15 сентября в МГУ имени М.В. Ломоносова прошла конференция, посвященная созданию первой в России лабораторной колонии так называемых голых землекопов (Heterocephalusglaber). Это африканский грызун, длиной около 10 см, он не умеет стареть и потому пользуется большой популярностью. Петр Каменский, координатор проекта «Депозитарии живых систем “Ноев ковчег”», рассказал о работе проекта в области исследований, сохранения и использования биологического разнообразия России и мира. Изучением живых организмов, обладающих потенциальной практической значимостью, ученые Московского университета занимаются уже второй год.
К таковым, безусловно, принадлежит голый землекоп.
Что это за зверь такой
Это маленький роющий грызун семейства землекоповых. Он обитает в Восточной Африке (Кения, Эфиопия и Сомали). В твердой, засушливой почве на глубине полутора-двух метров голые землекопы передними зубами прорывают целые лабиринты площадью в два футбольных поля. Они живут большими поселениями до 300 особей, почти никогда не выходят на поверхность и совсем не пьют воды.
У этих маленьких грызунов очень развитая социальная структура. В центре лабиринта, вдали от всех потенциальных врагов, находятся апартаменты царицы и ее мужей. Мужей бывает от одного до трех. Только царская семья имеет право на размножение. Все остальные — подчиненные — не могут заводить потомство. Они обязаны защищать царскую семью от врагов.
Таким образом некоторые особи голых землекопов становятся неуязвимыми для врагов. Видимо, благодаря такому защищенному состоянию царской семьи, единственной способной к размножению, запустился генетический отбор в пользу увеличения продолжительности жизни. «За миллион лет землекопу удалось либо отменить старение, либо отставить его так далеко, что мы его не наблюдаем» — отметил директор НИИ Физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, академик РАН Владимир Скулачев.
Может ли человек так же
Почему же ученым так важно, что какой-то африканский грызун может дожить до 36 лет, в то время как его сородичи мыши едва выдерживают три года? По словам Владимира Скулачева, главная цель — найти средство, отменяющее старение у людей. Для этого нужно понять причины долголетия у животных, а маленький голый землекоп лучше всего подходит для лабораторного изучения.
В 1980 году известный зоолог Рашель Баффенстейн привезла в Нью-Йорк из Эфиопии колонию голых землекопов. Некоторые из тех животных живы до сих пор. То есть сейчас им, по меньшей мере, 36 лет. Причиной смерти других особей становились столкновения с сородичами, а не возрастные болезни и изменения. Голые землекопы не болеют диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями, не подвержены онкологическим заболеваниям и инфекциям. Их ткани почти не чувствительны к любому виду химического или радиологического стресса, а иммунная система никогда не ослабевает.
Вопрос, почему голые землекопы не страдают от возрастозависимых заболеваний и не стареют.
Что такое старость и зачем она нужна
Владимир Скулачев согласен с ученым Августом Вейсманом: «Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто, приобретенное вторично в процессе адаптации». Вейсман в данном случае говорил о смерти от старости. Он считал, что «старение было специально изобретено эволюцией для собственного ускорения». Это противоречит привычному пониманию дарвиновского учения о том, что контрпродуктивный признак не может быть отобран естественным отбором.
Однако во второй половине XX века были обнаружены гены смерти клеток. «Оказалось, что каждая живая клетка в страшной меланхолии, и, чтобы жить дальше, ей нужно непрерывное подкрепление извне: "живи дальше, живи дальше"», — объяснил Скулачев. Если подкрепления нет, то включается программа, которая убивает клетку. Программа эта записана в генах самой клетки, получается, что клетка сама себя убивает. С этого открытия и началось признание некоторыми учеными верности идей Августа Вейсмана. По словам Скулачева, сейчас уже очевидно, что «естественный отбор иногда отбирает признак, губительный для того, кто его носит».
Получается, что когда-то биологические организмы не старели. Старение — это изобретение эволюции. Но почему голому землекопу не нужно старение?
Владимир Скулачев объясняет это так: «Голый землекоп ускользнул из-под давления естественного отбора. Дарвиновский отбор по-прежнему мог бы отбирать подчиненных, но они не могут размножаться... Поэтому никакой признак, даже если он будет отобран естественным отбором, не сможет быть унаследован». Нет естественного отбора — нет необходимости в старении. Скулачев утверждает, что человек тоже ускользнул от естественного отбора. И сделал он это с помощью технического прогресса.
Как землекоп отменял старение
Когда группа ученых во главе со Скулачевым изучала дыхательную систему голых землекопов, была обнаружена аномалия в дыхании, которая также встречается у эмбрионов и новорожденных мышат. Это был один из поворотных моментов в исследовании. Теперь все можно было объяснить неотенией — замедленным развитием личинки. Что-то происходит с биологическими часами, из-за чего все признаки позднего онтогенеза замедляются. Так, например, все грызуны рождаются голыми, но у землекопа никогда не появляется шерсть. Возможно, он просто не доживает до ее роста.
Владимир Скулачев нашел еще 43 признака неотении у голого землекопа. У него, даже по сравнению с остальными грызунами, очень маленький рост, позднее половое созревание и сроки родов, отсутствует внешнее ухо, поздно созревает мозг, а легкие вообще остаются недоразвитыми. И, видимо, задерживается и старость. Голый землекоп не успевает постареть до смерти. Следовательно, его долгожительство связано с неотенией — замедлением биологических часов.
От кого отстает человек
От обезьяны, конечно! Он медленнее стареет, позже сталкивается с возрастными заболеваниями. Владимир Скулачев приводит абсолютно обезоруживающие фотографии, на которых детеныш шимпанзе очень похож на человека. У него меньше шерсти, не так глубоко посажены глаза, не такой массивный жевательный аппарат, нет надбровных дуг и так далее. Из чего вывод, что вовсе не человек от обезьяны, а обезьяна от человека! Обезьяна с возрастом звереет, а человек нет, он застревает на определенной стадии.
Важно, что продолжительность жизни человека постоянно растет — примерно на три года каждые 10 лет. Если старение человека замедлилось, то можно ли рассматривать его как накопление случайных ошибок? Видимо, нет. Вероятно, старение — это программа, заложенная в генах. В таком случае можно найти способ отменить ее, как уже научились отменять самоубийство клеток.
Главная цель сейчас не достичь бессмертия или продолжительности жизни в 1000 лет, а кардинально продлить молодость, «найти вещество, которое будет прерывать программу старения» — объяснил Скулачев. Он предлагает умирать, как альбатросы — эти птицы никогда не стареют, они живут до 60 лет в полном здравии, а потом вдруг умирают — красивыми и молодыми. Журналистской аудитории такое предложение нравится. И внезапно Владимир Скулачев скромно заканчивает: «Что самое символичное, буквально несколько дней тому назад из Америки пришло положительное решение о нашем патенте. Мы подали патент на создание лекарства от старости». Более того, эти препараты, нарушающие программу старения, уже несколько лет продаются в наших аптеках…
Наверное, светлое будущее уже близко.
