Для тех, кто мечтает о бессмертии, есть три новости. Первая — хорошая: бессмертие существует. Вторая — плохая: чтобы его получить, нужно быть медузой вида Turritopsis dohrnii. Третья — снова хорошая: ученые расшифровали ее геном и приблизились к пониманию того, как избавить человека от старения и радикально продлить его жизнь.
Вечное омоложение
Крохотная медуза Turritopsis dohrnii размером всего в полсантиметра давно привлекает внимание ученых, ведь она умеет обращать вспять свой жизненный цикл и молодеть. Этот многоклеточный организм теоретически способен достичь биологического бессмертия, «отменив» собственное старение. Кто из нас не мечтает о такой же суперспособности?
В то время как большинство видов медуз имеют фиксированную продолжительность жизни, не превышающую нескольких месяцев, Turritopsis dohrnii известна тем, что по достижении половой зрелости может вернуться к состоянию полипа. Это та стадия жизненного цикла стрекающих (тип водных обитателей, обладающих уникальными, стрекательными клетками, которые они используют для охоты и защиты от хищников — прим. ред.), когда они прикрепляются ко дну и почти ничего не делают — только едят и колышутся из стороны в сторону. Да еще клонируют сами себя, образуя большие колонии, пока не превратятся в свободно плавающих медуз.
Многочисленные эксперименты ученых показали, что Turritopsis dohrnii способна перезапустить свой жизненный цикл в обратную сторону в любой момент, но происходит это, как правило, при неблагоприятных условиях — в случае голодания, резкого изменения температуры или солености воды, травме тела. У медузы перестают расти купол и щупальца, затем на теле появляются отростки и побеги, и она прикрепляется ко дну, вернувшись к стадии полипа, то есть став «юношеской» версией взрослого организма. Можно сравнить это с тем, как бабочка вновь превращается в гусеницу.
Примечательно, что такие циклы взросления-омоложения могут повторяться бесконечно. Правда, условия среды обитания не позволяют этому биологическому виду обрести подлинное бессмертие, ведь у него хватает естественных врагов — хищных рыб и более крупных медуз, да и болезни никто не отменял. Иначе говоря, животное в конце концов погибает.
Тем не менее уникальный навык Turritopsis dohrnii теоретически делает это существо способным к вечной жизни, так что интерес ученых к нему вполне объясним. Группа исследователей из Университета Овьедо (Испания) расшифровала геном «бессмертной» медузы и сравнила его с геномами других видов, не обладающих такой «суперспособностью».
Бегом в детство и обратно
Ученые сосредоточились на генах, связанных с восстановлением и защитой ДНК. Они проанализировали почти тысячу генов, задействованных в процессе старения, и обнаружили, что у «бессмертной» Turritopsis dohrnii их в два раза больше, чем у ее «смертной» сестры Turritopsis rubra. Это и позволяет ей обманывать смерть, считают биологи: чем больше таких генов, тем сильнее снижены негативные эффекты старения, тем лучше регулируются клеточные циклы и тем стабильнее запас стволовых клеток. Дубликаты генов просто-напросто помогают производить большее количество защитных и восстановительных белков, так нужных организму.
Как выяснилось, в процессе омоложения медузы активность одних генов подавляется, а других — усиливается. В результате этой невидимой работы клетки перепрограммируются в исходное, «юношеское» состояние. Включается механизм, который дает возможность стволовой клетке превращаться в любую другую, какой она захочет стать, а точнее — какой ей необходимо стать на благо организма.
Также исследователи обратили внимание, что медуза Turritopsis dohrnii активирует свою «суперспособность» тогда, когда чувствует угрозу, а именно — когда ей нужно избежать хищников. Тогда она превращается в тонкий слой клеток и тканей, который плывет в воде, цепляется за дно и превращается в полип. А когда угроза исчезает, медуза вновь запускает биологические часы и начинает взрослеть.
Один из авторов исследования, биолог Мария Паскуаль-Торнер, утверждает, что в ходе лабораторных экспериментов почти все «бессмертные» медузы, достигнув половой зрелости и стадии размножения, омолодились и вернулись в состояние кисты, которое похоже на своеобразный шарик. Эта стадия предшествует превращению в полип. «Процесс омоложения сопровождается изменением тканей — клетки медузы в состоянии кисты не похожи на те, которые она приобретает, когда становится полипом», — говорит Паскуаль-Торнер.
По словам исследователей, результаты их работы помогут в изучении механизмов старения и возможностей продления жизни человека. Они уверены, что существует связь между генами, отвечающими за пластичность жизненного цикла «бессмертной» медузы, и процессами в нашем организме, способствующими долголетию. Возможно, в итоге будут разработаны методы, которые замедлят человеческое старение и вылечат сопутствующие ему заболевания.
Источник:
