Почему мы не эволюционировали, чтобы жить вечно: расcкрывем тайну, почему мы стареем
Исследователи из Института молекулярной биологии (ИМБ) в Майнце (Германия) сделали прорыв в понимании происхождения процесса старения. Они определили, что гены, принадлежащие к процессу, называемому аутофагией - одному из наиболее важных процессов жизнидеятольности, способствуют здоровью и адаптации у молодых червей, но приводят к процессу старения в более позднем возрасте. Это исследование, опубликованное в журнале «Гены и Развитие», является одним из первых очевидных доказательств того, что процесс старения является особенностью эволюции. Эти результаты могут также иметь более широкие последствия для лечения нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и Хантингтона, в которых участвует аутофагия. Исследователи утверждают, что остановка аутофагии у старых червей способствует улучшению нейронального и структурному оздоровлению всего организма.
Старение, это то, что происходит практически с каждым существом на этой планете, но возикает вопрос: должно ли оно происходить? В недавней публикации Хольгера Ричли, были найдены ответы на этот вопрос.
Чарльз Дарвин объяснил, что естественный отбор приводит к тому, что наиболее приспособленные люди в данной среде выживают, чтобы размножаться и передавать свои гены следующему поколению. Это способствует развитию репродуктивных процессов человечества, что приводит к появлению у людей способностей, которые предотвращают старение их генов, и эти способности могут передаваться непрерывно. Поэтому, вопреки очевидным фактам, с точки зрения теории эволюции, люди никогда не должны стареть. Это эволюционное противоречие обсуждалось с 1800-х годов. Только в 1953 году Джордж К. Уильямс в своей гипотезе антагонистической плейотропии (AP) дал нам рациональное объяснение того, как может возникать старение посредством эволюции. Уильямс выдвинул теорию, что естественный отбор сохраняет гены, которые дают тем или иным индивидуумам лучшую возможность размножаться, но совершенно не принимает в расчет тот факт, что такие гены могут оказывать крайне негативное влияние на длительность жизни. То есть если ген дает возможность произвести больше потомков, но при этом сокращает срок жизни, то для естественного отбора это нормально и даже хорошо. Соответственно такие мутации постоянно получали подкрепление и со временем стали частью нашей ДНК. Хотя эта теория была доказана математически и ее последствия продемонстрированы в реальном мире, фактических доказательств наличия генов, ведущих себя таким образом, не хватает.
Это доказательство было получено благодарая соавтору статьи Джонатану Бирну. «Эволюционная теория старения достаточно просто все объясняет, но в ней не было реальных доказательств того, что это происходит в природе. Эволюция становится слепой к воздействию мутации на старение, пока эти процессы только зарождаются после начала репродукции. Гены AP ранее не были обнаружены, поскольку исследовались старые животные. На отностительно небольшом участке мы обнаружили 30 генов, которые приводят к старению. Однако эти гены представляют собой лишь малую часть, учитывая то, что мы протестировали всего лишь 0,05% всех генов в червях» - говорит Джонатан.
По словам Томаса Вильгельма, другого ведущего автора статьи, доказательство того, что старение вызвано эволюцией, стало большим сюрпризом. Самое удивительное это то, какие процессы эти гены задействуют. Недостаточно представить лишь недостающие части 60-летней головоломки. Вильгельм и его коллеги продолжили рассказывать, какое подмножество этих генов принадлежит круглым червям и как они могут управлять процессом старения. «Здесь результаты действительно захватывают», - говорит доктор Хольгер Ричли, главный руководитель исследования. «Мы обнаружили серию генов, участвующих в регулировании аутофагии, которые ускоряют процесс старения». Эти результаты действительно удивительны. Процесс аутофагии является критическим процессом рециркуляции в клетке обычно необходимого для нормальной жизни. Известно, что аутофагия замедляется с возрастом, и авторы этой статьи показывают, что она практически пропадает у старых червей. Они доказали, что закрытие ключевых генов при инициировании процесса позволяет червям жить дольше.
В последнем исследовании Ричли и его команда смогли выявить источник долговечности твердых тканей, называемых нейронам. Инактивируя аутофагию в нейронах старых червей, они не только смогли продлить жизнь червей, но и резко улучшили их здоровье. «Представьте себе, что вы прожили половину своей жизни и выпили лекарство, которое делает вас столь же здоровым, как тех, кто в два раза вас младше, и тем самым продлевает вам жизнь. Ровно это и произошло с червями», - говорит Томас Вильгельм. «Мы отключаем аутофагию только в одной ткани, и все животное получает импульс. У обработанных червей очень здоровые нейроны и мы думаем, что это то, что сохраняет тело и мышцы здоровыми на протяжнении половины жизни».
Конечно, исследование еще не проводилось на людях и даже на более крупных животных, но оно уже позволяет говорить о сенсационных результатах. Возможно также, что именно процесс аутофагии связан с развитием таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Паркинсона, Хантингтона или Альцгеймера, и новый способ поможет людям не только помолодеть и жить дольше, но и избавит от этих недугов, которые на данный момент неизлечимы.
Thomas Wilhelm, Jonathan Byrne, Rebeca Medina, Ena Kolundžić, Johannes Geisinger, Martina Hajduskova, Baris Tursun, Holger Richly. Neuronal inhibition of the autophagy nucleation complex extends life span in post-reproductive C. elegans. Genes & Development, 2017; 31 (15): 1561 DOI: 10.1101/gad.301648.117
