Считать эти органеллы нужно, чтобы понять, справляется ли организм со стрессом
Если представить себе клетку организма в виде города, то в нем обязательно будет завод. Это рибосома, клеточная органелла, синтезирующая белки. Завод работает по строгим инструкциям, которые ему выдают гены ДНК — она расположена в ядре клетки. Структура самого завода-рибосомы также закодирована в генах, их так и называют — рибосомные гены (РГ).
Для жизнедеятельности организму требуется очень много «заводов», поэтому и рибосомных генов в клетке много — сотни копий. Причем у каждого человека — свое число копий РГ. Последние исследования говорят, что их количество тесно связано как с долгожительством, так и с механизмами развития разных заболеваний, в том числе шизофрении.
Представьте, что в городе-клетке случается ЧП: организм испытывает стресс, а стрессом может оказаться все что угодно — эмоциональная перегрузка, отравление, обострение заболевания. Чтобы справиться с этим, организм должен как можно быстрее начать менять комплекс белков, а для этого — утилизировать прежние заводы-рибосомы и создать новые.
Гены домашнего хозяйства — надежный тыл клетки
Специалисты относят гены, кодирующие рибосомы, к так называемым генам домашнего хозяйства, потому что именно они поддерживают все важнейшие функции организма и работают в каждой клетке. Чтобы обеспечить только один цикл деления клетки, нужно около десяти миллионов новых рибосом! В состоянии стресса организм должен мобилизоваться, поменять комплекс белков, чтобы защитить себя и обеспечить скорейшее восстановление. Заводы-рибосомы должны быть моментально «разобраны», чтобы как можно быстрее их место заняли новые, способные вырабатывать белок, нужный в конкретный момент.
Справиться с такой задачей организму помогает большое количество копий рибосомных генов. Чем их больше, тем быстрее отстраиваются заводы-рибосомы; тем быстрее они налаживают выпуск продукции — белка; тем легче организму переносить стресс. Казалось бы, все просто. Но это не так.
Кто будет жить долго? Это определяют рибосомные гены
Метод определения количества копий рибосомных генов — уникальная разработка лаборатории молекулярной биологии ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова» (МГНЦ).
Количество рибосомных генов у разных людей меняется в пределах от 200 до 700 копий. Исследователи предположили, что чем лучше человек восстанавливается после стресса, тем больше у него шансов дожить до преклонных лет. Известно, что в России средняя продолжительность жизни в 2016–2017 годах составила 72 года.
Научные работники лаборатории молекулярной биологии ФБГНУ МГНЦ проанализировали, как меняется количество копий рибосомных генов в геномах достаточно больших групп людей различного возраста. В исследовании участвовало около 650 человек, из них 545 мужчин и 106 женщин. Оказалось, что в группе людей, достигших возраста средней продолжительности жизни и выше, это 72–91 год, интервал варьирования числа копий РГ в геноме значительно сужается с обеих сторон и составляет 270–540 копий. Выборка составила 126 человек.
— То есть дожить до преклонного возраста могут только люди со средним количеством рибосомных генов в геноме — не слишком высоким и не слишком низким,— рассказывает доктор биологических наук, заведующая лабораторией молекулярной биологии ФГБНУ МГНЦ Светлана Костюк.— Очевидно, что, если в организме оказывается слишком мало, меньше 270, копий рибосомных генов, он не может обеспечить себя нужным количеством рибосом, а значит, не в состоянии и оперативно менять белковые комплексы.
Такой организм оказывается не способным справляться со стрессом, в том числе с факторами, ускоряющими старение. Но и слишком много рибосомных генов — это, оказывается, тоже плохо!
— Ничего странного в этом нет. В геноме все должно быть сбалансировано,— объясняет научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии ФГБНУ МГНЦ, кандидат биологических наук Лев Пороховник.— Достаточно вспомнить, что такое тяжелое заболевание, как синдром Дауна, возникает не от «поломки» какого-то гена, а оттого что вместо двух копий 21-й хромосомы клетки больного несут три копии. То есть появляется «лишняя» копия каждого гена, расположенного на этой хромосоме. Совершенно нормальные гены, просто переизбыток их количества. А точный механизм этой патологии до сих пор неизвестен. Вот так и рибосомные гены, когда их слишком много, становятся по некоторым причинам «токсичными» для клетки.
Рибосомные гены и шизофрения
Слишком много копий рибосомных генов оказалось вовсе не гарантией рекордной стрессоустойчивости и продолжительности жизни. Это подтвердило новое исследование лаборатории молекулярной биологии, поддержанное Российским научным фондом.
Шизофрения остается одним из самых загадочных заболеваний. В России среди всех пациентов, наблюдающихся по поводу патологии психики, удельный вес больных шизофренией составляет 16%. Этот диагноз в значительной степени обусловлен изменениями генома пациентов, но начало болезни зависит от факторов окружающей среды, стресса, перенесенного человеком. ФГБНУ МГНЦ совместно с врачами-психиатрами из психиатрической клинической больницы №1 им. Н. А. Алексеева исследуют роль рибосомных генов в причинах и механизмах развития шизофрении.
Неожиданно оказалось, что у пациентов с диагнозом «шизофрения» значительно повышено количество копий рибосомных генов в геноме. Это вовсе не значит, что каждый человек с большим числом рибосомных генов рано или поздно попадет к психиатрам. Однако каждый человек, у которого диагностирована шизофрения, в своих клетках имеет большое количество копий рибосомных генов. У обладателей небольшого количества копий рибосомных генов шизофрения не развивается: даже в весьма большой выборке из 170 пациентов исследователи не нашли ни одного пациента с малым количеством копий рибосомных генов. А среднее количество генов у пациентов с диагнозом превышало среднее количество в контрольной выборке здоровых людей в полтора раза! В чем причина этого, ученые пока могут только предполагать.
— Если ученые не понимают, в чем причина того или иного явления, первым делом они ищут аналогичное или хотя бы близкое, которое уже исследовано достаточно глубоко,— рассказывает Лев Пороховник.— С шизофренией можно сопоставить детский аутизм и расстройства аутистического спектра, при которых наблюдаются отчасти аналогичные симптомы, хотя это, безусловно, разные виды патологии.
Причина аутизма чаще всего остается неизвестной. Тогда говорят об идеопатическом случае. Однако встречаются и синдромальные формы, то есть когда у ребенка есть известное заболевание, синдром, и именно оно становится первопричиной развития аутизма. Синдромальные формы аутизма — это ключ к пониманию детского аутизма в целом, потому что механизм этого заболевания изучен даже на молекулярном уровне.
— Около 15 лет тому назад обнаружили поразительный факт: практически при всех случаях синдромального аутизма причиной является «отказ» механизма контроля синтеза белка, который, как известно, проходит на рибосомах. У аутистов нет механизма, который бы сдерживал белковое производство. Из-за этого у пациентов синтезируется излишнее количество некоторых специфических белков в отростках нейронов. В результате нейронных связей у детей с диагнозом «аутизм» больше, чем должно быть в норме. Аутизм — это не недостаток, а избыток серого вещества, если выражаться образно. Этим и объясняются удивительные способности некоторых пациентов: сверхпамять, мгновенное умножение шестизначных чисел в уме, математические способности и так далее.
Исследователи задались вопросом: не может ли избыток рибосомных генов воспроизводить примерно ту же ситуацию, которая возникает при синдромальном аутизме, только у взрослых пациентов? Если продолжить сравнение рибосомы с заводом или фабрикой, то при синдромальном аутизме каждое «предприятие» работает в три смены, а при шизофрении «заводов» просто становится много.
Итог один: перепроизводство белковой продукции. Конечно, повышенное количество рибосомных генов не является единственной причиной возникновения и развития шизофрении, это лишь одно из слагаемых. Должно совпасть несколько факторов, каждый из которых в отдельности не способен привести к заболеванию. Однако научные работники уже внесли немалый вклад в изучение одного из самых загадочных заболеваний, доказав, что при шизофрении существует генетическая предрасположенность к увеличению синтеза белка. В этом направлении предстоит дальнейшая работа.
Коммерсантъ. 9 января 2020 года
Кощею Б. от Семена Н.: до бессмертия не доживем
Семен Новопрудский о единственной технологии, которая может радикально изменить человека
В начале каждого года, а особенно десятилетия (на самом деле оно начнется в 2021-м) человечество впадает в прогностический раж. Если отрешиться от ежегодных рутинных для России прогнозов вроде курса доллара, процента по ипотеке или гибели фиатных денег под натиском криптовалют и безнала, реально важных вопросов два. Как мы вообще можем что-либо достоверно предсказать и есть ли технология, которая радикально поменяет человека и жизнь человечества?
…В конце 2019 года я отказался от предложения уважаемых мной людей написать текст про одну модную финансовую технологию. Я не до конца понимаю ее суть, но главная причина отказа была не в этом: меня не просили описывать технологические тонкости. Просто мне (пока) сложно поверить в то, что в принципе может существовать какая-то технология, которая действительно поменяет человека и человечество. И если такая технология возможна, она точно будет не финансовой.
В уже далеком 2007 году комиссия по экономической политике конгресса США подготовила отчет, согласно которому в 2020 году должна наступить технологическая сингулярность. То есть, говоря по-простому, по рабоче-крестьянски, такой момент, когда технологическое развитие становится принципиально неуправляемым и необратимым, что порождает радикальные изменения характера человеческой цивилизации. Возможно, на авторов отчета повлияла магия красивых цифр, их завораживающая симметрия: «20-20». Последний раз так «кругло» это было аж 1010 лет назад, в 1010-м. Тогда, если верить разным немногочисленным дошедшим с тех пор источникам информации, люди ждали не технологической сингулярности, а банального конца света. С тех пор он даже неоднократно случался, как им (нам) казалось. Но не до конца.
И вот 2020 год наступил. Ну как, вы верите, что именно в этом году жизнь человечества радикально изменится под влиянием технологического развития? Я — нет. Разве только вследствие случайной ядерной войны.
Главный изъян любых «тотальных» прогнозов, касающихся всего устройства человеческой жизни и существования социума, состоит в том, что мы всегда прогнозируем из точки сегодняшних знаний и представлений о мире. А эти знания и представления никогда не развиваются линейно, по заранее заданной траектории. Всегда возникает нечто принципиально непредвиденное.
В конце 90-х годов прошлого века был прекрасный публичный спор — через бесплатные и проплаченные публикации в СМИ по всему миру — между производителями пейджеров и мобильных телефонов, кто кого победит. За пейджеры топили не менее яростно и убедительно, чем за то, что лет через 10 после этого назовут смартфонами. Авторы пламенных текстов искренне недоумевали, зачем телефону еще и фотографировать. А уж то, что телефоном и платить можно, не приходило в голову даже любителям легких и тяжелых наркотиков.
В конце 50-х годов прошлого века была полная уверенность, что прямо вот-вот удастся создать универсальных искусственных переводчиков такого качества, что они смогут переводить текст любой интеллектуальной или технической сложности с листа на все языки мира. С тех пор за 60 лет мы научились таким способом более или менее сносно переводить разве только инструкции к стиральным машинам и пылесосам. Но не перестали верить в победу всеобъемлющего ИИ, искусственного интеллекта, не путать с ИА, иностранным агентом.
При этом сбылись прогнозы 30-40 летней давности, что виртуальная реальность станет не менее реальной, чем обычная. Гаджеты и социальные сети изменили жизнь человечества не менее радикально, чем книгопечатание или пассажирские самолеты.
Мы уже более или менее умеем размножаться без секса, но еще не научились быть сытыми без еды и здоровыми без лекарств. А главное, чему мы пока не научились — быть бессмертными или жить радикально дольше, чем хотя бы в последние два века.
Да, примерно полвека отмечается существенное увеличение средней продолжительности жизни практически по всему миру. Но происходит это за счет сокращения экстремумов детской смертности. Срок дожития пенсионеров, если принять за средний мировой пенсионный возраст 65 лет, фундаментально не меняется. Просто становится гораздо больше тех, кто доживает до преклонного возраста. Несомненно, появились способы немного отсрочить полную немощь и старость.
Кроме того, на среднюю продолжительность жизни существенно повлияло уменьшение степени насилия и интенсивности войн. Как ни странно, но в последние примерно 70 лет — не буду грузить вас статистикой, но она есть — люди убивают друг друга по отношению к средней рождаемости как никогда мало с тех времен, когда вообще начали считать эти жертвы.
Но в целом человечество пока фундаментально бессильно перед сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями. Перед аутизмом и другими генетическими болезнями. Перед многими менее массовыми, но все еще неизлечимыми недугами. И на смену одним побежденным болезням всегда приходят другие.
Между тем самый общий ответ на второй главный прогностический вопрос — что именно можно считать технологической сингулярностью и радикальным необратимым изменением жизни человечества — довольно прост.
Наша жизнь изменится по-настоящему радикально, только если мы будем радикально дольше жить. Хотя бы 200 или 500 лет. В идеале — если станем бессмертными, точнее, срок человеческой жизни будет сопоставим со сроками существования нашей планеты.
Именно закрепившаяся в человечестве уверенность, что мы живем не 50-80 лет, а доживающие до ста чудо и исключение из правил, приведет к сущностным переменам в нашем образе жизни. Мы перестанем гнаться за успехом и богатством. С большой долей вероятности станем сильно меньше рожать: зачем, если мы сами намерены жить века? Будем медленнее развиваться, и это закрепится на биологическом уровне. Уже сейчас нейрофизиологи отмечают более медленное взросление детей, рожденных в последние 10-15 лет.
Но возможно ли вообще такое продление жизни? Как биологические существа люди, по-видимому, не способны прожить более 150 лет. То есть, мы медленно, но верно подбираемся к физиологическому пределу долголетия.
Два главных способа продлить нашу земную жизнь (идею загробной отметем с порога как недоказанную ересь — «оттуда» еще никто со свидетельствами не возвращался) — научиться корректировать геном или постоянно заменять изнашивающиеся органы и системы конкретного человеческого организма.
В первом случае мы превратимся в биороботов. Во втором — в киборгов. От первоначально рожденного человека в такой погоне за бессмертием достаточно скоро не останется ничего. Бессмертным станешь не ты, а уже кто-то другой в твоем бывшем теле — и не факт, что с твоим персональным сознанием.
Если какой-то из этих фокусов над человеческой природой удастся, мы сможем жить сильно дольше. Но «мы» уже будем не мы.
Что касается всех остальных технологий — бесконтактных платежей, биометрии, чудо-гаджетов, которые управляют нашей повседневной жизнью, беспилотных автомобилей, умных домов — они делают нашу жизнь удобнее, комфортнее, приятнее, но не меняют ее по существу. Не избавляют нас от смерти и сомнений в смысле жизни. От любви и ненависти. От боли и глупых ошибок недостаточного человеческого разума. От смерти близких — единственного для подавляющего большинства людей (за исключением самоубийц) способа человека вообще увидеть и осознать степень трагизма смерти. Свою-то мы обычно не замечаем. («Смерть — это то, что бывает с другими»: точнее, чем Александр Васильев, и не скажешь).
Так что, дорогие товарищи, никакой технологической сингулярностью пока не пахнет. Не сейчас, не в 2020-м случится этот конец света или конец тьмы — как вам больше нравится. Мы уже можем уничтожить себя в считанные минуты оружием массового поражения, которое зачем-то создано нашим разумом и техническими возможностями. Но еще не можем отменить боль, смерть, страдания, глупости, старость, заблуждения, гнев, пристрастие, абсурд, паранойю, бессилие моральное и физическое.
Даже, пожалуй, хорошо, что не можем. Именно это делает нас такими, какие мы есть. Так что это ты, кощеюшка, бессмертный. А мы — нет. Очень может статься, что только смерть и позволяет нам оставаться людьми. Да и то не всем.
