Взгляд биолога на мутационную теорию старения

    Здравствуйте!

    По просьбам читателей я нашёл в себе силы написать продолжение вот этой статьи. Первая статья была направлена, главным образом, на обоснование существования и важности естественной смертности, а также необоснованности некоторых положений теорий «накопления ошибок». Я, пожалуй, продолжу эту статью в том же ключе, но на этот раз с небольшим уклоном к подходам поиска эликсиров бессмертия – ведь всех же интересуют именно они.

    В первой статье явление естественной смертности мы рассматривали, так сказать, с самой высокой точки биологической организации. С этого уровня хорошо видно, за что могла «зацепиться» эволюция и начать устанавливать норму жизни для того или иного вида. С точки зрения создания эликсира бессмертия этот уровень нам совершенно не интересен, потому как к бессмертию мы хотим привести конкретную особь, а конкретные особи как известно не эволюционируют в биологическом смысле. Нам интересен механизм, посредством которого приговор приводится к исполнению и то, как сломать этот механизм. А значит в этой статье мы будем рассматривать проблему с более «низкой» точки зрения – индивидуальном и клеточно-молекулярном (я постараюсь сделать это как можно понятнее без зубодробительных биохимиоругательных слов).

    Большинство современных торговцев бессмертием пытаются доказать, что в процессе жизнедеятельности, организм подвергается воздействию внешней или внутренней среды, которое приводит к множеству точечных (или локусных) мутаций, в результате которых, по тем или иным причинам, метаболизм идёт вразнос. Причины «разноса» каждый указывает свои, но в целом в большинстве случаев всё сводится к накоплению со временем «вредных веществ», и, в зависимости от даты написания статьи, моды и личных предпочтений это могут быть оксиданты, свободные радикалы, «испорченные» белки и тому подобное.

    Вроде всё логично, но это иллюзия складывающаяся из полузнаний. Для начала давайте разберёмся что такое мутации и к чему они приводят. Классическое «школьное» определение говорит нам что мутация – это процесс случайного изменения ДНК. Собственно, для общего развития этого определения достаточно, но мы лезем в такие дебри, что придётся копать глубже. Перед моими пространными объяснениями давайте я напишу более правильное, но столь же короткое определение: мутация – это процесс «случайного» изменения ДНК. Ну, а теперь раскроем скобки нашей краткой записи.

    Скорость мутации


    Ну, во-первых, отметим, что частота возникновения мутаций не высока невероятно низка и индивидуальна для разных видов. В целом, при оценке скорости мутаций (я буду выкидывать первые цифры указывая лишь порядок), указывают на 10-6 – 10-10 мутации на основание, такой большой разброс как раз и объясняется видовой специфичностью. С другой стороны, самих нуклеотидов в ДНК грубо от 104 (вирусы) до 109 (хордовые), ещё учтём количество клеток – например в человеке порядка 1014 клеток, так что не питайте иллюзий мутации есть у всех, хоть их и не так много, как некоторые думают.

    А вот дальше начинается магия, о которой так любил рассуждать Мастер Угвэй из известного мультика про панду: случайности не случайны. Ради экономии места и времени давайте сразу отбросим не интересующую нас часть мутаций – генеративных (не то что бы они как то существенно (качественно) отличались, но там творится дополнительная магия, а влияют эти мутации лишь на потомство), нас интересуют соматические мутации – те которые могут влиять на нас сразу.

    Так вот, в ДНК есть консервативные участки (а некоторые биологи и из этих участков выделяют ультроконсервативные участки), то есть это такие участки ДНК, которые не мутируют, и всё тут. Нет, чисто теоретически, и они могут мутировать, а какой-нибудь генетик их может специально «испортить», но это не отменяет того факта что у крупных филогенетических (эволюционных) ветвей эти гены почти одинаковы. Насколько крупных(?) спросите вы, достаточно крупных, отвечу я. Например эти участки у вас, а так же курицы, рыбы, лягушки или черепахи практически идентичны (аж мурашки по коже от того на сколько это круто и невероятно), то есть ветвь – хордовые (позвоночные, а это все, кого мы привыкли называть «животными»). Наверняка такие же участки обнаружены или вот-вот будут обнаружены (в целом уже понятно, где, что и как искать) у насекомых или даже сразу всех членистоногих – я просто не в курсе. (Я думаю, сейчас каждый обладающий логикой и считающий, что теория накопления ошибок верна, должен себя спросить: «Ну, хорошо, если смерть это зло, а эволюция смогла защитить часть ДНК, то что ей помешало защитить всю ДНК?»)

    Что-то я отвлёкся, вернёмся к нашим мутациям. Есть участки ДНК защищённые сильнее обычного, а наоборот? Конечно, есть!

    И вот тут я попадаю впросак!
    Дело в том, что я хотел снова впечатлить вас порядками и разбросами цифр, но сам я этих цифр не могу вспомнить как не старался. Конечно, я полез в интернет, но получасовое гугление результата не принесло.

    Давайте я поступлю так: я напишу такие значения, в диапазон которых войдут истинные. А если (я надеюсь «когда») кто-то из вас накопает или вспомнит настоящие циферки, и я их увижу в комментариях, я тут же поправлю статью. (Осторожно! Вы можете найти материал по генеративным мутациям, а там как подмечено выше, совсем мозговзрывающие цифры, но не относящиеся к нашей теме напрямую)

    В ДНК есть участки с повышенным мутагенезом. Иногда их называют «горячими точками / локусами». Что бы понять значимость этих точек скажу вам что примерно 20-30% всех мутаций приходится на эти зоны, при этом сами эти зоны занимают 10% всей длинны ДНК (ВНИМАНИЕ! Цифры читерные – читайте спойлер выше!). А ещё есть процесс названый «гипермутирование» так там на маленьком локусе вашей ДНК (не нашёл цифры, но это точно менее 1%) за неделю может произойти больше мутаций чем во всём вашем организме за предыдущую жизнь. Внушает?

    Хотелось бы рассказать какой механизм у этих «случайностей», но, во-первых – это тема очень обширна и не на одну статью, во-вторых – я сам в этой тематике плаваю – не хотелось бы ввести вас ненароком в какое-либо заблуждение, и, в третьих, кое-что мы всё же рассмотрим.
    Для более полного понимания давайте немного разберёмся, чем же занимаются безошибочные и многоошибочные участки ДНК.

    Начнём с консервативных участков, с ними проще и понятнее даже биологам. Было замечено, что многие консервативные гены многофункциональны (по-нашему это будет плейотропия), то есть их работа начинается при всяких разных условиях, например, когда вы растёте, а ещё когда холодно, и при облысении (подставьте любые слова после «вы», «когда», «при»).

    Так же, большинство консервативных участков кодируют различные регуляторные белки, которые в свою очередь «кодируют» (запускают экспрессию) свою порцию регуляторных белков (и так может быть много итераций, так много, что биологам пришлось выдумать новое словосочетание – регуляторный каскад (на самом деле эти каскады зачастую и обуславливают многофункциональность)), и всё это хозяйство запускается в раннем онтогенезе (процесс вашего созревания от оплодотворённой яйцеклетки до гуманоида). Если точнее, то в тот момент, когда ваш зародыш из шарика начинает формировать основную анатомию тела. Помните Геккеля? Ну он ещё рисунки для наших учебников биологии предоставил, те с рядами зародышей. Вот это оно самое!

    Тише! Тише! Уберите факела и вилы…
    Прям чувствую, как напряглись искатели правды, как побежало желание заминусить. Биолог, да упоминает этого обманщика!
    Ну был Геккель немного плутоват, да было дело, подделал немного рисунки, видимо уж очень сильно хотел, чтобы в его теорию поверили все. И ведь вышло всё! Но самое забавное даже не в этом, а в том, что Геккель провёл правильное наблюдение. Правда попутал причину и следствие, но это простительная ошибка для человека не знакомого с генетикой и даже трудами Дарвина. Он-то считал, что каждый организм должен пройти в своём индивидуальном развитии, формы, пройденные его предками. (на биозубодробильном звучит короче: онтогенез определяется филогенезом). А на самом деле оказалось, что куски «программного кода» управляющие развитием зародыша, что у курицы, что у человека взяты ещё с ранней альфа-версии и почти не патчились.
    Геккель наказан – его почти забыли. Закон Геккеля мутировал и превратился в модель «песочных часов развития». Вот есть замечательная статья на эту тему, её прочтение поможет лучше понять то что я тут излагаю, хотя про мутации там ни слова.

    Я надеюсь, из описания очевидно, что консервативными становятся те гены, которые критически важны для организма, их защита в общем-то логична и напрашивается сама собой.

    Перейдём к высокомутагенным участкам ДНК. Ну как перейдём, глянем глазком по поверхности, под нужным нам углом обзора. Первое что хочется сказать, это то, что по-видимому, такие зоны мало привязаны к информационному контексту (по сравнению например с консервативными участками) и во многом определены «топографией» генома. Значительная часть горячих участков находится в некодируемой ДНК, часть в местах с многочисленными повторами (мотивами), частота возникновения мутаций так же выше около концов цепочки или гена (причём есть разница так же и от того какой это конец 5' или 3'), а так же, от того где именно располагается участок на хромосоме, замечено что точечные мутации немного чаще появляются рядом с уже случившейся точечной мутацией. Давайте пока остановимся на этом (мы ещё вернёмся к нашим мутациям), а сейчас у нас очень интригующая часть – гипермутирование!

    Процесс гипермутирования был открыт и лучше всего изучен на примере работы иммунной системы позвоночных. Не буду отходить от классики и расскажу вам всё на том же примере. Помните в первой части я писал, что биосистемы используют хаос себе во благо, а не борются с ним (или как-то так ), так вот это один из ярчайших примеров.

    Гипермутация запускается, когда в ваше тело попадает незнакомый (или забытый) вашей иммунной системе антиген. Например неизвестный вашим В-лимфоцитам вирус гриппа (перевод: В-лимфоциты с низкой аффинностью к штамму гриппа). С этого момента в ваших лимфоузлах, прямо в центре размножения (да, есть у вас и такой) запускается настоящая эволюционная лаборатория! Вообще В-лимфоциты умеют делиться и сами по себе, но в центре размножения они производятся в промышленных масштабах (тоже сами по себе, но быстро). Когда поступает сигнал, что лимфоциты не эффективны, в центр размножения доставляется образец антигена (бывает, что образец уже содержится в клетке памяти (Т-клетке)) и «крепится» на Т-клетке. А сами В-лимфоциты начинают усилено мутировать некоторые, строго специфичные, участки ДНК, отвечающие за антитела. Делают это они под управлением специального мутагенного комплекса – мутасомы. Получив самые разные по форме и содержанию антитела на своей поверхности В-лимфоцит пытается подобрать все свои антительные антенны, усики, крючки и прочее, к образцу на Т-клетке. Подобрал – молодец, вот тебе диплом высокой аффинности, иди во внешний мир организма ловить вирусы. Не подобрал – лох, смерть тебе и забвение. Следущий!

    Обычно эволюционный подбор антигена занимает 5-10 дней (а вы сколько болеете гриппом?). Частота мутаций при иммунном ответе составляет 10-3 – 10-4 (вернитесь к цифрам выше посмотрите на разницу в порядках), но это цифра на основание в расчёте на всю ДНК. Если же рассматривать конкретный ген (а ещё лучше конкретные локусы) то мутация происходит со 100% вероятностью (ну ладно пусть будет 95% что бы точно вас не обмануть) на деление клетки.

    Подобьём промежуточный итог.

    1. Очевидно, что биологические системы способны в той или иной степени управлять собственным мутагенезом.
    2. В геноме мутации распределены не равномерно.
    3. Биосистемы могут запускать и управлять эволюционным процессом.

    Первый пункт говорит не в пользу теории накопления ошибок, но и не запрещает её. Второй – даёт шанс этой теории. Но что бы решить реализуется ли этот шанс, надо понять, как мутации «выходят» в фенотип – то есть влияют на нас. Этим мы и займёмся дальше.

    Экспрессия гена


    Вся беда в том, что большинство людей представляют себе синтез белка как-то так: n_Кодон ДНК > n_Кодон РНК > n_аминокислот = белок. Или так:

    image

    Но это снова неполная информация, отчего и кажется, что любая мутация (замена «буквы» в кодоне) приводит к изменению белка. Но на самом деле всё немного невероятно сложнее. Проследим наши мутации. Вот часть мутаций попали на некодируемые участки, часть совершили нейтральную мутацию (например, замена в кодоне последнего основания ≈ 85% не приводит к замене аминокислоты), сразу отбрасываем эти мутации.

    Не верите, что последняя буква в кодоне почти ничего не значит? Проверьте сами:
    image

    Но вот нам попалась мутация на гене, да ещё на участке готовом к экспрессии (да, да, мутация может случится и там, где уже никогда не будет экспрессии генов). Снова вилка. (Хотел здесь подробно расписать, как устроены гены и что будет с мутацией в том или ином случае, но ну его нафиг все эти интроны, терминаторы и прочие экзоны, давайте на пальцах). Ген это не только последовательность разбитая на триплеты (кодоны) кодирующие цепочку аминокислот, но и различные регуляторные участки, расположенные как непосредственно около «кодирующих» так и в отдалении вплоть до 100-200 оснований, основными регуляторными участками являются старт и стоп (промоутер и терминатор (не путайте со старт- и стоп-кодонами)). В зависимости от того, где случилась мутация мы можем получить следующие результаты:

    Если испортился старт (промоутер) или регулятор перед стартом, то ген вероятно потеряет активность и белок синтезироваться не будет.

    Возможна такая мутация регуляторных участков (например, мотивов), при которых ускорится или замедлится синтез.

    Но возможно, что наша мутация случилась именно в кодируемой части гена.

    Наступило время понять, чем плоха картинка выше, что в картинке не так? Главным образом нехваткой действующих лиц. Дело в том, что каждый этап синтеза управляется множеством белковых и/или РНК-белковых комплексов. Синтез не начинается сам по себе, сначала надо что бы одни белки раскрутили хроматин, другие обнаружили для себя «место посадки» на двойной ДНК (инициация, (первый этап транскрипции)) причём тут тоже всё не просто, например сначала на ДНК может приземляется один белковый комплекс который повышает сродство ДНК и следующего комплекса, который в свою очередь нужен что бы наконец присоединилась РНК-полимераза (очередной РНК-белковый комплекс) которая и запускает транскрипцию информационной РНК. Я в инете нашёл вот такую схему:

    image

    И так мы получили мРНК (иРНК), пора бы получить белок. Но это позже – мы всё-таки не получили мРНК, введём ещё парочку действующих лиц. После транскрипции мы получили пре-мРНК, дальше она должна созреть (в годы моего обучения это прям так и назвалось, сейчас более модное и устоявшееся название – процессинг РНК (или ещё страшнее посттранскрипционные модификации РНК)), сюда входят:

    • кэпирование защищающее РНК от необоснованной деградации, также обеспечивает транспорт (через мембраны ядра например), и участвует в следующих трёх словах;
    • сплайсинг (выбрасывание лишних кодонов);
    • редактирование, да белок может не совсем соответствовать кодонам ДНК, кодирующим его (не всегда есть);
    • метилирование (не всегда есть).

    Что бы не входить в рекурсию одинаковых объяснений, просто замечу, что каждый из этих этапов созревания обеспечивается своими белковыми и/или РНК-белковыми комплексами. Чтобы подробно описать созревание РНК, потребуется объём больший, чем обе мои статьи. Но мы должны вытащить другие важные для нас знания. Если в гене произошла мутация, то это не значит, что белок обязательно изменится (да, опять). Неправильная пре-мРНК просто не пройдёт созревание и будет уничтожена. Здесь, конечно, самым критичным моментом является сплайсинг и редактирование, в обоих случаях белковые комплексы, обеспечивающие созревание, являются «инспекторами», и неправильная последовательность нуклеотидов не позволяет им приступить к работе (конечно это происходит далеко не всегда). При проведении же самих работ, часть ошибок исправляется, что приводит фенотип белка в норму.

    Здесь будет уместным заметить, что процесс сплайсинга у одной и той же РНК может приводить к различным результатам, то есть на ДНК вы имеете одну последовательность которая кодирует сразу несколько белков. Другой интересной особенностью сплайсинга является то, что созревшая РНК может состоять из частей разных пре-РНК. Ну вы понимаете к чему я клоню?

    Но ведь и это ещё не всё. Вот мы уже наблюдаем как из рибосомы ползущей по РНК вылезает белок. И снова, при синтезе тоже белок сидит на белке и белком погоняет, а главный РНК-белковый комплекс и есть наша рибосома. Стоит заметить, что есть не один и не два способа заставить мРНК «замолчать» и перестать производить белок в этой части молекулярной машинерии. Часть способов основаны на обратной связи – чем больше произвёл белка этого типа тем меньше ты его будешь производить дальше, вплоть до полной остановки (причём иногда этот процесс инициируется самим производимым белком без посредников (ну почти)).

    Слава богу мы добрались до нашего мутантного белка. Почти добрались, ведь мы снова получили незрелый продукт. Белок должен ещё созреть или как теперь модно: должна пройти посттрансляционная модификация белка (понапридумывают новых словей изверги проклятые).

    Не будем обсуждать кем и как этот процесс регулируется я думаю вы догадались.
    Я даже не буду описывать этапы и виды созревания (если верить википедии на данный момент известно более 200 видов), нам здесь важнее понять, что же происходит с нашей полипептидной цепью. Самое интересное для нас то, что часть пептидов может быть выброшено (цепь стала ещё короче), часть заменена, к белку могут присоединяются различные химически активные группы. Кроме того, важный процесс, сворачивание белка (фолдинг) в правильную форму.

    Очевидно, что некоторые мутации не позволяют правильно протекать этим процессам, тем самым ограничивая выход мутации в фенотип. Мне можно возразить что мы же уже получили неправильный белок, и какая нам разница принял он какую-либо форму или нет. Но в том то и дело что правильно свёрнутые белки являются стабильными, и активными (участвующими в метаболических путях), в то время как неправильные белки почти не имеют шанса стать активными и имеют далеко не нулевой шанс быть уничтоженными «охранными системами». Это конечно не означает, что мутации копящиеся в течении жизни не способны на нас влиять как пагубно так и положительно, но дверь возможности для мутаций сильно прикрыта, благодаря чрезмерному регулированию процесса.

    На деле чаще всего проходят мутации слегка изменяющие свойства белка, но оставляющие его рабочим. Например вы знаете много генетических «заболеваний гемоглобина»? Не ищите вот они Это строго определённые заболевания, вызванные определёнными заменами, а не просто какими попало. Возьмём классику – серповидноклеточную анемию. Это заболевание вызвано точечной заменой: «в 6-м положении бета-цепи вместо глутаминовой кислоты находится валин». Одной заменой из 146 аминокислот!

    Почему-то мы не встречаем людей с заменой соседней аминокислоты, или там условно 10. Или мы не видим, что бы вместо глутаминовой кислоты или валина встречалась какая-то ещё аминокислота (замена происходит в первом нуклеотиде кодона – там есть из чего выбрать). Зато именно эта мутация встречается у вполне заметного количества населения. В конечном продукте (гемоглобине) мы имеем 146 аминокислот, а мутаций (и вместе с ней болезней) всего 9 видов. Где все прочие мутации? Вам не странно? Мне было бы странно если бы я считал, что мутации полностью случайны и накапливаясь убивают нас.

    Но я снова отвлекаюсь, давайте уже добьём эту часть, нам осталось чуток.

    Разбавь мутацию


    Ещё одним своеобразным способом защиты от мутаций является многочисленное копирование генов. Важные для функционирования клетки гены могут повторятся сотни раз в разных местах, например тРНК у человека имеет около 500 копий, рРНК (рибосомная) около 300 копий, притом распределённых между пятью(!) разными хромосомами. То есть вы можете потерять хромосому целиком (бывает и такое), а рРНК всё равно сможет экспрессироваться. В классическом же случае мутации одной из копий гена, даже в случае синтеза неправильной РНК (белка) его разбавят правильные РНК (или белки) синтезирующиеся тут же в массе. Таким образом мутация нивелируется.

    Да, в описанной мной ситуации мы имеем в цитоплазме клетки неправильную и, может, даже вредную форму РНК или белка, и можно сказать что «вот же, накапливается вредный метаболит». Но не стоит забывать, что клетка имеет свой срок жизни и после его окончания экспрессия мутантного гена прекратится, а все метаболиты мутантной клетки будут уничтожены вместе с ней (ну в идеале конечно).

    Аллели


    На определённом этапе биосистемам показалось, что мутации слишком не предсказуемы, а потому опасны, с другой стороны, мутации обеспечивают пластичность фенотипическую и генофонда популяций, а потому потенциально очень полезны. Выход, как всегда, нашла эволюция, она взяла, да и удвоила наш генотип, а сверхсложная регуляция, описанная сверху, доделала дело организовав рецессивные и доминантные признаки.

    Диплоидность (полиплоидность) выполняет (в том числе) элегантнейшую функцию по накоплению и плавному выводу мутаций в свет. Диплоидность означает наличие всех генов в двойном экземпляре, это приводит к интересным результатам. Практически любая мутация переводит ген в рецессивное состояние (вот теми самыми механизмами что описаны выше), то есть в такое состояние, когда мутантный ген не экспрессирует или экспрессирует с очень низкой скоростью. В то же время вторая копия гена (правильная) является доминантной и продолжает производить правильный белок. Это последний этап ограничения мутаций (который пришёл мне в голову), если не считать системы отчистки цитоплазмы и иммунитета.

    Заключение


    И так мы разобрали полный путь появления мутаций, и мне хочется надеяться, что в достаточно доходчивой форме. Конечно, всё написанное выше не означает, что мутации не происходят или все они в той или иной форме нейтральны. Естественно, часть мутаций пробиваются в наш фенотип и встраиваются в метаболические пути. Но утверждение, что достаточно редкие, разнонаправленные мутации у разных людей могут вызывать одинаковую реакцию организма (вспомните про маркеры старения) и так точно убивают нас на одном сроке, абсурдны с логической точки зрения. Кроме того, не стоит забывать, что по мимо геронтологов в нашем мире существуют и врачи, погуглите генетические заболевания, и вы увидите, что конкретные мутации вызывают конкретную реакцию фенотипа, мутации не усредняются, выдавая общий результат, они индивидуальны по характеру воздействия на организм.

    Конечно, можно отмахнуться от моей стены текста и сказать, что в нашем организме появляются те мутации, которые мы не способны отследить и именно они и старят нас. Только вот бритва Оккама заставляет принять более простой путь, взять и признать, что старение – это часть процесса, который мы именуем онтогенезом или жизнью, и все его части (развитие зародыша, достижение половозрелости, старость) зашиты в нашей программе.

    С практической точки зрения для нас важно то, что в теории мы можем бороться со старостью генетическими методами. Но методы эти должны быть на несколько порядков лучше того, что мы имеем сейчас. Человечеству надо разобраться в полных метаболических картах, нужно точно понимать, что и как влияет на экспрессию, нужно точно знать не просто что вот этот ген экспрессируется при таких-то условиях, а надо понимать какие и как белки и РНК в этом учувствуют, какой белок или РНК синтезируют и как именно и с помощью чего он созревает, и для чего он нужен. Этот путь мы только начинаем, а потому с этой стороны ждать эликсира бессмертия пока не стоит.

    Я не хочу давать пустых предсказаний, но вы же всё равно захотите узнать моё мнение. Как кажется мне, при очень удачном развитии событий, которые включают в себя дальнейшее развитие нейронных сетей и машинного обучения или даже создание более полноценного ИИ, а также наращивание темпов исследований в генетике и молекулярной биологии, не раньше чем через лет 10 мы достигнем технологий, позволяющих приступить к созданию не стареющих людей (что потребует ещё какого-то времени). При плохом стечении обстоятельств, например, мы близки к потолку эффективности машинного обучения, будет как с термоядерным синтезом – через 15-20 лет в течении ближайшего столетия.

    Но это не учитывая этические проблемы.
    Достижение бессмертия через редактирование генома может столкнуться с этикой, и, надо сказать, повод для этого есть. Чтобы стереть программу старения, нам придётся существенно переписать ДНК, а значит надо решить, что в ДНК считать лишним, а что допустимым отклонением. Кто скажет, где провести грань? Что бы не быть многословным, просто представьте себе государство, где абсолютно законно (граждане сами за всё проголосуют ради здоровья и долголетия) каждый ребёнок оболванен по определённому шаблону. Например у него убрана агрессия, привито трудолюбие, вроде неплохо, но где черта? Например повышенная законопослушность (= послушность) это хорошо или уже плохо?

    P.S. В этой статье я старался описывать молекулярную работу в общих чертах, характерных для всех видов, но для экономии места и облегчения понимания, а так же в виду необъятности разнообразия биосистем, многие примеры приведены и описывают работу генетического аппарата именно млекопитающих, или конкретно человека и не могут быть отнесены к другим группам животных.

    P.P.S. Честно говоря, я думал, что в этой статье получится охватить ещё несколько аспектов с другой стороны вопроса не касающийся генетики напрямую, но оказывается в словах знания занимают гораздо больше места чем в моей голове. И снова остались не закрытые вопросы, и снова много того, о чём я даже не упомянул и естественно есть прочие (не генетические) пути продлить жизнь, и другие теории старения.

    Но в своё оправдание могу сказать, что мы закрыли одну из обширнейших тем, хоть и бегло, хоть и без подробностей. Надеюсь было интересно.
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 112

      +5
      Уважаемый Хабр, примерно раз в неделю-две на ваших просторах выходят статьи никак не касающиеся биотехнологий, но так как нет более подходящего хаба именно под ним их и публикуют. Может быть стоит завести более общий хаб, например «Биология»?
        +1
        Вопрос — а каким образом реализована защита консервативных участков ДНК? Возможно, при упаковке ДНК более консервативные гены располагаются глубже в нуклеосоме и за счет этого лучше защищены от мутагенов?
          0
          Свёртывание ДНК в хроматин действительно один из самых эффективных способов защиты. Вообще я не специалист в этих вопросах, я не генетик, мне сложно ответить и быть уверенным что я не вру вам. Потому этой информации и нет в статье. Может знает кто-то другой? Мне было бы тоже интересно просветится.

          UPD: Вообще так то пришла мне в голову интересная информация :) Консервативные участки это не приговор. Если консервативные гены становятся не важны, то со временем они всё же начинают накапливать мутации и перестают быть консервативными. Так например у всех позвоночных гены отвечающие за гемоглобин достаточно консервативны, и почти не подвергаются мутациям, но например есть рыбка крокодиловая белокровка, у неё отсутствует гемоглобин, так вот гены синтезирующие его у этого вида совсем не консервативны.

          Так что очевидно что если расположение и имеет значение, то не решающее.
            0
            интересно бы взглянуть на статистику частоты мутации в сравнении с «глубиной упаковки», возможно «расконсервированные» участки сдвигаются наружу.
              0
              Гены действительно способны «гулять» по цепочке (один из видов мутаций вообще переворачивание гена когда он начинает экспрессию задом наперёд), но в целом на сколько я знаю это не частое явление, а учитывая длину ДНК и одного гена перемещение сразу на большое расстояние вероятно вообще единичны. Консервативность на мой дилетантский взгляд во многом определена РНК-белковыми комплексами.
            0
            А никаким. Нет никакой «защиты». Защита реализуется за счет репарации. Чем активней участок, тем больше шансов, что его мутация будет «починена». Участки гетерохроматина имеют гораздо меньше быть отрепарированными.
            Собственно, это один из главных вопросов автору — как можно описывать мутагенез, не касаясь вопросов репарации?
            не раньше чем через лет 10 мы достигнем технологий, позволяющих приступить к созданию не стареющих людей

            Не касаясь вопросов этики, из статьи совершенно неясно, какие именно решения могут в этом помочь, ну и практический вопрос — с какого возраста человек будет становиться нестареющим?

              0
              Нет никакой «защиты». Защита реализуется за счет репарации.

              Т.е. защита все таки есть? В свою очередь, я полагаю, что репарация это только один из механизмов защиты, подобные механизмы в организмах обычно довольно хорошо эшелонированы. А насчет раздела про репарацию ИМХО это весьма увеличило и осложнило бы статью, сделав ее излишне объемной…
                0
                Я не рассказывал про мутации как таковые, я их рассматривал только с точки зрения накопления мутаций и наступающей в следствии этого смерти. Приверженцы этой теории не отрицают репарационных систем, они просто говорят что те не справляются. А так как репарация ДНК столь же объёмная и сложная тема я не стал её рассматривать. Зачем если всё равно скажут она не эффективна?

                Как же не указано какие решения, просто очень коротко и в общем:
                дальнейшее развитие нейронных сетей и машинного обучения или даже создание более полноценного ИИ, а также наращивание темпов исследований в генетике и молекулярной биологии

                Если вам хотелось получить более развёрнутый ответ, то извините, я посчитал излишним писать снова что там белок на белке сидит и мы понятия не имеем какой именно и зачем. А вот что бы понять какой именно и зачем, как он выглядит и работает, на данном этапе необходимы продвинутые нейронные сети (потому как другие технологии подходят ещё меньше) которые бы, например, предсказывали пространственную конфигурацию и химическую активность.

                Ну и наконец, репарация репарацией, но консервативные участки не просто эффективнее чинятся чем прочие, они именно стабильны.

                А, забыл про возраст добавить. Мне всё равно, я не собираюсь жить вечно, и на мой взгляд каждый сам себе должен решить (в случаи чего) на каком возрасте он бы хотел «заморозится». Но это в идеале, а на практике — смотрите про этические проблемы, умные учёные или депутаты / президенты за вас решат какой возраст лучше.
                  0
                  Зачем если всё равно скажут она не эффективна?

                  Просто из вашей статьи выглядит так, что есть некие люди, которые считают, что есть некий код, который со временем «стирается», и когда код становится нечитаемым, организм умирает, а вы с такими людьми несогласны.
                  Но не исключая наличие описанных вами людей, все же современный приверженец теории накопления ошибок не может не знать про репарацию и ее роль.
                  «Я не верю в вечную жизнь, но могу сказать, что в результате повреждения ДНК возникает рак и другие серьезные заболевания. Поэтому мы пытаемся максимально эффективно бороться с этими повреждениями. А для этого первым делом необходимо понять механизмы их появления»

                  Это Томас Линдел, один из лауреатов Нобелевской премии по химии за 2015 год (за изучение механизмов репарации ДНК, кто бы мог подумать) сказал в ответ на вопрос о вечной жизни.
                  У вас интересная статья, но актуальна ли она в 2019?
                    0
                    Репарация безусловно есть и важна, это та система которая борется с изменением ДНК, но в статье сделан акцент именно на то что мутации не равномерны, а значит не вполне случайны, а так же на то что мутация это не обязательно результат, и уж тем более не обязательно отрицательный результат.

                    Я понял вы считаете статью не полной без описания систем репарации, я принимаю вашу критику, наверное с точки зрения полноты вы правы, но я уже не буду их вставлять в статью.

                    По поводу достижения бессмертия с помощью репарационных систем, так я про это и писал. Как ещё можно отредактировать ДНК? Это же вам не строка в редакторе текста, безусловно это будет происходить химическими методами, и вероятно (очень очень вероятно) с использованьем естественных репарирующих систем.
                      0
                      Извините, что встреваю в ваш диалог, но я правильно понял статью и комментарии?

                      Есть некоторые мутации, они приводят к конкретным болезням, их можно идентифицировать и починить. Часть из них унаследованные, а не собственные.

                      Есть другие мутации, которые визуально ни к чему конкретному не приводят, а потому в починке особо не нуждаются и по вашему мнению, в старении не участвуют. Зато в старении могут участвовать совершенно целые и здоровые участки ДНК (в т.ч. многофункциональные), которые отрабатывают заложенную программу онтогенеза, поэтому даже починив поломанное (неважно доставшееся от родителей или своё, соматическое) старение мы не поборем, человек, условно говоря, «умрёт здоровым».

                      Кстати, не могли бы вы рассказать каким образом вызывают болезни соматические повреждения (ведь они как-то должны распространиться и закрепиться?), и каким образом к смерти организма приводит лучевая болезнь (ведь там мутации, хочется верить, честно случайные?)
                      Kriminalist а вы считаете, что накопление ошибок действительно объясняет смерть? Как сильно замедленное развитие лучевой болезни? Или по-другому?
                        0
                        Kriminalist а вы считаете, что накопление ошибок действительно объясняет смерть? Как сильно замедленное развитие лучевой болезни? Или по-другому?

                        Смерть может быть результатом совершенно разных причин, но говоря о старении, мне импонирует термодинамическая теория старения Георгия Гладышева, и вообще, мне представляется, что любая концепция биологического долголетия должна в первую очередь базироваться на биофизике.
                        А в отношении мутаций… Критично, если мутация попадает на участок с активной экспрессией, и некритично, если мутация попадает на слабоэкспрессируемый участок.
                        Я если позволите, такую могу картину нарисовать. Зададимся вопросом, существует ли разница между ДНК клеток младенца и старика на смертном одре (неважно, сколько ему лет)? Мне представляется очевидным, что разница безусловно есть. Свой вклад в эту разницу могло внести многое — случайные мутации, вирусная ДНК, митозное исчерпание, и т.д., но в чем же она глобально заключается? Во-первых, в том, что ДНК клеток старика существенно разнообразнее, чем у младенца — ведь изменения происходили неодинаковые, и репарировались неодинаково Так что вместо армии клеток в форме «с иголочки» и одним уставом в кармане у младенца, у старика мы имеем сброд ополченцев в лохмотьях, и в кармане у каждого немного своя версия устава — кто пустил на самокрутки вторую главу, кому выжгло, кому чертиков понарисовывали шалуны. Так что эти ополченцы воюют кто во что горазд, и в друг друга стреляют, и песни хором не поют. И во-вторых, эта армия — она прошла через бои не без потерь и обросла «трофеями».
                        И еще меня очень удивляет у современных борцов со старением отсутствие хотя банального упоминания о том, что человек — это симбионт. Я лично вижу реальный практический (и этический путь) продления активного долголетия именно в этом направлении — изучении и контроле механизмов влияния симбиотических отношений человека и микроорганизмов. Да-да, я работаю в Umbrella ;).
                          0
                          Очень красивая аналогия.
                          Правда через неё кажется что прям все клетки кто во что горазд, хотя реально мутаций не так и много накапливается.
                            0
                            А мы реально не знаем, сколько их накапливается. Никто ж не делает полногеномного секвенирования хотя бы 100 отдельных клеток одного органа. Есть хрестоматийный пример с устойчивостью к антибиотику — вот те выжившие, они приобрели устойчивость, т.е. в ходе смены поколений возникли мутации (и не один раз), и некоторые их сочетания оказались удачными в данных условиях. С бактериями проще, мы работаем с колонией, считая геном колонии целостным. По клеткам тканей мы можем в крайне ограниченной степени такое допущение делать.
                            кажется что прям все клетки кто во что горазд
                            Да так и есть. Они как сборщики на конвейере, вроде все одно и то же делают, но каждый немного по-своему. Аналогия больше образная конечно, но мы же точно знаем, что разные факторы влияют на экспрессию генов, а клетки не получают влияние факторов одинаково — всегда кому-то больше достается влияния, кому-то меньше.
                              0
                              Есть хрестоматийный пример с устойчивостью к антибиотику

                              Мне кажется, вы путаете скорость размножения и мутаций у прокариот (бактерии) и у клеток в составе большого организма.
                                0
                                Почему путаю? Это просто наглядный пример, как изначально единый геном изменяется под влиянием среды. Имели устав — получили другой устав (а все остальные версии устава оказались неактуальными).
                                Да и что скорость? На стадии эмбриона эукариоты так топят по газам, не каждая бактерия угонится. Эпителиальные клетки в целом с той же скоростью митозят, что и бактерии делятся (которые кстати быстрые, только когда условия им позволяют).
                                А насчет скорости мутаций — а как вы ее считали? В целом, если взять пример с бактериями, там мы видим 4 стадии приспособления, и Оккам нам говорит, что для каждого этапа достаточно было 1 мутации. Мутация — это ведь наследуемое изменение последовательности ДНК, а не любое нарушение. Нарушение ДНК может: а) быть отрепарарированным, б) остаться и влиять на жизнь клетки. Вариант б можно будет считать мутацией в случае, если клетка с нарушением делится и дает дочерние клетки с таким же нарушением, что скорее исключение, чем норма — норма как раз апоптоз клеток с нарушением.
                                Так что как иллюстрация вполне подходит, хотя конечно, напрямую переносить опыт ишерихии на человека не стоит.
                          0
                          Нет, вы немного не так поняли.
                          Во первых, передающиеся мутации это генеративные, те что остаются с вами соматические. Между этими мутациями по сути нет никакой разницы, разница только в том где они случились, когда и как (нет смысла дальше углубляться а то придётся ещё статью писать).

                          Во вторых, есть мутации которые «работают» и те которые ничего не изменили. Из работающих, конечно, возможны те мутации которых на первый взгляд не видно, но они могут оказывать воздействие (в том числе и отрицательное). Но статья была про то, что сам механизм мутагенеза устроен так и имеет столь малую частоту, что сваливать на эти мутации старость (которая у всех примерно одинаковая) абсурдно.

                          То что старение «нужно» биосистемам было рассмотрено в прошлой статье (тоже бегло). «Нужно» это не значит что кто-то что-то планирует, но эволюция почти всегда приводит к этому результату, так как без смерти работает гораздо хуже чем с ней (соответственно появляется обратная связь — чем дольше живёшь тем медленнее эволюционируешь).

                          Если мы будем эффективно успевать исправлять все мутации что возникают у нас, то мы не «умрём здоровыми» мы просто состаримся как обычно и умрём чуть позже, но не выше предельного возраста.

                          Лучевая болезнь это не многочисленные мутации и смерть в следствии этого. Лучевая болезнь это резкая поломка (денатурация) всего и вся в теле. У вас не только ДНК «портится», но и белки, РНК и всё прочее. Хоть механизм действия и различен (как и видимый результат), но лучевая болезнь гораздо ближе к смерти от резкого перегревания, чем к смерти от старости.
                0

                Интересно, как мутация переводит ген в рецессивное состояние, и почему иногда случается наоборот — мутантный ген становится доминантным.

                  0
                  Эх, значит я не очень понятно написал статью.

                  Когда происходит мутация меняется топология этого участка ДНК, и ДНК-полимеразе (например) становится трудно или невозможно состыковаться с нужным участком, пока не пройдёт «настройка», которая чаще всего заключается в том что должен появится белок способный повысить сродство ДНК-полимеразы и самой ДНК.
                  То есть для включения мутации нужна ещё одна мутация, иначе все ДНК-полимеразы плавающие в цитоплазме просто поприсоединяются к правильному участку ДНК (ведь с ним родство не утеряно) игнорируя или почти игнорируя мутантный ген.
                    +1
                    Так про это же есть в статье, в разделе «Экспрессия гена». Вообще процесс экспрессии монгоступенчатый и рецессия на любой ступени может приводить к подавлению синтеза конечного белка. Кстати довольно часто бывает, что весь синтез проходит нормально, а вот уже конечный белок не может правильно сложиться в конечную форму и соответственно не может нормально функционировать. Белки часто функционируют в составе комплексов и «выпадение» любого составляющего также приводит к рецессии. А еще, регуляторные комплексы обычно основаны на относительных концентрациях различных белков и относительно небольшое снижение экспрессии может привести к серьезным сдвигам в обмене.
                      –1
                      доминантных и рецессивных генов не существует. Рецессивными раньше называли сломанные гены, которые перестали выполнять свою функцию. Сломался ген синтеза пигмента в волосах — получился «рецессивный ген блондинистости». Сломался ген свертывания крови — «рецессивный ген гемофилии»
                        0

                        Но ведь есть и доминантные сломанные гены. Или в норме у человека некоторые гены сломаны, а их починка в результате мутации приводит к болезни?

                          0
                          нет, доминантных сломанных генов нет. Смысл рецессивности в том, что функцию сломанного «рецессивного» гена подхватывает ген из парной хромосомы, он и считается доминантным.
                          если вам от матери достался сломанный ген синтеза пигмента, синтезировать пигмент будут гены отца. В народе говорят что темные гены сильнее белых, хотя белый — это не цвет, а бесцветность.
                            0

                            А как же такое генетическое заболевание как ахондроплазия? Наследуется по аутосомно-доминантному типу наследования, проявляется, если хотя бы один ген из пары сломан, разве это не доминантность?

                              +1
                              этот ген не окончательно сломан, он порождает дефектный белок который вызывает неправильное развитие костей. Как будто вырабатывает яд. Лучше понимать полностью механизм действия, чем использовать концептуально неверные термины.
                              Это было допустимо когда не знали о диплоидности ДНК (двойной набор хромосом) и о механизмах трансляции белков
                              +2
                              Блин, ну что же вы. «доминантных и рецессивных генов не существует» не потому, что их «сломанных» не бывает, а потому, что быть доминантным или рецессивным может АЛЛЕЛЬ одного гена.
                              Гомозигота вполне жизнеспособна как по доминантному аллелю, так и по рецессивному. Собственно, рецессивность — не поломка и не приговор, а как раз эволюционно доказавший свою пригодность (возможно, на коротком интервале, но тем не менее), аллель.
                              К сожалению, очень часто такие терминологические «упрощения» встречаются, но они часто могут полностью исказить смысл.
                              Само понятие «ген» используют в трех (как минимум) далеко не одинаковых смыслах:
                              1) Как некая последовательность, отвечающая за формирование фенотипического признака;
                              2) Как последовательность, кодирующая один белок либо РНК (вообще что-нибудь, имеющее отдельную функцию);
                              3) Как п.2 + все последовательности, регулирующие экспрессию п.2.
                              При этом каждое определение может быть вполне применимым в своем контексте.
                              Кстати, вот очень доступный краткий курс лекций по теме Геном и эмбриональное развитие, там и слайды презентаций есть.
                                0
                                возьмем ахондроплазию
                                Два гена, один нормальный, другой сломанный (производит мутантный белок)
                                Работают одновременно. Какой из них по вашему доминантный а какой рецессивный, и на каком основании?
                                  0
                                  В случае ахондроплазии мы имеем одну нормальную аллель (неважно, доминантную или рецессивную), и одну мутантную — которую называть доминантной неправильно, потому что термин «доминантность» применяют только к аллелям, подчиняющимся законам Менделя.
                                  Рецессивными раньше называли сломанные гены, которые перестали выполнять свою функцию.

                                  Это кто ж так называл? Исторически так называли не гены, а признаки, так что о «сломанности» и речи быть не могло.

                                  me21
                                  Интересно, как мутация переводит ген в рецессивное состояние, и почему иногда случается наоборот — мутантный ген становится доминантным.

                                  Ну в первом приближении — мутация может затронуть как доминантную, так и рецессивную аллель. Мутация в доминантной аллели может «выключить» ее доминантность, мутация в рецессивной аллели (если она не летальная) скорее всего не приведет к заметным изменениям фенотипа. Ну и конечно, мы же говорим об одной клетке сейчас, и есть большая разница, о какой именно клетке идет речь. Чтобы доминантность аллеля проявилась в признаке организма, значительная часть клеток должна быть носителями этого аллеля. Т.е. случайная мутация в соматической клетке не приведет к проявлению признака на уровне организма, а только на уровне отдельной клетки.
                                  А вот мутации в ходе эмбрионального развития — как раз и способны приводить к заболеваниям типа ахондроплазии. И что характерно, мутация G380R, приводящая к ахондроплазии, практически всегда происходит в хромосоме отца, а не матери. Как же такое может быть? А все дело в том, в какой именно клетке происходит мутация — а в данном случае это сперматогоний отца, причем по непонятной пока причине мутантные сперматогонии дают более активную популяцию, и с возрастом жизни отца эта тенденция нарастает, так что шанс рождения ребенка с ахондроплазией увеличивается с возрастом отца. По идее, для лиц преклонного возраста, желающих получить здоровое потомство, имеет смысл прибегнуть к ЭКО с селекций сперматозоидов ICSI+IMSI.
                        +3
                        Статья — огонь! Спасибо!
                          0
                          Не за что. Рад что нравится.
                          +2
                          Не биолог и не медик, а всё таки сунусь. Каких только генетических болезней нет у живых организмов. Например у некоторых людей цветное зрение, а кто-то дальтоник — может это и не смертельная болезнь, но всё таки недостаток причем является следствием мутации генов, которая несмотря на все защиты и дублирование всё таки произошла. И таких примеров можно найти миллионы. Предположим есть мутации которые почему-то «разрешены», а другие происходят гораздо реже, но в Чернобыле от радиации мутации случайные а не «случайные» которые происходят «когда в ваше тело попадает незнакомый (или забытый) вашей иммунной системе антиген». Частенько эти мутации смертельные, но они происходят. Но эти мутации приводят к повреждению чего угодно, только не программы старения. Ну вот ни разу не зафиксирован случай повреждения этой программы. Это как про черную кошку, похоже её просто нет. Вот нет у человека способности регенерировать поврежденные органы, как ящерица регенерирует хвост. Так и нет программы защиты и восстановления всего организма, какая должна быть у половых клеток. Похоже нужно не стереть программу старения, а перенести программу защиты-восстановления половых клеток на весь организм.
                          И ещё, я только сейчас прочитал и предыдущую статью. Насчет бороды — это не возрастной признак, а признак принадлежности к полу, который имеет значение только для взрослых половозрелых особей, чтобы с полувзгляда отличать принадлежность к полу. А у тех животных, у которых нет явных внешних признаков принадлежности к полу, есть другие способы. Например собаки на запах отличают быстрее чем по внешнему виду.
                            0
                            Несколько возражений если позволите… Очень тезисно. Есть средневидовая продолжительность жизни и она довольно прилично различается для весьма генетически близких видов. Есть прогерия. Есть рак в конце концов — собственно один из вариантов сбоя программы старения.
                              +1
                              Из википедии
                              Злока́чественное новообразова́ние — заболевание, характеризующееся появлением бесконтрольно делящихся клеток

                              Бесконтрольное деление это не отсутствие старения
                              Взрослого человека с прогерией не спутаешь со стариком от возраста. Есть все те же признаки старения но как будто не совсем то. Это как смотришь у человека нет ноги — а это один под поезд попал, а у другого гангрена и операция, а результат один. Но возможно если программа старения существует, то от несрабатывания она защищена гораздо сильнее, чем от сбоя досрочного срабатывания. Досрочное срабатывание ведет к гибели особи, а наследуемое несрабатывание может привести к гибели вида, например какие-нибудь слоны сожрут всё что можно съесть и вымрут от голода.
                              Но всё таки не зафиксированы сбои несрабатывания программы старения ни у людей, ни у животных
                                0
                                Бесконтрольное деление это не отсутствие старения

                                Нда? А что это? Это популяция клеток которые при определенных условиях могут воспроизводиться практически бесконечно (почитайте про штамм HeLa если любопытно).
                                Насчет регенерации тоже все не так однозначно, у человека есть ограниченная регенерация.
                                  0
                                  Почитал, точно для раковых и половых клеток нет лимита Хейфлика, на уровне клетки бессмертие есть (то что оно есть для половых клеток и одноклеточных это понятно — раковые клетки получается практически набор одноклеточных организмов — они не подчиняются командам многоклеточного организма и можно считать что не являются его частью хотя генетически почти совпадают с ним и находятся внутри него как и бактерии например), но неизвестен ни один бессмертный выживший организм с такими клетками
                                    0
                                    на уровне клетки бессмертие есть

                                    Да нет… Как раз никакого «бессмертия клетки» нету, мы тоже можем размножаться практически вечно(при соблюдении некоторых условий разумеется), но это не бессмертие личности, а бессмертие вида. В случае рака это скорее гистологическое бессмертие, т.е. на уровне ткани. Остается понять, каким образом раковая клетка снимает ограничение на количество делений и сделать это состояние контролируемым.
                                      0
                                      Остается понять, каким образом раковая клетка снимает ограничение на количество делений и сделать это состояние контролируемым.


                                      Вроде поняли уже

                                      … от трёх до шести дополнительных генетических повреждений (в зависимости от природы исходной или предрасполагающей мутации, которая может предопределить путь развития заболевания) требуются для того, чтобы завершить процесс начавшейся неоплазии (образования опухоли)

                                      Мутации одного из генов HRAS, KRAS2 или NRAS обнаруживают примерно в 15 % случаев злокачественных новообразований у человека. В 30 % клеток аденокарцином лёгкого и в 80 % клеток опухолей поджелудочной железы обнаруживается мутация в онкогене ras, что ассоциируется с плохим прогнозом протекания заболевания.

                                      Одной из двух горячих точек, мутации в которых приводят к онкогенной активации, является 12-й кодон. В экспериментах по направленному мутагенезу было показано, что замена в 12-м кодоне глицина на любую аминокислоту, за исключением пролина, приводит к появлению у гена трансформирующей способности. Вторая критическая область локализуется вокруг 61-го кодона. Замена глутамина в положении 61 на любую аминокислоту, кроме пролина и глутаминовой кислоты, также приводит к онкогенной активации.
                                        0
                                        Рак это не одно заболевание, а скорее широкая группа, ну как например есть группа «простудные заболевания». Поэтому и причин может быть масса, оно и логично — любой сложный механизм можно сломать во многих местах. Вообще за последние лет 10 я встречал в сети несколько десятков описания различных механизмов возникновения рака, с разной степенью подробностей и достоверности. К сожалению большинство как обычно не нашло подтверждения. Проблема комплексная и единственного верного решения видимо нет.
                                        0
                                        Остается понять, каким образом раковая клетка снимает ограничение на количество делений и сделать это состояние контролируемым.

                                        Боюсь не получится, сигнал о начале старости не возникает в каждой клетке или органе отдельно, это общий гуморальный сигнал так сказать. И какие белки или ещё что в нём участвуют пока не очень понятно. Хотя наверняка в маркерах старения можно найти подсказки.
                                          0
                                          Если гуморальный — то вообще отлично, хуже (и на мой взгляд гораздо более вероятно) если старение встроено в саму клетку(наподобие теломеразной теории, хотя уже понятно что с теломерами не все так просто) и придется разбираться с каждой соматической клеткой в отдельности. Впрочем, сдается мне что механизм этот многократно дублирован на разных уровнях, так как для выживания вида гарантированная смерть не менее важна чем гарантированное выживание.
                                            0
                                            Впрочем, сдается мне что механизм этот многократно дублирован на разных уровнях, так как для выживания вида гарантированная смерть не менее важна чем гарантированное выживание.

                                            Вот в этом я с вами согласен. Выше я имел в виду что не достаточно в каждом органе получить бессмертные клетки, гуморальная система всё равно заставит организм умереть.
                                              0
                                              гуморальная система всё равно заставит организм умереть.

                                              Это как, если все органы по отдельности здоровы? Или вы имеете в виду не столько именно гуморальную систему в отдельности, сколько общий гомеостаз? Если так, то согласен.
                                                0
                                                Ну да, он же всё равно действует через гуморальную систему.
                                                Например резкими скачками давления. Или взять и отключить иммунную систему. Или можно много придумать «или» причём список старческих болячек в нём будет на первом месте.
                                      0
                                      Конечно ограниченная есть — царапина заживет, но для бессмертного нужна регенерация зубов например, как у акулы и наверное много ещё чего
                                        0
                                        Насчет зубов — сам давно хочу, и надежда есть! А там глядишь и остальное подтянется ))
                                          0
                                          Даже у детей в челюстях сидят уже почти готовые зубы
                                          pressa.tv/uploads/posts/2018-08/1533364715_5.jpg
                                          Чтобы повторить процесс, нужны не тривиальные манипуляции, и механические и генетические.
                                          Возможно зубы проще будет вырастить в питательной жидкости, а потом установить на место. Но это будут необычные зубы, самостоятельный живой организм почти.
                                            0
                                            Да что вы спорите, не знаю на сколько это правда или легенда, но встречал не один раз. Так вот примерно после 105 лет у некоторых людей начинается третья генерация зубов. :)

                                            А если серьёзно то да, вы наверное правы, проще выращивать и пересаживать — будут как свои (можно же и из своих клеток вырастить).
                                              0
                                              Вот тут пишут, выращивают зубы давно уже, и по зубам долгожителей, если это не фэйк
                                              kinozal-lai.ru/forum/33-736-1
                                              0
                                              зубы проще будет вырастить в питательной жидкости, а потом установить

                                              Это проще только пока нет технологии управления онтогенезом, когда сумеем — проще будет запускать готовые программы уже заложенные в нашем геноме.
                                              А пока будем затыкать дыры чем умеем, вот например уже в некоторых стом. клиниках предлагают процедуры с применением амелогенина для восстановления зубной эмали.
                                                0
                                                Прямо таки сидят, или образуются?
                                      0
                                      Понимаете в чём дело, есть некоторые инструкции которые многогранны и всеобъемлющи. Смерть после определённого возраста одна из них. Вы привели замечательный пример, вот есть дальтоники, а есть обычные люди. Да это мутация, но она не прибавила в вашем организме маркеров старения, она не сократила вашу жизнь, она просто лишила вас части колбочек — это и есть проявление этой мутации, а не сокращения жизни на 40 минут. И так с каждой мутацией.

                                      А на счёт бороды, да, вы правы это признак половой принадлежности, но одновременно это возрастной признак. У человека и так достаточно сильный половой деморфизм, можно обойтись и без бород (или опять таки, мы могли бы появляться с бородами сразу после рождения).

                                      Ну и снова, вы знаете во сколько лет умерла мадам Кюри? Почти в семьдесят, при этом она не знала современных страшилок о радиации и носила радиоактивные вещества в том числе и просто в лабораторном халате. Конечно это не говорит о том что радиация безвредна, но это говорит о том что увеличение соматических мутаций не сокращают жизнь сами по себе. Каждая мутация оказывает своё индивидуальное воздействие на организм. А не просто морщинит кожу делает нас беззубыми и заставляет умирать строго по расписанию.
                                        +1
                                        Насколько я понимаю — с точки зрения отбора нет ни единого фактора, который бы работал на бессмертие конкретного организма. Гены и так бессмертны. А организм отбору не интересен :) Гены же «заинтересованы» в поддержании организма до достижения некоторой численности потомства (считай обеспечения этого самого бессмертия для генов), а дальше это пустая трата ресурсов.

                                        Так что на мой взгляд нет никаких специальных механизмов «старения/умирания». Это просто проявление отсутствия механизмов поддержания вечной жизни. Не нужны они. Вот и не развились.
                                          0
                                          Опять Докинз…
                                          Почитайте первую статью, на неё ссылка в самом начале есть. Там прекрасно (я надеюсь) описано зачем нужна смерть и почему она не равна отсутствию механизмов вечной жизни.
                                            0
                                            Не столько Докинз, сколько моё понимание Докинза :) Я не биолог, просто интересуюсь.
                                            И я, в данном случае, не про конкретные механизмы старения/умирания (мне для этого не хватает знаний и квалификации), а, скорее, про некий философский аспект проблемы.
                                              0
                                              Вот в первой части как раз про философские аспекты :)

                                              А Докинз хороший популяризатор науки. Только из-за сильного упрощения мысли и механизмов вбил людям несколько искажённую картину эволюции. Гены вовсе не эгоистичны. Или как минимум не на столько как он представил.
                                                +1
                                                «Эгоизм» генов это, разумеется, не некое осмысленное поведение. Это некоторая метафора, описывающая чисто математическую составляющую «жизни репликантов» :)
                                                Ну, и у него не только «Эгоистичный ген», но и «Расширенный фенотип», «Слепой часовщик», «Расплетая радугу» и ещё много чего.

                                                Из предыдущей статьи (тоже, надо сказать, очень хорошей)

                                                Походив с усами энное количество времени, наш фенотип вновь подвергается изменениям, не столь резко как при взрослении, но столько же кардинально – меняется форма ушей, носа, глаз, бровей, цвет волос или даже их отсутствие.


                                                Здесь, как мне кажется присутствует небольшая, но очень важная ошибка. Наш фенотип не «вновь подвергается изменениям». Они просто не перестаёт им подвергаться. То есть эти изменения постоянны. А некоторая наблюдаемая «фазированность» изменений — не более чем визуально наблюдаемый диалектический «переход количества в качество». Условно: после выпадения какого процента волос человек приобретает лысину?
                                                  0
                                                  Вы правы. «Вновь» это лишь оборот речи передающий смысл и украшающий текст, но не ошибка. Ведь ниже ваше пояснение снова пришло к «визуально наблюдаемый диалектический «переход количества в качество»».

                                                  Если писать на подобные темы сухими выверенными, однозначными фразами то «небиолог» не осилит и ста слов.
                                          0
                                          Ну и снова, вы знаете во сколько лет умерла мадам Кюри? Почти в семьдесят, при этом она не знала современных страшилок о радиации

                                          Я не уверен на 100%, но я бы сказал что не в последнюю очередь дело было в количестве синтезируемых веществ.
                                        +1
                                        Вопрос по таблице кодонов. Там цветом выделены аминокислоты, которые зависят от третьего нуклеотида. Однако в колонке гуанина на урациле и аденине аминокислоты не выделены цветом. Это по недосмотру или там какая-то хитрость есть?
                                        PS. Спасибо огромное за статью. Пишите еще пожалуйста!
                                          0
                                          Хороший вопрос. Как бы не опозорится :)
                                          Если честно я просто взял первую картинку без излишеств и даже не обратил внимание на то что там что-то выделено. Вероятно цветом отмечены те кодоны которые несут ещё какую либо функцию. Я сейчас втыкал, втыкал, вспоминал, вспоминал и как мне кажется синем маркирован стартовый кодон, пропуски это стоп-кодоны, а вот что автор картинки имел ввиду под остальными цветами я не знаю.

                                          Мой недогляд, надо было выбрать таблицу без маркировок. Но теперь пусть уж так останется.
                                            0
                                            Стартового кодона в списке нет, его по логике тут быть и не должно, так как он длиннее трех оснований. Минусами обозначены стоп-кодоны, а «Мет» — метионин, всего лишь аминокислота. А так — картинка вполне корректная, хотя нераскрашенная была бы приятнее, чем раскрашенная не вполне так, как хотелось.
                                              0
                                              Вы уверены? Возможно память меня подводит, но метионин именно в этом кодоне является опциональным, то есть не всегда означает аминокислоту, иногда может означать именно старт. Так же как те кодоны что отмечены пробелами не всегда стоп-кодоны, иногда они кодируют аминокислоту.

                                              (ща бы было обидно опозорится :) ) Если вы уверены в своей правоте, не сочтите за труд, ответе ещё раз. И может вы знаете по какой причине другие кодоны отмечены?
                                                0
                                                Видимо, у меня столько же знаний, сколько у вас (или меньше) — я эту таблицу помню с 9го класса биологии, но только сейчас встретил где-то ещё ;) Вики согласна с вами, что АУГ-кодон таки стартовый, но про стоп-кодоны, кодирующие что-то ещё, я не знаю. Почитал англовики, там упоминается, что в процессе транскрипции не в людях (либо я не до конца понял то, что там написано) стоп-кодоны иногда* кодируют аминокислоту, причем три разных упомянуто на УАГ и УАА отдельно, и ещё три для УГА. М-да, я мамонт, не стоило мне сюда влезать :(
                                                  +1
                                                  Ошибаться (не знать) не стыдно, стыдно не признавать что ты не прав, так что не зря влезли :)
                                          0
                                          На канале Vert Dider есть цикл офигенных лекций Роберта Сапольски (такой профессор из Стэнфорда), подходящий даже неподготовленному слушателю:
                                          www.youtube.com/playlist?list=PL8YZyma552VcePhq86dEkohvoTpWPuauk
                                          В блоке «Молекулярная генетика» хорошо рассказано и про белковые истории, и про мутации.
                                            0
                                            Необычный взгляд на основы иммунологии. Какие-то центры мутагенеза лимфоцитов в лимфатических узлах и др. В учебниках пишут, что в лимфоузлах происходит сканирование миллионов клонов наивных лимфоцитов на специфичность к антигену. Затем происходит экспансия тех клонов, которые «узнали» антиген и активировались.
                                              +1
                                              В учебниках пишут, что в лимфоузлах происходит сканирование миллионов клонов наивных лимфоцитов на специфичность к антигену...

                                              Ну-уу… Попробуйте додумать дальше вашу мысль. Клон это кто? Точная копия? А если они точные копии то что же даёт сканирование?
                                              То что вы написали никак не противоречит тому что описано в статье, только слово клонов надо взять в скобки потому как всё же не совсем клоны :)
                                                0
                                                Все лимфоциты одного клона обладают одним и тем же уникальным антигенным рецептором (TCR у T лимфоцитов, BCR у B лимфоцитов). Многообразие рецепторов обеспечивается генетической рекомбинацией (случайной комбинацией из большого набора фрагментов ДНК) при созревании лимфоцитов из клеток предшественников. Вроде бы, мутагенез здесь не играет.
                                                  +1
                                                  Правильно:
                                                  Многообразие рецепторов обеспечивается генетической рекомбинацией (случайной комбинацией из большого набора фрагментов ДНК)

                                                  А что такое рекомбинация ДНК?
                                                  Понимаете в учебниках необходимо иногда «огрублять» информацию, иначе в море тонкостей можно захлебнуться. Это как с химией, в школе вам говорят, вот есть такие и такие классы веществ, они реагируют так, а вот так не реагируют. А потом вы идёте в вуз и вам сообщают, что оказывается запрещённые реакции бывают, надо только условия подобрать.
                                                  А вообще чего вы стесняетесь гуглите «гипермутирование», ведь это слово есть в статье.
                                              +2
                                              некоторые люди полагают что их машины ездили бы вечно, если бы производители злонамеренно не вставляли в них специальные механизмы («антификсиков»), которые ломают их специально после гарантийного срока.
                                              Подозревать во всем происходящем чью-то намеренную злую волю — распространенное когнитивное искажение
                                                0
                                                А другие люди, с определёнными когнитивными искажениями, выпускают на ютубе ролики, где подробно на пальцах рассказывают, какие производители и что конкретно «злонамеренно не вставляют». Специально для тех, кто точно знает, что про когнитивные искажения — это научно и молодёжно, а про сопромат скучно и шарлатанство.
                                                  +2
                                                  на какой секунде в этом занудном видео показано устройство специально предназначенное для поломки двигателя?
                                                    0

                                                    Ну на самом деле… был на хабре цикл статей,"цивилизация пружин", там это было объяснено довольно хорошо тем, что мы просто производим всё с не макс характеристиками веса/прочности и т.д.
                                                    Так как это будет очень дорого.

                                                      0
                                                      да, и наши организмы тоже не на тыщу лет рассчитаны, по тем же соображениям
                                                        0
                                                        Это то-же, что и «когнитивное искажение», только для тех, кто немного знаком с сопроматом. Если взглянуть на занудное видео, то там гидротолкатель сделали не просто проще, ещё его корпус изготовлен из алюминия, а поршень из стали, разные коэффициенты расширения, а алюминий дороже чугуна, и если скажем порошковое спекание, то возможно и со сталью, с алюминием, по любому, дороже. А ещё дешевле вообще отказаться от устаревшего узла и вернуться обратно к ремню, конструкции идеальной для гражданского автомобиля, учитывая современные материалы.
                                                  0
                                                  Сразу оговорюсь, что являюсь сторонником фенотипической природы старения именно в том виде, в котором мы его знаем. Что такое старение? С возрастом экспрессируется меньше белков, отвечающих за починку повреждённой ДНК, а как следствие ряд процессов, часть из которых сейчас называют накапливаемыми повреждениями. На экспрессию белков влияет пространственное расположение ДНК, а все эти процессы основаны на статистике. Поэтому изменение пространственной ориентации, например, вследствие сокращения теломер, может изменить экспрессию белков. И косвенно это соотносится с исследованиями на мышах, рождённых с заранее низким количеством теломер, которые умирали намного раньше остальных, но с приличным остатком теломер в клетках. А также с некоторыми врождёнными заболеваниями человека, связанными с преждевременным старением и низким количеством теломер. Если кому-то будет интересно, могу поднять вопрос и найти информацию. А запас теломер у нас в клетках — это, вероятно, прямой результат естественного отбора. Ни больше, ни меньше. А дальше эволюция подстраивала фенотип в плане генов под нужное количество теломер. Возможно, что это так. Это одна из версий, коих может быть множество.

                                                  А теперь немного критики.

                                                  Ну, во-первых, отметим, что частота возникновения мутаций не высока невероятно низка и индивидуальна для разных видов.

                                                  Странно такое читать, учитывая, что один только ультрафиолет вызывает постоянные разрывы ДНК, а ДНК-полимераза может ошибаться при починке ДНК. Эволюция, конечно, позаботилась о том, чтобы подверженные влиянию ультрафиолета последовательности ДНК повторялись подальше друг от друга, поэтому фатального ничего не происходит, но мутации всё равно возможны. А ведь есть ещё и эпигенетические мутации, эффект от которых может быть такой же, как и от обычных. Но интереснее другое, неважно, часто или редко происходят мутации, наш иммунитет скорее всего оперативно будет уничтожать все серьёзные мутации. А оставаться будет лишь та малая часть мутаций, которая не смогла распознаться иммунитетом, либо смогла обмануть его, как в случае с некоторыми видами рака. Поэтому, правильнее сказать, что мутантные клетки встречаются редко, а сами мутации вполне могут происходить относительно часто.

                                                  А вот то, что можно было бы сказать, так это что большая часть мутаций должна приходиться на возраст лет до 20, когда организм активно растёт, а клетки делятся. Ведь шансы на мутации велики именно при делении клеток. Сюда же приходится достаточно большое сокращение теломер. Поэтому в теории в старости мутаций может быть намного меньше, но то, что намутировало в юности, может размножаться и в старости.

                                                  Частота мутаций при иммунном ответе составляет 10-3 – 10-4 (вернитесь к цифрам выше посмотрите на разницу в порядках), но это цифра на основание в расчёте на всю ДНК.

                                                  Мне как человеку, не связанному с биологией, непонятно, в каким единицах приводятся эти числа. Да и пример этих мутаций немного не в тему. Это управляемый мутагенез, прирученный естественным отбором, меняется заранее заданный участок ДНК, в котором гены тасуются случайным образом для кодирования всех возможных иммуноглобулинов. А дальше уже работает встроенный локализованный естественный отбор.

                                                  Но утверждение, что достаточно редкие, разнонаправленные мутации у разных людей могут вызывать одинаковую реакцию организма (вспомните про маркеры старения) и так точно убивают нас на одном сроке, абсурдны с логической точки зрения.

                                                  У нас в клетках все процессы статистические. Так почему же те же статистические процессы не могут происходить на уровне всех клеток аналогично единичной клетке, вместо всех веществ в рамках одной клетки? Но убивает нас не одно и то же, там будет гонка нескольких механизмов, что первее. И тут кому с чем повезёт. Но в текущие теории геронтологов это вполне укладывается, ведь они чаще оперируют следствиями, а не исходными причинами.
                                                    0
                                                    Извините, но очень коротко, нет времени.
                                                    Что такое старение? С возрастом экспрессируется меньше белков...

                                                    Ну вот вы уже входите в логическую ошибку. Ибо первый вопрос: «А почему с возрастом? Разве „с_возрастом“ не является старением?» Вы путаете причину и следствие. Да действительно с возрастом меняется экспрессия генов, но она меняется и после первой недели от зачатия и после второй, и после месяца, и после рождения, и после полового созревания. Понимаете? Это один процесс, до самой смерти.

                                                    Странно такое читать, учитывая, что один только ультрафиолет вызывает постоянные разрывы ДНК, а ДНК-полимераза может ошибаться при починке ДНК.

                                                    Вы перечитались научно-популярных страшилок. В теории на ДНК всё влияет, и окисление, и ультрафиолет, и инфракрасное излучение, и водка, и жиры, и… На практике всё это хорошо доказуемо только в пробирке, а люди что любящие загорать, что любящие побухать всё равно доживают до старости, и определить влияния тех или иных видов рака можно только в статистике с тысячами а то и миллионами человек.

                                                    А вот то, что можно было бы сказать, так это что большая часть мутаций должна приходиться на возраст лет до 20, когда организм активно растёт, а клетки делятся.

                                                    Это как раз, на мой взгляд не стоит упоминания, а вот мозаичность достойна упоминания, и она как раз проявляется тем сильнее чем в более раннем возрасте произошла мутация. Но так как статья вышла большая я выкинул эту тему.
                                                    Мне как человеку, не связанному с биологией, непонятно, в каким единицах приводятся эти числа.

                                                    Там же написано что «на основание в расчёте на всю ДНК». То есть конкретная буква во всей цепочке имеет шанс замениться с этой вероятностью.

                                                    Почему же не в тему? Отличнейшей пример показать фанатикам что биосистемы используют окружающий хаос и статистику в своих интересах, а не тупо ломаются и умирают.

                                                    У нас в клетках все процессы статистические. Так почему же те же статистические процессы не могут происходить на уровне всех клеток аналогично единичной клетке, вместо всех веществ в рамках одной клетки? Но убивает нас не одно и то же, там будет гонка нескольких механизмов, что первее. И тут кому с чем повезёт.

                                                    Мне так удивительно что это такой стойкий стереотип. Ну посудите сами у одного испортился ген меланина, перестал усваиваться кальций и началось облысение. У второго перестала расти ногтевая пластинка на одном из пальцев, появились серповидные эритроциты и перестал усваиваться витамин В. (добавьте каждому ещё по десятку мутаций на свой вкус). Но оба сморщились, у обоих выпали зубы, оба страдают давлением и умирают в 70+ И вам это не кажется странным?
                                                      0
                                                      Ну вот вы уже входите в логическую ошибку. Ибо первый вопрос: «А почему с возрастом? Разве „с_возрастом“ не является старением?» Вы путаете причину и следствие. Да действительно с возрастом меняется экспрессия генов, но она меняется и после первой недели от зачатия и после второй, и после месяца, и после рождения, и после полового созревания. Понимаете? Это один процесс, до самой смерти.

                                                      Я плавно подводил к своей гипотезе, к которой я склоняюсь более, чем к остальным. С возрастом сокращаются теломеры, уменьшается экспрессия генов из-за постепенного изменения пространственной ориентации упаковки ДНК (ведь такое возможно? — думаю, да), а то, что внешне мы видим как старение — просто результат уменьшения экспрессии генов. Мне эта гипотеза нравится, потому что она может объяснить причины, а не следствия. А следствия — это общепринятые среди геронтологов гипотезы. Их суть описана в статье про SENS, если забыть, что там пока ещё фантастические методы борьбы со старостью. Но опять же, я могу быть не прав, и фенотип может определяться не сокращением теломер, а, например, множеством генов, которые программируют наше старение с возрастом. А могут оказаться правы и геронтологи, в том плане, что это просто накапливаемые повреждения. Пока нет доказательство этих теорий и гипотез их нельзя принимать на веру.

                                                      Там же написано что «на основание в расчёте на всю ДНК». То есть конкретная буква во всей цепочке имеет шанс замениться с этой вероятностью.

                                                      Вы употребили слово частота, поэтому все мои дальнейшие мысли шли как следствия слова «Герц».

                                                      Мне так удивительно что это такой стойкий стереотип. Ну посудите сами у одного испортился ген меланина, перестал усваиваться кальций и началось облысение. У второго перестала расти ногтевая пластинка на одном из пальцев, появились серповидные эритроциты и перестал усваиваться витамин В. (добавьте каждому ещё по десятку мутаций на свой вкус). Но оба сморщились, у обоих выпали зубы, оба страдают давлением и умирают в 70+ И вам это не кажется странным?

                                                      А причём тут гены и мутации вообще? Есть несколько чётких объяснений, почему всё так происходит. Они официально приняты геронтологами, в число которых входят и молекулярные биологи. Я вообще не понимаю, откуда Вы взяли идею, что какие-то продавцы бессмертия оперируют мутационной теорией старения. Сенолитики, теломераза в оболочке аденовируса, повышение экспрессии ряда генов,… но про что-то в плане искоренения мутаций я пока не слышал. С ними вроде никто и не собирается бороться.
                                                        0
                                                        С возрастом сокращаются теломеры, уменьшается экспрессия генов

                                                        Простите, но нет, все в кучу смешали. Все гораздо сложнее, одни гены подавляются а другие активируются на разных стадиях онтогенеза. По простому — общее снижение экспрессии всех генов привело бы например к снижению синтеза белка в целом.

                                                          0
                                                          Необязательно общее снижение. Теломеры сокращаются с одной стороны хромосомы. Соответственно, пространственная конфигурация будет меняться не одинаково по отношения к разным генам. По этой логике снижение экспрессии может оказаться тем сильнее, чем ближе ген был к теломерам. А может быть и другое, экспрессия одних генов будет снижаться, а других — увеличиваться. Тут интересны были бы эксперименты в пробирке. И ведь их реально можно провести и численно измерить экспрессию генов с разным количеством теломер.

                                                          Ну и по схожей логике, может оказаться, что повреждение генов близких к теломерам может приводить к появлению сенесцентных клеток. С точки зрения эволюции это было бы вполне логично.
                                                            0
                                                            Ой… совсем каша. По теломеразной теории, теломеры влияют на способность клетки делиться (предел Хейфлика), а вовсе не на экспрессию отдельных генов.
                                                              0
                                                              Ну естественно, а что Вы хотите от человека с хорошей интуицией, но который в биологии не является специалистом? И кажется я попал в точку. С первого раза нашёл исследование, которые лучше объяснит то, что я пытался сказать:
                                                              www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4233240

                                                              After showing that telomere shortening induces 3D restructuring of the chromatin

                                                              Я был прав! Сокращение теломер меняет пространственную конфигурацию!

                                                              The number of transcripts affected by changes in telomere length is likely to be underestimated. Microarrays are informative but poorly sensitive, and subtelomeric transcripts are underrepresented (average of 50% coverage). Consequently, genes previously identified as sensitive to telomere length (such as ISG15) (Supplemental Fig. S4; Lou et al. 2009; Tennen et al. 2011) were not detected as significantly modified in this series of experiments. Irrespectively, some chromosome ends showed no changes (eight of 47), and many showed very few changes (27 of 47), while others exhibited large numbers of transcripts with altered expression (12 of 47). Among the latter, the 6p telomere region showed a total of six modulated transcripts with a 45% array coverage of the 10-Mb region. These microarray results support the concept that telomere length-dependent chromosome conformation may influence the transcription of subtelomeric genes. We called this phenomenon TPE-OLD. TPE-OLD describes the alteration of gene transcription that correlates with telomere length and a change in the chromatin conformation over long distances. We pursued the validation of the array by first using chromosome 12p because it showed >10 changes between short and long telomere mRNA.

                                                              Влияет! Я угадал! Так что моя гипотеза вполне жизнеспособна. А теперь пойду покайфую от выброса дофамина, пока мне не выдали опровержений. :)
                                                                0
                                                                окей! не буду подрезать крылья вашей теории, кайфуйте! ))
                                                                  0
                                                                  Нет, нет. Конструктивная критика — это обязательный атрибут любой гипотезы или теории. Поэтому с радостью выслушаю Ваши соображения. :) На всякий случай скажу, что то исследование я лишь бегло просмотрел в поисках интересующей информации, вникать буду попозже, как время будет, как раз есть пачка солёного арахиса для чтива. Поэтому на текущий момент дискуссия со мной может оказаться не такой уж и интересной в плане доказательной базы.
                                                                    0
                                                                    Не знаю, может фигню скажу. Но если дело в упаковке ДНК, то почему у разных животных старение настает в очень разном возрасте? По разному ДНК упакована?
                                                                      0
                                                                      Сложно ответить на Ваш вопрос. Длиной теломер у животных я пока не интересовался. Но есть такое исследование:
                                                                      www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6083700
                                                                      Мне сложно из него сделать какие-то выводы, но по графику видно, что между видами меняется как длина теломер, так и размер хромосом.

                                                                      Могу лишь выдвинуть предположение. Естественный отбор подстраивает расположение генов под длину теломер и размер хромосом. Это может быть как увеличением самих хромосом, так и изменением расположения самих целевых генов. Также активация нужных генов может регулироваться изменением длины теломер, если мутация затронула изменение размера хромосом.

                                                                      Если у разных животных старение протекает с разными фенотипическими признаками, то это тоже может косвенно указывать на эту идею. Но мне такие данные не известны.
                                                          0
                                                          С возрастом сокращаются теломеры

                                                          Здесь надо вставить «главным образом». Потому как теломеры сокращаются не везде и не у всех. А вот умирают всё равно все.
                                                          Пространственная конфигурация хроматина безусловно влияет на экспрессию. Но пространственная конфигурация не определяется теломерами, точнее далеко не одними теломерами. То что совершеннолетия у вас падает экспрессия генов, совершенно не удивительно, на первых этапах жизни вы строите организм, при половом созревании вы перенастраиваете гормональную систему, на этих этапах просто напросто больше работы.
                                                          С теломерами вообще сложно, столько упрощений… Теломеры это всего лишь удобные часы для клетки (да и это судя по всему сомнительно, но сейчас спорить не буду). И эти часы видимо возникли как дополнительная адаптация, ибо в первом приближении теломеры больше похожи за защитный механизм, который «кепирует» конец хромосомы что бы репарационные системы не ломали хромосомы. Вообще модное слово вывило их на пьедестал почёта будто это совершенно уникальное образование относительно прочей ДНК, но с точки зрения последовательностей теломеры относятся к классу мотивов (повторов), которые в свою очередь достаточно распространены в ДНК, просто теломеры — это мотивы на концах хромосом (очень консервативные мотивы). Множество исследований доказало как высокую корреляцию биологического возраста, так и никакую.
                                                          А причём тут гены и мутации вообще? Есть несколько чётких объяснений, почему всё так происходит.

                                                          А можно поподробнее? Раз есть чёткие объяснения то их несложно сформулировать. Я не читаю работ по геронтологии, и статьи эти родились по большей части случайно. В спорах на хабре. Просто я не видел ни одного описания механизма всё и всегда сводится к некой «случайности» которая что-то ломает, «и вот, вот эта вот» ломается. И это типа достаточное объяснение что бы объяснить все особенности процессов старения у всех живых систем. Только оно нефига не достаточно. Но опять таки. Я геронтологов не читаю (потому и не читаю что чаще всего ерунда написана), может я и не прав.

                                                          P.S. Извините, я сегодня буду не особо активен. Могу долго не отвечать.
                                                            +2
                                                            Множество исследований доказало как высокую корреляцию биологического возраста, так и никакую.

                                                            1. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4707879
                                                            2. secure.jbs.elsevierhealth.com/action/getSharedSiteSession?redirect=https%3A%2F%2Fwww.ebiomedicine.com%2Farticle%2FS2352-3964%2815%2930081-5%2Ffulltext&rc=0
                                                            3. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3370421

                                                            Из этих исследований можно сделать вывод, что для функционирования клеток необходима определённая минимальная длина теломер, что долгожители умирают со схожим низким количеством теломер по клеткам, а также что, так или иначе, средняя длина теломер по клеткам нашего тела падает с каждым годом. Можно сказать — как часы после завершения роста организма. А пагубные факторы ускоряют процесс.

                                                            А можно поподробнее? Раз есть чёткие объяснения то их несложно сформулировать.

                                                            1. Сенесцентные клетки. Это клетки, которые перестали делиться. Их количество увеличивается с возрастом. При этом они могут вредить окружающим клеткам экспрессией своих генов.
                                                            www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4166495
                                                            image

                                                            2. Повреждения митохондрий. ДНК митохондрий, в отличие от ядерной, покрытой защитой, подвержена активным повреждениям (эпицентр «электростанции»). Митохондрии могут перестать снабжать в должной мере клетки АТФ, а ещё могут бить свободными радикалами (считай, электронами) по всему организму — повреждения там и тут.

                                                            3. В клетках накапливается липофусцин — это огромные молекулы-солянки, которые не могут перевариваться лизосомами из-за отсутствия ферментов (гнилостные бактерии эти ферменты имеют). С годами эти молекулы увеличиваются в размере и занимают рабочую площадь клетки. Собственно, атеросклероз — это слои мёртвых фагоцитов, которым не удалось переварить захваченное.

                                                            4. Перекрёстные сшивки белков из-за гликирования. Собственно им подвержен коллаген, чему приписывают морщины и старение кожи. И кристаллин в глазах — снижение зрения с возрастом. Химическая реакция статистическая, — температура в 37 и длительный период времени — между белками и сахарами будут образовываться химические связи, чем больше времени пройдёт, тем больше связей.

                                                            5. Межклеточный мусор. Разные белки, потерявшие свою функцию или изменившие свою структуру. Пример результатов — болезнь Альцгеймера из-за накопления бета-амилоидов (которые, вообще говоря, как может оказаться, могут спасать людей из-за энцефалита при герпесе).

                                                            6. Некоторые потерянные клетки не восстанавливаются, как например, клетки миокарда. Поэтому в конце концов, если не убёт одно или другое, то сердечный приступ обеспечен.

                                                            Попадалась ещё книга, где говорилось о многих из этих причин, известных с давних пор, но найти её уже не смогу. А вот, например, сшивки белков были открыты относительно недавно.

                                                            Я не читаю работ по геронтологии, и статьи эти родились по большей части случайно. В спорах на хабре.

                                                            В моём случае — то же самое. Мне интересна молекулярная биология, а темы старения коснулся в ходе споров с товарищем arielf. Узнал много нового, пригодится для прогнозирования ближайших 100 лет. Например, могу сказать, что к массовой гомеопатии нашей страны прибавится ещё массовое лечение от старости всякими травками. :)
                                                              0
                                                              А вот, например, сшивки белков были открыты относительно недавно.

                                                              Прионы что ли?

                                                                0
                                                                На прионы похожи бета-амилоиды. А я говорю про поперечные сшивки, в результате которые образуется, в частности глюкозепан.
                                                      0
                                                      Приятно читать статьи, написанные профессионалом для непрофессионалов! Аффтар пеши исчо!)))
                                                        0
                                                        позволяющих приступить к созданию не стареющих людей

                                                        Это вершина айсберга. Более актуально сохранение интеллектуальных способностей, способности к обучению. Если делать улучшения, то не забывать и про активность мозга

                                                        50 000 человек прошли несколько тестов, которые должны были определить четыре когнитивных параметра. Выяснилось, что скорость обработки информации растёт до 18-19 лет и потом сразу же начинает снижаться. Кратковременная память усиливается до 25 лет и остаётся в одном и том же состоянии примерно до 35 лет. А вот умение оценивать эмоциональное состояние других людей – что, в общем, тоже можно считать высшей когнитивной способностью – достигает пика в 40-50 лет. Самый любопытный результат оказался связан со «словарным параметром», который показывает, насколько у человека обширная память. В более ранних работах максимум здесь приходился на вторую половину пятого десятка, однако новые данные показали, что он находится ещё позже, на 70-летнем рубеже – то есть современный человек накапливает информацию чуть ли не до конца жизни


                                                        Тут вспоминаются философские темы из фильмов Гаттака и Бегущий по лезвию. Управление поведением из фильма Эквилибриум, только не наркотическими препаратами, а модифицированием ДНК.
                                                          +1
                                                          Вы сочинили миф, о якобы большой роли случайных мутаций в старении, а затем сами его и (криво) опровергли. Мутационная концепция старения, как и любая иная моноконцепция, мягка говоря ложна. Концепция накопления молекулярных и клеточных повреждений (на чём основана SENS) не имеет к ней никакого отношения.

                                                          Ну и, а как же обещанные омолаживающие терапии?
                                                            0
                                                            Вы наверное невнимательно читали, я не сочинял мифов, всего лишь несколько из них развенчал. Вы видимо восприняли статью на свой счёт раз согласны со мной
                                                            Мутационная концепция старения, как и любая иная моноконцепция, мягка говоря ложна.

                                                            но всё равно находите противоречия о которых я даже не писал.
                                                            Концепция накопления молекулярных и клеточных повреждений (на чём основана SENS) не имеет к ней никакого отношения.

                                                            Не стоит, я ничего конкретно против вас не имею.

                                                            А я разве обещал омолаживающие терапии? Я вообще считаю что бессмертие недостижимо (по крайней мере в ближайшее время). Я обещал рассмотреть пути подходов к бессмертию в свете статьи и рассмотрел (это то о чём меня просили написать, сам я в силу своих воззрений не стал бы этого делать). Да из вступления складывается впечатление что я предложу больше одного пути, я и правда хотел их написать больше одного, но как указано в постскриптуме другие темы не влезли в статью — мутагенез оказался очень объёмен.
                                                            +2
                                                            Вы сочинили миф, о якобы большой роли случайных мутаций в старении, а затем сами его и (криво) опровергли. Мутационная концепция старения, как и любая иная моноконцепция, мягка говоря ложна. Концепция накопления молекулярных и клеточных повреждений (на чём основана SENS) не имеет к ней никакого отношения.

                                                            arielf Вообще-то имеет и прямое. Сенесцентные клетки таковыми могут становятся в том числе из-за мутаций себя или окружающих клеток. А мутации в митохондриях могут приводить к неработоспособности клеток или к окислительному стрессу. Раковые клетки — также мутантные, просто мутация случайно затронула один из двух вариантов генов, отвечающий за теломеразу, и клетки стали бессмертными, в результате чего иммунитет не может такие клетки уничтожить до конца. Собственно, поэтому авторы SENS хотят вообще убрать ген теломеразы, а каждые 10 лет пересаживать нам стволовые клетки с полным набором теломер. Кстати, если покатит, то это будет иглой покруче наркотиков, а цену могут взвинтить потом до небес, когда все подсядут.

                                                            Но тут другой вопрос, что решения SENS оперируют не причинами, а следствиями, поэтому их решения не направлены на уменьшение частоты мутаций, но направление на исправление последствий.
                                                              0
                                                              Решения SENS направлены на уменьшение уровней повреждений — причин возрастных патологий. Причём мутации вообще? Какая разница из-За чего клетка перешла в сенесцентную — раз она перешла — её убрать нужно.

                                                              Почти все ваши мутации уже произошли к вашему рождению. Так как они чаще происходят именно при делении клетки. У человека геном в 70 лет такой же как и в 20. Мутации реально играющие роль — лишь раковые.
                                                                +1
                                                                Какая разница из-За чего клетка перешла в сенесцентную — раз она перешла — её убрать нужно.

                                                                Но тут другой вопрос, что решения SENS оперируют не причинами, а следствиями, поэтому их решения не направлены на уменьшение частоты мутаций, но направление на исправление последствий.

                                                                А я не то же самое сказал разве? Да, SENS не интересуют причины в том плане, что они бороться будут не с ними. И методика вполне может сработать, пока не будет экспериментов, мы об этом не узнаем.

                                                                Почти все ваши мутации уже произошли к вашему рождению. Так как они чаще происходят именно при делении клетки. У человека геном в 70 лет такой же как и в 20. Мутации реально играющие роль — лишь раковые.

                                                                Примерно то же самое я пытался объяснить товарищу VolkaDlak, но на самом деле всё намного сложнее. Скажем так, если повысить экспрессию ряда генов, которые направлены на белки, отвечающие за репарацию ДНК, то потенциально на N лет можно продлить жизнь и без SENS. Но по при этом умереть можете всё в тот же возраст, от сердечного приступа. Просто умрёте чуть более здоровым, поскольку решена будет только часть проблем. На рынке со временем появятся предложения не только в плане SENS, но и с другими вариантами решений, их будет много, все будут работать по-разному, а многие вообще не будут, и да, будут приносить кучу денег фармацевтическим компаниям.
                                                                  0
                                                                  о чем говорить, если большинство клеток головного мозга, миокарда, суставов не обновляются с рождения. Понятно что рано или поздно они выйдут из строя, удаление поврежденных не добавит новых. Сенесцентные и мутантные клетки можно найти и убить, и это сыграет положительную роль, но значительной прибавки возраста не даст.
                                                                    0
                                                                    о чем говорить, если большинство клеток головного мозга
                                                                    Если я правильно помню, то есть такое понятие как «апоптоз головного мозга» и человек их проходит 3 штуки, последний около 20 лет. Когда часть (часто заметная) клеток погибает и заменяется на новые…
                                                                  –1
                                                                  С первых строк понятно, что это не имеет отношения к научной информации. Я люблю первоисточники. Всё, что есть по направлениям SENS на официальном сайте, я уже прочитал sens.org я прочитал, подкасты большего мне не скажут.

                                                                  ru.wikipedia.org/wiki/Strategies_for_Engineered_Negligible_Senescence
                                                                  Обезвреживание раковых мутаций

                                                                  Предотвращение повреждений из-за мутаций в митохондриях

                                                                  Удаление неправильно функционирующих клеток


                                                                  Обратите внимание на эти 3 раздела. Так или иначе мутации касаются этих направлений SENS. Причём у двух направлений они лежат в основе. В 3-м являются лишь одним из факторов.
                                                                0
                                                                VolkaDlak, мои знания биологии граничат с нулевыми, а ваши статьи читать очень интересно и познавательно, спасибо что пишите их! Касательно того самого эликсира бессмертия мне вспомнились вот эти пару статей, которые выглядят ну очень убедительно (для моего неосведомленного в достаточной степени мозга). Не могли бы вы прокомментировать их?
                                                                  –2
                                                                  Почему то ответ вышел отдельным комментарием и не встроился в ветку, может это мой недогляд, не знаю, но ответ вам ниже: habr.com/ru/post/441784/#comment_19816706
                                                                    0
                                                                    Это баг, у меня тоже часто такое бывает. После отправки редактируйте сообщение и вставляйте туда адресата, например так: VolkaDlak. Человеку будет уведомление о том, что его упомянули. О баге теперь я уже сообщу, раз не я один такой.
                                                                  0

                                                                  Насчёт этики бессмертия вот тут неплохо написанное:
                                                                  https://m.habr.com/ru/post/430068/

                                                                    –1
                                                                    DezMonT765 Ryppka спасибо за похвалу.

                                                                    По поводу статей (только очень коротко):
                                                                    1 Маркеры старения безусловно существуют — маркеры старения всего лишь отражение процесса старения и изменения метаболизма с возрастом. Эпигенетика безусловно участвует в процессе старения, так как она за частую отвечает за то какие именно участки ДНК должны экспрессировать и при каких условиях.

                                                                    2 На мой взгляд самым лёгким способом достижения бессмертия или хотя бы радикального продления жизни действительно является подход «подобрать нужный коктейль». Потому как старение это в первую очередь не старение клетки, а именно старение организма, наш организм получает команду «стареть» а каждые ткани и клетки начинают её выполнять. Так что да это толковая статья.

                                                                    Но вот ложка дёгтя: беда всех этих исследований в том что там часто используется «испорченный материал». Например трансгенные мыши у которых уже отчасти взломана система старения в ту или иную сторону, что может существенно отражаться на результате, но так как это ещё исследования то как упрощённая модель пойдёт.

                                                                    Ну и вторая ложка: Как мне кажется, очень наивно надеется что есть универсальное вещество (белок например) которое вколол, и перестал стареть. Старость зарегулирована не меньше чем описанная в статье экспрессия, что бы подобрать коктейль понадобятся годы перебора всего и вся, причём вполне возможно что для различных органов/тканей придётся подбирать свои варианты.

                                                                    P.S. А вообще статьи YuriDeigin очень даже годные, я не всегда с ним согласен, но он не бездумный фанатик, и старается подходить объективно, а не хвататься за каждую возможность, как мне кажется.
                                                                      0
                                                                      наш организм получает команду «стареть»

                                                                      Ну не несите чушь, не распространяйте лженауку!
                                                                        +1
                                                                        Это не лженаука. Маргинальной Вы её можете назвать, но никак не лженаукой. Науке сейчас известно, какие изменения происходят при старении, но пока нет доказательств, что они не инициируется изменением экспрессии каких-либо генов. А называть гипотезы лженаукой в свете отсутствия противоречий с устоявшимися моделями, но отсутствием доказательств самой гипотезы — антинаучно. Например, когда-то свет как волна был маргинальной теорией, которую все старались опровергнуть. :) Или вот сейчас, например, в эфир никто не верит.

                                                                        Ознакомьтесь, пожалуйста, со статьёй "Феноптоз" в Википедии. Лично я, как человек хорошо изучивший принципы естественного отбора, в том числе и на генетическом уровне, сторонник именно этой гипотезы в том или ином виде. Логично, что эволюции невыгодны любые слишком долго живущие особи в постоянно меняющейся окружающей среде и экосистеме. Поэтому эволюция не стала бы помогать появлению вечноживущих видов, но активно принимала бы относительно быстро умирающие так, чтобы оставит потомство, которое выживет. И тут стоит вспомнить дрозофил. :)
                                                                          0
                                                                          эволюция не стала бы помогать появлению вечноживущих видов, но активно принимала бы
                                                                          Как бы эволюция не человек, у неё не существуеь цели.
                                                                            –1
                                                                            У какого человека? Или у страны? Или у человечества? А как страны договорятся об общей цели человека? Эволюция никуда не исчезала, она переместилась в сферу информации. То, что Вы называете целью человека — лишь одна из множества идей. Идея «вечноживующих» людей когда-нибудь осуществится и даже просуществует продолжительный период времени. Но эволюция идей её так или иначе отбросит, потому как мир будет меняться, а человек — нет. Развиваться будут и другие идеи, например, генетика, кибернетика, искусственный интеллект. И что в результате получится — никто сейчас не сможет сказать.

                                                                            А если пофилософствовать, то у человека есть не цель, но смысл жизни. Мы запрограммированы на него той самой эволюцией. Смысл жизни — это наши дети.
                                                                        0
                                                                        VolkaDlak Спасибо за ответ, мне было важно получить стороннее мнение касательно изложенных там мыслей от человека, очевидно хорошо разбирающегося в теме. Потому как лично разобраться в этом всем многообразии не представляется возможным, особенно в короткий срок. Спасибо еще раз за ваше время, которое вы тратите на просветительство.
                                                                        0
                                                                        Здраствуйте! Хотелось бы послушать мысли по поводу теории выдвинутой российскими активистами, о внеклеточном матриксе, .

                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                        Самое читаемое