta. Ja on myös kolmas vaihtoehto - se on täysin uusi, aiheesta on julkaistu vain yksi artikkeli, täältä on vielä vähän tietoa - tämä on nuorentaminen in vivo, kehon sisällä, jolloin voidaan ilmaista ns. "Yamanaka-tekijät". Nämä ovat neljä transkriptiotekijää, jotka sallivat solun siirtyä aikuisesta alkion tilaan. Tämä työ tuli esiin vuosi sitten. Siellä tutkijat ilmaisivat nämä neljä geeniä hiirissä, osa soluista siirtyi nuorempiin tiloihin, ja hiiri alkoi elää pidempään. Mutta ongelma on tämä: kun nuorennamme solua, lisäämme huomattavasti syövän todennäköisyyttä. Siksi siinä työssä he huijasivat vähän tai jotain: he tekivät kokeen lyhytikäisellä hiiririvillä, jolla ei ollut aikaa kehittää syöpää. Mutta periaatteessa tämä on erittäin hyvä idea. Voit samanaikaisesti nuorentaa ja torjua syöpää, yhdistää nämä strategiat. Tällä alueella on paljon potentiaalia. Olen kuullut useista laboratorioista, että aiheesta on parhaillaan käynnissä tutkimus.lisäämme huomattavasti syövän todennäköisyyttä. Siksi siinä työssä he huijasivat vähän tai jotain: he tekivät kokeen lyhytikäisellä hiiririvillä, jolla ei ollut aikaa kehittää syöpää. Mutta periaatteessa tämä on erittäin hyvä idea. Voit samanaikaisesti nuorentaa ja torjua syöpää, yhdistää nämä strategiat. Tällä alueella on paljon potentiaalia. Olen kuullut useista laboratorioista, että aiheesta on parhaillaan käynnissä tutkimus.lisäämme huomattavasti syövän todennäköisyyttä. Siksi siinä työssä he huijasivat vähän tai jotain: he tekivät kokeen lyhytikäisellä hiiririvillä, jolla ei ollut aikaa kehittää syöpää. Mutta periaatteessa tämä on erittäin hyvä idea. Voit samanaikaisesti nuorentaa ja torjua syöpää, yhdistää nämä strategiat. Tällä alueella on paljon potentiaalia. Olen kuullut useista laboratorioista, että aiheesta on parhaillaan käynnissä tutkimus.
”Mutta tässä tapauksessa meillä voi olla ongelma, että oppimme hitaammin torjumaan syöpää kuin suunnittelemaan uudelleen soluja
- Miksi syövän tapauksessa on myös tapahtunut erittäin suurta edistystä viime vuosina. Syövät on nyt sekvensoitu, päätekijät on löydetty jokaiselle syöpätyypille, ja estäjät valitaan näille kuljettajille. Aikaisemmin hoito oli yksinkertainen: kemoterapia tai radio - ja hei, se on kaikille sama. Ja nyt he ottavat syövän, sekvensoivat ja tietävät jo, mikä estäjä ottaa, mikä vaikuttaa juuri hämmentyneeseen geeniin. Tämä on täysin eri taso.
Kirjoittaja: Polina Loseva
