Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни

Тайна из Берна

Составляя GWAS, ученые идентифицируют только те варианты генов, которые встречаются у большого количества людей. Если же мутация встречается редко, она, как правило, не улавливается этим радаром. Но, разумеется, это не значит, что редкие мутации не имеют никакого значения. На самом деле есть причины считать иначе. К счастью, иногда подобные мутации выявляют в других исследованиях.

Заглянем в небольшой городок Берн в американском штате Индиана. На первый взгляд, Берн, окруженный полями до самого горизонта, похож на большинство городков на Среднем Западе. Но подождите до тех пор, пока вы не познакомитесь с его жителями: многие из них носят старинную одежду, ездят на повозках, запряженных лошадьми, и, если прислушаться, вы услышите из их уст не английский язык, а диалект немецкого.

Район города Берн — место поселения амишей. Эти люди исповедуют особый вид христианства и живут простой жизнью, где ценится тяжелый труд и скромность. Амиши прибыли в Северную Америку из Германии и Швейцарии в XVIII–XIX веках, но сейчас они живут только в Новом Свете.

Когда-то они составляли всего лишь небольшую группу: 100 лет назад во всех штатах Америки насчитывалось не более 5000 амишей. Однако к 2000 году их численность достигла 166 000 человек и с тех пор возросла до 330 000. Подобный подъем объясняется вовсе не тем, что быть амишем стало модно. Ситуации, когда к колонии присоединяются люди извне, крайне редки. Рост численности объясняется тем, что у амишей рождается много детей. Так что, хотя сейчас они составляют достаточно большую группу населения, все амиши происходят из маленького эксклюзивного клуба.

Колония амишей в Берне началась с нескольких семей, переехавших туда из штата Огайо в начале XIX века.

Один из переселенцев, сам того не ведая, являлся носителем особой генной мутации. Если бы этот человек женился на обычном представителе американского общества, мы никогда бы не узнали об этом, ведь их потомки распространились бы повсюду. Однако благодаря тому, что этот человек был амишем, большая часть его потомков все еще живет в Берне и генная мутация распространяется по всему городу благодаря перекрестным бракам. У некоторых из живущих ныне поселенцев отмечаются сразу две копии мутации, так как этот человек по линии обоих родителей происходит от первоначального носителя.

Мутация отмечается в гене Serpine1, который кодирует белок PAI-1. Если человек наследует только один мутантный ген (а второй будет обычным), уровень PAI-1 снижается. Если же мутантный ген наследуется от обоих родителей, белок PAI-1 не производится совсем.

Мы узнали об этой мутации благодаря исследованию, проведенному Северо-Восточным университетом в Чикаго. Ученые сначала работали с протеином PAI-1 у мышей. Ученые выяснили, что мыши, у которых уровень этого белка был повышен, быстрее старели и слабели. Однако их можно было спасти, снизив уровень PAI-1. Понимаете, к чему я веду?

У некоторых из амишей Берна уровень PAI-1 очень низкий, а у некоторых его вовсе нет, потому что отвечающий за его производство ген не работает. Генетический подарок от предков. Если мыши с повышенным уровнем протеина PAI-1 стареют быстрее, значит ли это, что амиши с низким уровнем стареют медленнее? Ученые принялись это выяснять.

Они сравнили три группы амишей из Берна: в одной группе были унаследовавшие мутацию от обоих родителей (обе копии гена Serpine1 дефектные), в другой — от одного родителя (одна копия Serpine1 дефектная, а вторая нормальная), в третьей — носители обычного гена. Исследователи знали истории семей колонии и с помощью ныне живущих потомков могли определить, кто из умерших амишей в генеало­гическом древе был носителем этой мутации.

Действительно, носители мутации в гене Serpine1 жили в среднем дольше «обычных» амишей. Звучит на удивление глупо: у нас есть ген, который мы можем уничтожить, и это принесет нам пользу. Словно книга, которая станет понятнее, если вырвать из нее страницу.

Нужно все же помнить, что природа необязательно стремится к тому, чтобы люди жили как можно дольше.

Подобное исследование дает нам шанс самостоятельно продлить себе жизнь. В Японии уже идут клинические испытания препарата, который снижает уровень белка PAI-1.

А пока препарат испытывают, воспользуемся нашими знаниями о белке PAI-1, чтобы разобраться, как именно происходит процесс старения. Ведь почему именно белок PAI-1 ускоряет этот процесс?

PAI-1 играет важную роль в процессе, который называется сенесенс — клеточное старение. Это особое состояние, в которое приходят клетки с возрастом. Они становятся своего рода клетками-зомби, существующими на грани между смертью и жизнью. Такие клетки перестают делиться, как обычные, но, вместо того чтобы погибнуть (совершив суицид — апоптоз, как обычно делает клетка), они остаются жить.

И не просто жить. Зомби-клетки выбрасывают большое количество вредных молекул, вызывая воспаление тканей вокруг себя. Среди этих молекул — PAI-1. Что еще хуже, PAI-1 может превращать другие клетки в зомби-клетки.