Автор: В. П. Скулачев

С тех пор как существует человек, он хочет жить вечно, никак не может смириться с тем, что рано или поздно придется умереть. Бунтует против этого безусловного факта. Причем не только на метафизическом, но и, как оказалось, на вполне научном уровне. Яркий пример тому - работы, проводимые в Научно-исследовательском институте физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ.

О них нашему корреспонденту И. А. Горюнову рассказал его директор, академик В. П. Скулачев.

Статьи данной рубрики отражают мнение автора (прим. ред.)

стр. 35

- Владимир Петрович, мне хочется начать нашу беседу с общефилософских вопросов. Что такое жизнь, смерть, возможно ли бессмертие?

- Вокруг определения, что такое жизнь и смерть, давно ведутся отвлеченные дискуссии. И речь идет не об уточнении дефиниций, а о сути спора. Любой человек легко отличит живую лошадь от мертвой. Между тем в науке многие годы господствовал механистический взгляд на живые организмы. Считалось, что они не более чем сложная машина, которая рано или поздно сломается. Эта поломка как раз и означает его смерть.

Однако у этой точки зрения, само собой, есть и оппоненты. Так, трудно представить, что лошадь изнашивается (устаревает), как, скажем, телега. Лошадь - способное к поддержанию собственно существования и даже к самоизлечению живое существо. Телега - мертвая вещь, которая, если человек не починит, так и останется сломанной.

Иначе говоря, в любом организме есть мощнейшая и сложнейшая система исправления поломок и поддержания жизни. Поэтому, строго говоря, аргументированных доказательств неизбежности смерти живого существа нет. Конечно, если вам на голову упадет кирпич, вы можете умереть.

Хотя, как говорил известный персонаж М. Булгакова Воланд, и кирпичи просто так на голову не падают.

- Если, допустим, не упадет, то будете жить вечно?

- Конечно же, нет, ведь есть еще смерть от старости. Но медицина свидетельствует: от возраста никто не умирал. Люди уходят в мир иной от конкретных заболеваний, которых по мере прожитых лет у них набирается множество. Возникает вопрос: почему? Ответить на него не так просто, как кажется.

По нашему мнению, и в этом суть выдвигаемой нами гипотезы, смерть от старости - это реализация генетической программы самоуничтожения, которая заложена в каждом живом организме, т. е. каждый родившийся когда-то должен умереть.

Впервые о механизме запрограммированной смерти, точнее, о ее необходимости для повышения адаптационных способностей сложных живых организмов более 120 лет назад в лекции о природе наследственности сказал великий немецкий биолог А. Вейсман. Он, в частности, утверждал, что, по- видимому, в каждой живой системе заложены смертоносные начала, которые должны ее убить.

С ним не согласились, хотя его предположение наделало много шума. Суть возражений сводилась к уже упоминавшимся нами механистическим аргументам - любой живой организм все равно сломается, значит, не нужно никакого специального механизма для его самоуничтожения.

Более того, с 50-х годов XX в., после специальной работы английского биолога, будущего нобелевского лауреата (1960 г.) П. Медавара, посвященной доскональной критике гипотезы Вейсмана, последняя в научном мире оказалась не только на периферии, но загнанной в подполье. О ней в научных кругах даже неприлично было говорить.

Аргументация Медавара была следующей: до старости особи в дикой природе почти не доживают. А раз так, то эволюция просто не могла выработать механизм, который практически никого не касается. Позднее оказалось, что Медавар в нескольких пунктах своего умозаключения не прав, и биологи напрасно столь безоговорочно приняли его утверждения. Обнаружение такого явления, какапоптоз, - запрограммированной смерти клеток в живом организме - важнейшем общебиологическом механизме, отвечающем за поддержание постоянной численности клеток и выбраковку дефектных, - заставило вспомнить гипотезу Вейсмана.

стр. 36

Оказалось, что по крайней мере на уровне клеток, из которых мы все состоим, есть специальный механизм самоубийства. Конечно, не всегда клетки умирают запрограммированно, но очень часто. При этом если клетка вдруг приходит к заключению, что она делает что-то совсем не нужное для организма, то автоматически включается сигнал к самоубийству.

При этом самоубийство на уровне клеток может быть коллективным. То есть сразу гибнет целое их сообщество. Недавно в нашей лаборатории удалось найти сигнал на уничтожение (запустить программу самоуничтожения) целого сообщества раковых (в принципе бессмертных) клеток.

Более того, одна из наших последних работ показала, что, по-видимому, механизм самоубийства действует не только на клеточном, но и субклеточном уровне. Органы клеток, так называемые органеллы, судя по всему, тоже имеют механизм самоубийства. Мы, например, установили, что такая сложная органелла, как митохондрия, заведующая производством энергии для клеток, тоже имеет механизм самоубийства, который включается в определенный момент и в тех или иных обстоятельствах.

Однако одна из самых интересных проблем, ныне стоящих перед биологами: действует ли механизм самоубийства только на клеточном и субклеточном уровнях? А как обстоят дела с запрограммированной смертью целостных организмов? У нас есть основания предполагать, что там действует тот же механизм. Об этом, в частности, свидетельствует наша совместная работа с группой немецких коллег из Дрездена. В ходе исследований нам удалось установить эффект самоубийств для отдельных дрожжевых клеток. А дрожжевая клетка - это одноклеточный организм, который, совершая самоубийство, запускает некие биохимические процессы.

- То есть существует специальный механизм, управляющий смертью живого организма?

- На этот вопрос я отвечаю утвердительно и называю это "самурайским" принципом в биологии. По-моему, любая сложная биологическая система располагает механизмом самоликвидации в случае, когда она становится вредной или бесполезной для систем более высокой иерархии. В генофонде любого живого организма, в том числе человека, есть специальные гены, которые в случае необходимости вызывают его запрограммированную смерть.

Косвенное доказательство этого - опыты на червях. Сломав у них два гена, исследователям удалось увеличить продолжительность их жизни в 5,5 раза. Похожие результаты получены для мушки-дрозофилы. Ее продолжительность жизни после подобной манипуляции тоже возрастает.

Особый интерес представляют эксперименты на млекопитающих. Так, у мышей есть ген, кодирующий белок р66, удаление которого привело к тому, что они стали жить почти на треть дольше и при этом у них нарушился механизм самоубийства клеток. Тем не менее в конце концов мыши умирали, а это значит - есть еще какие-то другие механизмы запрограммированного самоубийства, закодированные в геноме животных.

- Иначе говоря, смерть неизбежна? Но зачем жизни нужен такой страшный механизм?

- Он необходим для обеспечения смены поколений, которая, в свою очередь, позволяет существенно увеличить скорость протекания эволюционных процессов. На смену старым особям приходят молодые, геном может не совсем совпадать с родительским. Тем самым возрастает разнообразие генофонда популяции, а это создает условия для активизации механизмов естественного отбора и в конечном счете - создания новых видов.

Математическое моделирование показало, что окружающий нас мир не мог возникнуть случайно. Для иллюстрации данного факта приводятся различные примеры. Скажем, вероятность случайного возникновения современных форм жизни такова, как если бы обезьяна, не умеющая пользоваться компьютером, взяла и напечатала роман "Евгений Онегин".

Сейчас можно определенно утверждать, что смерть, механизм старения были изобретены природой на определенном этапе эволюции - на стадии одноклеточных эукариот. Тогда кольцевой генетический носитель информации был преобразован в линейный, что предопределило воспроизводство живым организмом ограниченного количества своих копий, а значит, и смерть. До этого простейшие формы жизни от старости не умирали. Например, бактерии, делясь до бесконечности, не стареют, ибо не имеют соответствующих механизмов.

- Почему природа придумала механизм медленного старения? Умирал бы человек, к примеру, ровно в 70 лет, а до этого все время был бы молодым и здоровым. Была бы и смена поколений, но не было бы неприятностей, связанных с возрастом.

- Мой ответ на этот вопрос следующий. Рассуждать о человеке неэтично, поэтому я изберу оленя. Допустим, родился крупный, сильный, мощный самец, всегда побеждающий в битвах за самку. Из-за старения с годами его сила слабела, но он все еще продолжал побеждать своих более молодых соперников. Тем самым именно он продолжал передавать роду свой более ценный геном, а не юные и менее "выдающиеся" сородичи.

Иначе говоря, процедура медленного старения позволяет роду наследовать какие-то выдающиеся свойства одного из своих представителей. Причем это могут быть необязательно физические данные, но и, например, интеллект животного.

-Для чего еще природа "запрограммировала" смерть?

- Смерть - это, кроме всего прочего, способ зашиты от различных монстров и чудовищ, которые могут возникать при нарушении генома. Тот мир, который нас окружает, создавался миллиарды лет. Однако опыты показывают, что разрушить его можно очень легко и быстро. И не только с помощью атомной бомбы. Достаточно изменить активность одного-единственного гена из десятков тысяч генов, составляющих геном многоклеточных организмов.

Проиллюстрирую на примере. Недавно перед исследователями была поставлена чисто практическая задача - вывести осетров, которые будут расти быстрее, чем обычно. Для этого решено было активировать ген гормона роста путем введения рыбе гормона роста человека (у всех позвоночных животных гены гормона роста похожие).

стр. 37

К счастью, ученые начали свои работы с аквариумных рыбок. У. М. Мьюир и Р. Д. Поллак ввели в геном рыбок ген человеческого гормона, и они действительно стали быстрее расти. Все бы хорошо, но исследователи обратили внимание на одну неприятную особенность: рыбки столь стремительно растут (достигая при этом больших размеров), что часто проскакивают стадию половой зрелости. В результате каждая третья особь мужского пола не давала потомства. Но и это оказалось не самое страшное. Выяснилось, что самки, как правило, предпочитают крупных самцов. Поэтому эти непродуктивные самцы контактировали с самками намного чаще, чем продуктивные. Следствием этого стало стремительное вырождение стада.

Компьютерное моделирование показало: если в стадо из 60 000 рыбок пустить всего 60 трансгенных, то через 40 поколений стадо исчезнет совсем. Более того, численные эксперименты говорят, что если даже одну такую рыбку выпустить, то она тоже может погубить все стадо. Конечно не через 40, а через значительно большее количество поколении.

По-видимому, выбраковка особей, у которых нарушен геном или хотя бы вероятность нарушения генома повышена, - одна из функций механизма запрограммированной смерти.

- Запрограммированность смерти на организменном уровне можно считать доказанным фактом?

- Для одноклеточных организмов это факт. Что касается высших, то здесь окончательных доказательств пока нет, но, по нашему мнению, исследования в данном направлении необходимо вести. Этот подход в принципе может решить проблему радикального увеличения продолжительности жизни. Получится ли это в действительности или нет - пока неизвестно. Но я твердо убежден: при традиционном подходе это заведомо не получится. Мы будем лечить одну болезнь за другой до бесконечности или, точнее, до смерти индивида.

В отличие от классической геронтологии, призывающей лечить старческие болезни, мы предлагаем сломать механизм, вызывающий старение. Не ликвидировать поломки уже начавшегося процесса, а предотвратить (не допустить) само старение.

Как известно, ломать - не строить. Проще сломать механизм старения, чем лечить вызываемые им болезни (поломки).

- Поломки запускаются механизмом старения?

- Да. Поломки запускаются находящимся в нас механизмом самоликвидации, который в конечном счете должен свести нас в могилу.

- Вы предлагаете этот механизм сломать?

-Да.

- А не легче ли управлять этим механизмом во благо человека?

- Под словом "сломать" я подразумеваю выключить этот механизм. Экспериментальная генетика любит "ломать" гены. Сегодня это уже сравнительно простая операция. Вмешательство в работу генов, регулировка их деятельности требует более деликатных подходов. И такие способы, приводящие к замедлению процессов старения, уже разрабатываются. Но в первом приближении, если повезет, ген (или вернее, гены) старения надо просто сломать.

- Кто запускает механизм смерти?

- Я думаю, срок жизни каждого вида оптимизирован в соответствии с теми условиями, в которых он живет. Мышка выбрала пару лет. Современный человек - порядка 80-ти лет. Но продолжительность жизни в очень сильной мере зависит от того, на какой стадии приспособления к окружающей среде находится данный вид. Молодые виды, плохо приспособленные, не находящиеся в гармонии с внешним миром, должны избегать слишком длинного срока жизни, чтобы увеличить плодовитость и частоту смены поколений, а стало быть, и шанс найти какой-то новый признак. Эта так называемая R-стратегия дает возможность раскрутить эволюционный маховик и ускорить процесс приспособления к внешним условиям. Особи приспособленных к среде видов живут долго, но рождаемость у них невысока (К-стратегия). Есть железный закон, по которому, попадая в благоприятные условия, вид переходит к К-стратегии. А когда дела плохи, действует R- стратегия: особи мало живут, но интенсивно размножаются.

Ну а кто конкретно запускает счетчик времени жизни в каждом организме, наука пока сказать не может. Судя по всему, когда этот счетчик показывает, что пора умирать, включается механизм старения.

- Не скажется ли лишение homo sapiens смертности от старости отрицательно на выживании человеческого рода?

- Для человека большинство эволюционных механизмов - чистый атавизм. Он давно не полагается на естественный темп своей биологической эволюции, преобразует себя и окружающий мир с помощью техники. Чтобы летать, он строит самолеты, плыть - корабли, быстро считать - создает компьютеры.

По словам нобелевского лауреата за 1908 г. И. И. Мечникова, мы унаследовали от животных очень много признаков, которые нам не нужны, а иные даже вредны. Я полагаю, что самое вредное из этого наследства - запрограммированная смерть - феноптоз (самоубийство организма).

- Как воспринимается Ваша гипотеза научным сообществом?

- По-разному. Я бы не сказал, что большинство исследователей с нами согласно. Но сторонники у нас есть. Причем не только в России. В этом я убедился во время недавних поездок в Италию и США.

Но убеждать - дело неблагодарное. Надо ставить эксперименты и доказывать свою правоту. Гипотеза, сколь бы красивой она ни была, без подтверждения в экспериментах никогда не переходит в разряд научного знания.

Исследования в нашей области чрезвычайно дороги, и мы, как правило, проводим их совместно с учеными других стран. И это правильно. Продление жизни - проблема глобальная и решать ее необходимо всем научным сообществом.

Постоянный адрес данной публикации: