Никлас Брендборг
Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни
Солнце, пальмы и вечная жизнь
В полдень одного жаркого четверга бывший школьный автобус подруливает к автобусному терминалу коста-риканского города Никоя – столице одноименного полуострова. С помощью универсального языка жестов и испанского из путеводителя мне удается убедиться, что это именно тот автобус, которого я жду.
Я встаю в конец все увеличивающейся очереди из местных жителей: молодые матери с детьми, улыбчивые школьники, старики и женщины среднего возраста. Нам всем хватает места в автобусе, и с секундным опозданием он продирается сквозь асфальтовые джунгли Никои к изобильному коста-риканскому пейзажу. Вдоль пустынных дорог стоят маленькие яркие домики с прилегающими к ним участками земли, а на горизонте появляется темно-зеленая растительность.
Единственный гринго в автобусе, я сразу же привлекаю всеобщее внимание. «No hablo español[4]», – огорчаю их я. И все же это не мешает нам завязать примитивную беседу. Мы общаемся с помощью жестов, нескольких выученных фраз и программы Google Translate. Через какое-то время ко мне на ломаном английском обращается одна из женщин: «Вы едете в Оханчу?»
Именно так. Особого понимания я не встречаю. Вы будете там гулять? Нет, не совсем. «Я приехал изучать голубую зону», – говорю я. Женщина улыбается и переводит это остальным. Потом она смотрит на меня серьезно: «Все, что о них говорят, правда».
Через полчаса автобус въезжает на центральную площадь сонного города Оханча. Я выхожу, и местный житель отводит меня в лучший ресторан города, многократно благодарит за приезд и уходит. Пока я наслаждаюсь своим casado[5], вокруг меня разворачивается обычный новый день.
* * *
Теперь мы знаем, что животные стареют быстро, медленно, постепенно, внезапно, вспять, а некоторые не стареют вовсе. Открываются удивительные перспективы будущего. И все же в данный момент лучше всего учиться у других людей.
Именно поэтому я и приехал на полуостров Никоя. Эта гористая местность Коста-Рики очень популярна у туристов благодаря потрясающей природе: нетронутый дождевой лес, прекрасные пляжи и теплый приятный климат. Кроме этого, полуостров стал знаменитым благодаря книге «Голубые зоны: 9 правил долголетия от людей, которые живут дольше всех» американского журналиста Дэна Бюттнера. Бюттнер посетил пять регионов земного шара, где живет наибольшее количество долгожителей, и попытался разобраться, в чем их секрет. Журналист назвал эти регионы голубыми зонами.
Помимо полуострова Никоя такими зонами являются Барбаджия на острове Сардиния в Италии, остров Икария в Греции, префектура Окинава в Японии и город Лома-Линда в Калифорнии в США. Продолжительность жизни жителей этих регионов особенно велика. Рассмотрим, например, родившихся в 1900 году: у женщин префектуры Окинава вероятность прожить более 100 лет в 7,5 раза выше, чем у датских женщин; а у окинавских мужчин эта вероятность выше по сравнению с датскими в 6 раз.
Так почему же эти, на первый взгляд, абсолютно случайные регионы планеты бьют все рекорды продолжительности жизни? Тут стоит рассмотреть два варианта: либо там живут какие-то особенные люди, либо сама среда их обитания создает какие-то особые условия жизни.
Первое, что стоит заметить, анализируя жизнь в этих регионах, – это их изолированность. Даже сегодня на полуострове Никоя дороги в основном представляют собой тропинки в джунглях или грунтовые дорожки, проехать по которым можно только на квадроциклах. Это значит, что жители в основном живут в собственном мире, женятся тоже на местных, люди из внешнего мира входят в их сообщество крайне редко. Значит, жители полуострова практически все являются родственниками. Но генетика объясняет не всё. Если местные жители уезжают с полуострова, они живут не так долго, как те, кто остается.
Дэн Бюттнер объясняет это культурой регионов: тем, как люди строят отношения и семью, какую пищу едят, образом жизни в целом. У местных жителей очень тесные социальные связи, они едят здоровую пищу, ведут активный образ жизни, живут осознанно. Возможно, он прав.
Однако отыскать эти культурные особенности становится все труднее, ведь длинная рука глобализации добралась уже и до голубых зон. Сегодня на полуострове Никоя много ресторанов быстрого питания, лучше доступность транспорта, у многих жителей сидячая работа. В общем, там много признаков современного образа жизни. На улицах теперь вполне можно встретить человека с лишним весом.
В затерянных горных деревушках еще можно обнаружить следы того образа жизни, из-за которого полуостров приобрел свою особенность, но даже там есть антенны спутникового телевидения на крышах и автомобили.
Префектура Окинава в Японии – очень хороший пример разрушения голубой зоны. До начала 2000-х годов продолжительность жизни жителей Окинавы в среднем была самой большой в Японии. Это притом что японцы в целом живут долго. Но голубая зона исчезла у нас на глазах: сегодня жители Окинавы съедают больше фастфуда из KFC, чем жители любой другой префектуры, и продолжительность жизни в этой префектуре упала до самых низких показателей в Японии. В целом, разумеется, жизнь в префектуре развивалась очень прогрессивно: жители получили доступ к медицине, чистой воде, разрешилась проблема голода. Но из-за этого развития стало невозможно понять, в чем заключается секрет этого региона. Точнее, в чем он заключался.
Дания, несчастливое исключение
Прежде чем отправиться дальше, прочь от голубых зон, стоит остановиться на «антиголубой зоне» планеты. А именно – поговорить о стране, население которой живет меньше, чем можно было ожидать. Это богатая страна с хорошо развитой системой здравоохранения, в соседствующих с ней странах продолжительность жизни – одна из самых высоких в мире.
Да, к сожалению, я говорю о своей родине, Дании. Ожидаемая продолжительность жизни здесь всего 80,6 года, благодаря чему мы занимаем неприятное 31-е место после Словении, Великобритании и Кипра. Для сравнения: Швеция занимает 11-е место, Норвегия – 14-е, а Исландия – 8-е.
Низкая продолжительность жизни в Дании удивляет еще и потому, что она занимает верхние строчки самых разных международных рейтингов, как и остальные скандинавские страны: по уровню ВВП на душу населения, по уровню удовлетворенности жителей, по уровню доверия друг другу, по самому низкому уровню коррупции и так далее. Она среди лучших даже по количеству нобелевских лауреатов и олимпийских чемпионов на душу населения. Но вот с продолжительностью жизни – провал, а у других стран-молодцов все ожидаемо прекрасно. Так что же прогнило в датском королевстве?
Прежде всего заметим, что такое низкое место по продолжительности жизни здесь было не всегда. А в 1960-х Дания, как и остальные скандинавские страны, была в топе. Но с тех пор продолжительность жизни датчан практически не увеличивалась, поэтому всё новые и новые страны их обходили.
Одна из причин этого – рак. У датчан довольно часто обнаруживают онкологические заболевания. Курящих в Дании намного больше, чем в соседних странах, и большинство из них рано или поздно зарабатывают рак легких. Однако существуют страны, где курят еще больше, чем в Дании, а живут всё равно дольше.
Возможно, вы – как и я – подумали про алкоголь. Известно, что датчане много и часто пьют, больше, чем другие скандинавские соседи. Но на свете есть страны, где пьют еще больше, а живут дольше. Например, Австралия, Франция и Южная Корея.
Так в чем же причина? Отсутствие движения? А может быть, питание? Не секрет, что такие традиционные датские блюда, как жареная грудинка под соусом из петрушки и флескестай (запеченная свинина на шкурке), далеко не диетические.
Но в среднем в обычной жизни датчане питаются гораздо лучше. Например, по статистике, датчане съедают гораздо больше овощей, чем жители других скандинавских стран. Кроме того, Дания – одна из немногих развитых стран с минимальным процентом ожирения. Средний датчанин, как и средний швейцарец, обладает самым низким индексом массы тела в Европе.
Складывается довольно мутная картинка: несомненно, курение и алкоголь тянут нас в могилу, так что стоит от этого отказаться. В то же время других вредных привычек у нас нет. Остается ощущение, что дело здесь в другом. К сожалению, мы пока не знаем, в чем именно.
Страны мира с наибольшей продолжительностью жизни (2019 г.)
Источник: United Nations Development Reports (hdr.undp.org)
Почему значение генов не стоит преувеличивать
Мы, люди, разительно отличаемся друг от друга. Кто-то интроверт, а кто-то болтает без умолку. Кто-то быстрый, а кто-то не очень. У кого-то голубые глаза, у кого-то зеленые, а у кого-то карие.
Ученые считают, что часть этих признаков определяется наследственностью, а часть – окружением, средой, в которой вырос человек.
Некоторые признаки на 100 % врожденные, они заложены у нас в генах, а некоторые – приобретенные, сформированные жизненным опытом. Например, воспитание никак не повлияет на цвет глаз человека, но именно в процессе воспитания усваивается родной язык.
Однако это разделение немного искусственное: многие признаки являются одновременно и наследственными, и приобретенными. Например, личность человека: природой заложены определенные склонности (например, яркий темперамент), но от воспитания и от окружения, в котором вырос человек, зависит, куда приведут эти склонности – к лучшему или к худшему.
Существует несколько способов определить, в какой мере среда и гены влияют на человека.
Это значит, можно определить, чем именно обусловлена та или иная черта – генами (цвет глаз, например), средой (родной язык) или и тем и другим (личность человека).
Один из самых популярных методов – исследование близнецов. Мы пользуемся подарком природы. У однояйцевых близнецов одинаковая ДНК. Генетически они клоны: однояйцевые близнецы происходят из одного сперматозоида, оплодотворившего одну яйцеклетку. Ровно так, как это происходит в обычной ситуации. После оплодотворения клетка, содержащая генетический материал обоих родителей (зигота), начинает делиться, получаются две клетки, потом четыре и так далее. Иногда два первых бластомера не удерживаются вместе, отделяются друг от друга и из каждого из них развивается отдельный человек, как в норме из зиготы. В этом случае у двух эмбрионов абсолютно идентичная ДНК, но из них вырастают два различных человека. Таких людей называют однояйцевыми близнецами, так как они получились из одной яйцеклетки.
У разнояйцевых близнецов, напротив, ДНК разная: они получаются из двух яйцеклеток, каждую из которых оплодотворяет свой сперматозоид. Это значит, что разнояйцевые близнецы генетически связаны друг с другом точно так же, как и обычные братья и сестры.
Это различие между однояйцевыми и разнояйцевыми близнецами используют для того, чтобы определить, какое влияние оказывают гены на ту или иную особенность человека. И те и другие пары близнецов растут в одинаковой среде – у них один дом, одни родители, они одного возраста и так далее. Но степень генетического сходства у них разная: у однояйцевых совпадает вся ДНК, а у разнояйцевых – лишь ее часть. Если генетические клоны – однояйцевые близнецы – по какому-то признаку больше похожи друг на друга, чем разнояйцевые близнецы, значит, этот признак в большей степени зависит от генов.
В одном из самых знаменитых исследований продолжительности жизни близнецов наблюдали за детьми, родившимися между 1870 и 1900 годами.
Исследование показало так называемую наследуемость продолжительности жизни на уровне 0,26 для мужчин и 0,23 для женщин. Другие исследования подтвердили эти результаты: 0,25 среди амишей, 0,15 в штате Юта и 0,33 в Швеции. Точная цифра не имеет большого значения. Важно, что показатель наследуемости довольно низок.
Наследуемость – это своего рода техническое понятие, имеющее смысл для отдельных признаков, которые можно измерить. Смысл этого термина можно объяснить так: показатель 1 означает, что все различия по данному признаку между индивидуумами заложены генетически. Таким образом, если бы наследуемость, например, роста человека была 1, это означало бы, что разница в росте взрослых людей объясняется исключительно разницей их генов. При наследуемости 0 все различия объясняются исключительно разницей в окружении и нисколько не зависят от генов.
Таким образом, показатель наследуемости продолжительности жизни на уровне 0,15–0,33 может означать, что продолжительность жизни преимущественно определяется не генами.
* * *
В знаменитом исследовании Университета Миннесоты изучали близнецов (как однояйцевых, так и разнояйцевых), разлученных при рождении и выросших в разных семьях. Поразительно, что однояйцевые близнецы развивались очень похоже, хотя и выросли в разных местах и не были знакомы друг с другом.
Автор исследования Нэнси Сигал рассказывала о паре близнецов Джеймсе[6] Льюисе и Джиме Спрингере. Братья впервые встретились, когда им было около сорока лет. А до тех пор их жизни были очень похожи: они регулярно ездили в отпуск в одно и то же место во Флориде, оба грызли ногти, владели светло-голубыми «Шевроле», одинаково страдали головной болью и работали по совместительству в офисе шерифа и в «Макдоналдсе». Один из близнецов назвал своего сына Джеймсом Аланом, а второй – Джеймсом Алланом. Первых жен обоих близнецов звали Линдами, позже оба развелись и женились второй раз на женщинах по имени Бетти.
Разумеется, имя жены не заложено в наших генах, однако жизнь этих братьев доказывает нам, какое значение имеет наследственность.
Подобные исследования близнецов проводятся постоянно, однако ученые разработали и другие хитрые методы изучения вклада генов в обеспечение разнообразия людей.
Очень часто используются огромные базы данных, размещенные в интернете. Возьмем, например, компанию Calico (California Life Company), принадлежащую Google. Совместно с сайтом Ancestry.com, помогающим разыскать родственников на основе теста ДНК, компания сформировала более 100 миллионов генеалогических древ. На основе предоставленной пользователями информации ученые получают колоссальный объем данных о продолжительности жизни в разных семьях. И разумеется, их можно анализировать.
Большое исследование, проведенное Calico и Ancestry.com, в первую очередь подтвердило показатели наследуемости, установленные предыдущими исследованиями. Гены в значительной мере влияют на многие черты человека, но, очевидно, не на продолжительность жизни.
Во время проведения исследования был обнаружен удивительный факт: у супругов, не являющихся, как правило, генетически связанными, продолжительность жизни совпадает чаще, чем у разнополых детей одних родителей. Это значит, продолжительность жизни зависит не только от унаследованных от родителей генетических факторов, но и от того, с кем вы проживаете свою жизнь.
Мы выбираем себе в супруги похожих на нас людей. Конечно, невозможно заранее знать, сколько проживет супруг или супруга. И все же два человека много лет живут в одном доме, растят одинаковое количество детей в одно и то же время, часто питаются одинаково, вместе отдыхают и вообще имеют одинаковые или похожие бытовые условия. Возможно, какое-то значение имеет и то, что устойчивые пары образуют люди, имеющие много общего, и эти общие черты влияют на продолжительность жизни (например, уровень образования, дохода, отношение к алкоголю или спорту).
Я отклонился от темы разговора, чтобы показать: нам хочется верить в то, что продолжительность жизни заложена генетически, однако на самом деле это не так. Когда ученые убирают из исследования момент выбора похожих на нас людей, наследуемость снижается до уровня 0,1. Таким образом, от генов почти ничего не зависит. И это очень хорошая новость, ведь она означает, что мы сами можем повлиять на то, сколько проживем.
Продолжительность жизни и гены
При изучении влияния генов на продолжительность жизни возникает проблема долгого ожидания. Участники исследований родились совсем в другое время, чем вы или я. И это могло значительно повлиять на результат.
То же самое можно сказать о росте: когда-то среда влияла на рост взрослого человека гораздо сильнее, чем сейчас. Если человек рождался в обеспеченной семье, он получал достаточное количество калорий, ел много мяса, питался разнообразно и так далее. В то же время во многих бедных семьях дети периодически голодали, питались однообразно и часто болели. Сегодня мы все живем лучше, чем самые богатые люди прошлого века, поэтому люди чаще достигают верхнего предела роста, возможного для них генетически.
Вероятно, то же самое произойдет и с продолжительностью жизни: чем больше людей будет иметь доступ к оптимальным для долгой жизни условиям, тем большее значение приобретет генетическая предрасположенность.
Есть и другие признаки того, что именно от нас самих зависит продолжительность нашей жизни. Один из лучших примеров – взаимосвязь между личностью человека и продолжительностью жизни.
Исследователи личности убеждены, что одним из важнейших признаков, определяющих продолжительность жизни человека, является то, что по-английски называется conscientiousness. Можно перевести это понятие как «организованность» или «ответственность» – насколько организован человек, как хорошо он умеет планировать свое время, насколько контролирует самого себя. Неудивительно, что именно эти вещи определяют продолжительность жизни: чем лучше развит у человека самоконтроль, чем лучше он организует свою жизнь, тем выше вероятность того, что он придерживается здорового образа жизни. Организованные люди чаще занимаются спортом, едят здоровую пищу, меньше курят, реже употребляют всевозможные вещества и так далее.
Очень интересна взаимосвязь между продолжительностью жизни и небольшой тревожностью. Очень полезно быть немного тревожным, если эта тревожность направлена на свое самочувствие и помогает поддерживать себя в форме.
* * *
Гены не играют большой роли в продолжительности жизни, однако их значение нельзя полностью исключать. Это значит, что все-таки генетике есть чему нас научить: если мы раскроем генетический секрет долгожительства, то, возможно, сможем его повторить.
Гены – это не магия и не судьба. Это всего лишь состав и количество белков в наших клетках. Генетическая мутация (изменение последовательности аминокислот белка, закодированной нуклеотидами ДНК) приводит к тому, что белок меняет свою форму (и от этого может начать работать немного по-другому) либо клетки какого-либо органа в определенный период жизни производят слишком много или слишком мало этого белка. Не более того.
Как только мы выясним, какова генетическая основа долгожительства, ничто не помешает нам изготовить лекарство с подобным эффектом.
Допустим, мы выяснили, что небольшое изменение вымышленного гена Gen1 приводит к снижению производства протеина Gen-1 этим геном.
В то же время мы узнаем, что подобная вариация гена повышает вероятность прожить больше 100 лет. Итак: понижение уровня белка Gen-1 увеличивает продолжительность жизни. Теперь нам остается лишь повторить тот же эффект в искусственных условиях. Для этого можно воспользоваться лекарствами, которые разрушают белок Gen-1 в клетках (или в межклеточном веществе) или замедляют его выработку.
Когда-то ученые надеялись узнать, какие из миллионов мелких генетических отличий между людьми приводят к возникновению различных фенотипических признаков. Но в результате прогресса так называемого генного секвенирования – чтения генов человека – сегодня возможно создание того, что называется полугеномным поиском ассоциаций (GWAS). Именно эти сложно воспринимаемые на слух вычисления лежат в основе исследований.
Саму же концепцию понять несложно: в этих исследованиях изучается масса последовательностей человеческих ДНК и выясняются взаимосвязи между фенотипическими признаками и различиями последовательностей нуклеотидов в ДНК. Например, если существует вариант какого-то гена, всегда присутствующий у голубоглазых датчан, но отсутствующий у кареглазых, этот вариант, возможно, отвечает за голубой цвет глаз. Если мы к этому моменту уже знаем, участвует ли производимый этим геном белок в производстве пигмента или в его распределении в радужной оболочке глаза, мы станем еще умнее.
В реальности все не так просто. Ученые выяснили, что подавляющее большинство наших признаков определяются не одним геном и даже не парой-тройкой генов. А тысячами. Например, рост человека статистически связан с вариантами тысяч генов и у всех людей есть генетические мутации, ассоциирующиеся с более высоким или более низким ростом. Чтобы сказать что-то конкретное о человеке, нужно рассчитать общий эффект. Ученые применяют для этого некоторые статистические инструменты, а результат этих расчетов называется оценкой полигенного риска.
Простой пример. Допустим, мы группа не слишком опытных ученых, которые хотят выяснить, какие гены отвечают за тревогу. Мы составляем GWAS для большого количества людей и выясняем, что различия в уровне тревожности объясняются тысячами различных вариантов генов.
Теперь посмотрим на меня и на вас. Используем очень простую модель: если генетический вариант увеличивает тревожность, будем называть его +1, в обратном случае –1. Складывая тысячи вариантов, я получаю уровень риска +600, то есть у меня высокий риск почувствовать тревогу. Вы же получаете 0. Так что мне, пожалуй, стоит поскорее писать эту книгу. А вы можете прилечь на диван и почитать ее.
Вернемся к настоящим исследователям. К тем, кто разработал оценку полигенного риска для продолжительности жизни и сделал в связи с этим очень важное открытие.
Расположив наблюдаемых на шкале от самого высокого до самого низкого показателя, ученые обнаружили, что между десятью процентами людей на верхушке шкалы и десятью процентами внизу шкалы разница в продолжительности жизни составляет пять лет. Это значит, что, расшифровав гены человека, ученые смогли предсказать, сколько в среднем он проживет.
Это просто удивительно, ведь, как мы выяснили, гены не играют большой роли в продолжительности жизни.
* * *
Помимо того что GWAS используется для расчета вероятности, например долгожительства, стоит рассмотреть их также и с точки зрения возможной идентификации: что общего между генными вариациями, помогающими жить дольше? Выяснив это, мы найдем способ повторить эти вариации с помощью лекарства. И тогда все смогут воспользоваться суперсилой генетики.
К счастью, ученым уже удалось идентифицировать многие варианты генов, влияющие на продолжительность жизни. Например, вот эти два:
Аполипопротеин Е
Самый первый ген, который связан с продолжительностью жизни, – ген аполипопротеин Е, или APOE. Он производит протеин, отвечающий за транспортировку липидов (включая некоторые витамины и холестерол) между клетками печени и кровью. Он играет важную роль в функционировании нервной системы и регулировке иммунного ответа.
Существует три варианта гена APOE, один из них подлец – ε4. Если человек унаследует этот вариант гена от одного из своих родителей – вместе с нормальным вариантом от другого родителя – возникнет повышенный риск развития болезни Альцгеймера. В случае наследования этого варианта от обоих родителей риск возникновения болезни Альцгеймера значительно повысится.
Forkhead Box 03
Еще один ген, который часто упоминают во время исследований продолжительности жизни, имеет красивое название – Forkhead Box 03 (FOX03)[7].
С этим геном исследователи знакомы давно благодаря модельным организмам из лабораторий: например, ученым удается продлить жизнь маленького круглого червя нематоды C. Elegans, последовательность нуклеотидов которого похожа на ген человека, хотя и не идентична ему. Неудивительно, что этот ген определяет продолжительность жизни и человека. (Хотя кому-то сама мысль о том, что у нас и у круглых червей одинаковый генный механизм, может показаться довольно дикой.)
К сожалению, ген FOX03 скрывает свой секрет, являясь примером того, что эволюция любит многозадачность. У этого гена огромное количество функций. Первое, что бросается в глаза, – он задействован в сигнальной системе гормона инсулина, регулирующего поглощение клетками глюкозы из крови, а также ближайшего родственника инсулина – инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1).
Инсулин и IGF-1 – гормоны, влияющие на процесс роста тела, мышечной массы и накопление жировых запасов. Мы еще не раз встретимся с ними на страницах этой книги.
* * *
Гены, мутации которых значительно отличаются друг от друга по последовательности нуклеотидов, – большая редкость. Как правило, изменения в нуклеотидной последовательности генов у разных людей настолько малы, что ученые даже не выделяют их в отдельные варианты.
Вместо этого генные варианты (разные последовательности нуклеотидов в одном гене у разных особей) объединяют в группы по их функциям на уровне организма в целом или по влиянию на определенный тип клеток тела. При этом обнаруживается прямая взаимосвязь между продолжительностью жизни и вариантами генов, которые влияют на иммунитет.
Ученые обратили внимание на эту взаимосвязь еще в самых первых исследованиях генов и продолжительности жизни. Например, у жителей префектуры Окинава, которые перевалили за столетний рубеж, обнаружен особый вариант гена, играющего важнейшую роль в формировании иммунного ответа, – человеческого лейкоцитарного антигена (HLA).
К тому же во время исследований обнаруживается вполне ожидаемый факт: варианты, коррелирующие с продолжительностью жизни, связаны не только с тем, насколько быстро человек стареет, но и с риском возникновения заболеваний, возникающих преимущественно в пожилом возрасте. В первую очередь это касается вариантов, связанных с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Но также и вариантов, ассоциирующихся с повышенным риском болезни Альцгеймера и рака легких.
Кроме того, один из идентифицированных вариантов статистически связан с частотой возникновения зависимости от никотина, то есть влияет на приверженность к курению.
Тайна из Берна
Составляя GWAS, ученые идентифицируют только те варианты генов, которые встречаются у большого количества людей. Если же мутация встречается редко, она, как правило, не улавливается этим радаром. Но, разумеется, это не значит, что редкие мутации не имеют никакого значения. На самом деле есть причины считать иначе. К счастью, иногда подобные мутации выявляют в других исследованиях.
Заглянем в небольшой городок Берн в американском штате Индиана. На первый взгляд, Берн, окруженный полями до самого горизонта, похож на большинство городков на Среднем Западе. Но подождите до тех пор, пока вы не познакомитесь с его жителями: многие из них носят старинную одежду, ездят на повозках, запряженных лошадьми, и, если прислушаться, вы услышите из их уст не английский язык, а диалект немецкого.
Район города Берн – место поселения амишей. Эти люди исповедуют особый вид христианства и живут простой жизнью, где ценится тяжелый труд и скромность. Амиши прибыли в Северную Америку из Германии и Швейцарии в XVIII–XIX веках, но сейчас они живут только в Новом Свете.
Когда-то они составляли всего лишь небольшую группу: 100 лет назад во всех штатах Америки насчитывалось не более 5000 амишей. Однако к 2000 году их численность достигла 166 000 человек и с тех пор возросла до 330 000. Подобный подъем объясняется вовсе не тем, что быть амишем стало модно. Ситуации, когда к колонии присоединяются люди извне, крайне редки. Рост численности объясняется тем, что у амишей рождается много детей. Так что, хотя сейчас они составляют достаточно большую группу населения, все амиши происходят из маленького эксклюзивного клуба.
Колония амишей в Берне началась с нескольких семей, переехавших туда из штата Огайо в начале XIX века.
Один из переселенцев, сам того не ведая, являлся носителем особой генной мутации. Если бы этот человек женился на обычном представителе американского общества, мы никогда бы не узнали об этом, ведь их потомки распространились бы повсюду. Однако благодаря тому, что этот человек был амишем, большая часть его потомков все еще живет в Берне и генная мутация распространяется по всему городу благодаря перекрестным бракам. У некоторых из живущих ныне поселенцев отмечаются сразу две копии мутации, так как этот человек по линии обоих родителей происходит от первоначального носителя.
Мутация отмечается в гене Serpine1, который кодирует белок PAI-1. Если человек наследует только один мутантный ген (а второй будет обычным), уровень PAI-1 снижается. Если же мутантный ген наследуется от обоих родителей, белок PAI-1 не производится совсем.
Мы узнали об этой мутации благодаря исследованию, проведенному Северо-Восточным университетом в Чикаго. Ученые сначала работали с протеином PAI-1 у мышей. Ученые выяснили, что мыши, у которых уровень этого белка был повышен, быстрее старели и слабели. Однако их можно было спасти, снизив уровень PAI-1. Понимаете, к чему я веду?
У некоторых из амишей Берна уровень PAI-1 очень низкий, а у некоторых его вовсе нет, потому что отвечающий за его производство ген не работает. Генетический подарок от предков. Если мыши с повышенным уровнем протеина PAI-1 стареют быстрее, значит ли это, что амиши с низким уровнем стареют медленнее? Ученые принялись это выяснять.
Они сравнили три группы амишей из Берна: в одной группе были унаследовавшие мутацию от обоих родителей (обе копии гена Serpine1 дефектные), в другой – от одного родителя (одна копия Serpine1 дефектная, а вторая нормальная), в третьей – носители обычного гена. Исследователи знали истории семей колонии и с помощью ныне живущих потомков могли определить, кто из умерших амишей в генеалогическом древе был носителем этой мутации.
Действительно, носители мутации в гене Serpine1 жили в среднем дольше «обычных» амишей. Звучит на удивление глупо: у нас есть ген, который мы можем уничтожить, и это принесет нам пользу. Словно книга, которая станет понятнее, если вырвать из нее страницу.
Нужно все же помнить, что природа необязательно стремится к тому, чтобы люди жили как можно дольше.
Подобное исследование дает нам шанс самостоятельно продлить себе жизнь. В Японии уже идут клинические испытания препарата, который снижает уровень белка PAI-1.
А пока препарат испытывают, воспользуемся нашими знаниями о белке PAI-1, чтобы разобраться, как именно происходит процесс старения. Ведь почему именно белок PAI-1 ускоряет этот процесс?
PAI-1 играет важную роль в процессе, который называется сенесенс – клеточное старение. Это особое состояние, в которое приходят клетки с возрастом. Они становятся своего рода клетками-зомби, существующими на грани между смертью и жизнью. Такие клетки перестают делиться, как обычные, но, вместо того чтобы погибнуть (совершив суицид – апоптоз, как обычно делает клетка), они остаются жить.
И не просто жить. Зомби-клетки выбрасывают большое количество вредных молекул, вызывая воспаление тканей вокруг себя. Среди этих молекул – PAI-1. Что еще хуже, PAI-1 может превращать другие клетки в зомби-клетки.