Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем - Петер Шпорк

Применять на людях знания, полученные в результате разных опытов на животных, геронтологи все-таки не решаются. Пока не решаются: «Основные принципы общего инсулинового сигнального пути, по всей видимости, полностью переносимы с круглого червя на человека, — предполагает Ральф Баумайстер из Фрайбургского университета. — Только у человека все намного сложнее». Так что молекулярные биологи пока еще очень далеки от изобретения омолаживающей таблетки.

Медикаментозно снижать уровень инсулина было бы даже опасно, считает цюрихский ученый Эрнст Хафен. Ввиду сложности обмена веществ это либо не поможет, либо вызовет диабет. Ральф Баумайстер тоже полагает, что сначала надо научиться вмешиваться в эти процессы более точечно. «Если когда-нибудь удастся целенаправленно влиять на сигнальные пути, мы, вероятно, научимся затормаживать такие типичные проявления старения, как рак», — надеется он. Но при вмешательстве в обмен веществ человека на столь глубоком уровне нельзя недооценивать риск побочных последствий.

Пока что единственным сколько-нибудь научно обоснованным способом сознательного продления жизни представляется постоянное малокалорийное питание, но и он небезопасен, да и не всякий на него способен. Пример людей, страдающих анорексией, наглядно демонстрирует, что нам грозит, если не соблюдать меру в ограничениях. Довольно быстро подступает граница, за которой начинается неполноценное питание, что может стать причиной болезней и сократить жизнь. Статистика показывает, что при слишком низком ИМТ продолжительность жизни человека снова начинает сокращаться.

Между прочим, точно такая же картина наблюдается и в отношении сна: масштабные эпидемиологические исследования показывают, что люди живут дольше, если в среднем спят чуть-чуть меньше, чем должны бы, — приблизительно на полчаса еженощно. Шоун Янгстедт, сомнолог из Университета Южной Каролины (Колумбия, США), предполагает, что небольшое сокращение сна на регулярной основе активирует в наших клетках программу продления жизни.

Аналогично нехватке питания укороченный сон также свидетельствует о плохих условиях жизни, для преодоления которых организм стремится вооружиться прекрасной физической формой. Но и в данном случае следует предостеречь от сознательной активации программы: превысивший меру нанесет большой вред своему здоровью, так как хроническая нехватка сна — экстремальная нагрузка для организма и психики. И продолжительность жизни значительно сокращается при сильном постоянном недосыпе.

Поэтому спорт представляется гораздо более достойной альтернативой, которая благоприятно влияет и на состояние здоровья, и на физическое и психическое самочувствие. Спорт не только заставляет организм сжигать огромное количество калорий, прежде всего он поддерживает низкий уровень инсулина. Тренировки и здоровое питание с разумным ограничением калорий способствуют тому, что организм сжигает все «топливо», которое потребляет. Это может подстегнуть активность сиртуинов точно так же, как низкокалорийное питание, и наверняка гораздо полезнее для здоровья, чем красное вино.

Жители «острова столетних» подают нам в этом пример: они едят исключительно здоровую пищу, но понемногу и проявляют необычайную физическую активность. По всей видимости, именно это сочетание способствует тому, что геном в клетках многих жителей Окинавы запрограммирован на долгую жизнь.

Жанна Кальман тоже отличалась стройностью. К сожалению, мы не знаем, сколько ела самая старая жительница планеты. Правда, ее сиртуины мог активировать ресвератрол, содержащийся в ежедневном бокале портвейна. Спортом старая дама занималась в своей жизни, видимо, тоже много.

Одно из самых курьезных свидетельств тому, что физическая активность продлевает жизнь, пришло из горных деревень Сардинии. У тамошних крестьян-долгожителей оказалось кое-что общее, хотя и не «ген Мафусаила», как поначалу предполагали ученые. Их поля находятся значительно выше или ниже родной деревни. Так что для выполнения повседневной работы им приходилось напрягаться больше, чем односельчанам, поля которых располагаются на той же высоте, что и деревня. За это они, видимо, и были вознаграждены более долгой жизнью.

Итак, на продолжительность нашей жизни сильнее всего влияем, пожалуй, мы сами: все зависит от того, как много мы двигаемся и насколько умерены в еде. Никогда не поздно хоть немного изменить вредные привычки. Как показывают многие исследования, момент смерти можно немножко отодвинуть, даже если начать меняться в преклонном возрасте.

6

Большая ответственность: мы наследуем не только гены

Неустойчивая догма

Ламбер Люмэ одним из первых начал искать возможные последствия у жертв нидерландской голодной зимы. Эпидемиолог из Колумбийского университета (Нью-Йорк) рано распознал, какой большой шанс для науки представляет тот факт, что клиники в крупных городах Нидерландов уже в конце Второй мировой войны педантично вели метрические книги, делая записи о состоянии здоровья. Никогда ранее и никогда позднее не было возможности на основании столь обширных и достоверных данных сделать заключение о том, что происходит с людьми, которые в течение долгого времени подвергались разрушительному влиянию голода.

Результат исследования, упоминавшийся выше и говоривший о том, что вес новорожденных, которых вынашивали в голодное время, был заметно ниже нормы, Ламбер Люмэ опубликовал уже в 1992 году. Это не произвело сильного впечатления на научное сообщество, поскольку легко объяснялось дефицитом питания. Гораздо большей сенсацией стало наблюдение, что дети в дальнейшей жизни чаще и раньше, чем в среднем, начинали страдать от старческих недугов, отличались относительно низким ростом и меньшей продолжительностью жизни. На этом я уже подробно останавливался.

Настоящее изумление — частично даже неприятие — вызвало следующее утверждение эпидемиолога, опубликованное в 1997 году. Дети голодной зимы, слишком мало весившие после рождения, в свою очередь, тоже производили на свет очень мелких детей, хотя давно уже жили в условиях изобилия, а о настоящем голоде знали разве что по рассказам своих родителей.

Неужели люди передают по наследству также и реакцию своего организма на неблагоприятные условия жизни? Можно ли допустить, что следующим поколениям передается не только базовая последовательность ДНК, но и части второго, эпигенетического кода? Разве могли миниатюрные матери передать память своих клеток о дефиците питания эпигеномам собственных детей? «Абсурд!» — решительно отвергли такое представление большинство биологов. Это противоречит всем прежним знаниям в области эволюционной биологии. Ибо одна из главных ее догм утверждает, что мы наследуем исключительно геном.

Действительно, наблюдение Люмэ можно было бы объяснить и без механизма эпигенетического наследования. Например, предположить, что дети голодной зимы попали в порочный круг, аналогичный тому, который приводит к росту ожирения в современном обществе, ведь женщины с неблагоприятной эпигенетической программой начинают болеть гораздо раньше других. Поэтому условия внутриутробного развития их собственных детей часто далеки от оптимальных. И таким образом возрастает риск, что второй код детей изменится и станет похожим на материнский.

По сей день остается открытым вопрос, какое обоснование описанного Ламбером Люмэ феномена считать верным. Впрочем, в последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что эпигенетическая клеточная память действительно иногда преодолевает границу между поколениями. Появляются все новые результаты опытов на животных, одноклеточных и растениях — равно как и результаты эпидемиологических исследований человека, — которые прекрасно иллюстрируют этот тезис. Не в последнюю очередь новые убедительные объяснения приносит детальное изучение эпигенетических механизмов как таковых. С ними казавшаяся поначалу столь абсурдной идея наследования механизмов приспособления к окружающей среде, в том числе и у млекопитающих, представляется весьма вероятной.

Своим образом жизни, выбранным большей частью сознательно, люди влияют не только на состояние собственного здоровья. Это утверждение кажется сегодня вполне справедливым. Через метилирование ДНК, гистоновый код и микро-РНК в яйцеклетках или сперматозоидах они в некоторой степени предрешают благополучие или страдания своих детей и внуков.

Растения — мастера эпигенетики

Однако я хочу вернуться к началу этой истории, к простой на первый взгляд форме жизни — растениям. «Растения — мастера эпигенетического регулирования», — утверждает генетик Марджори Мацке из Института молекулярной биологии растений имени Грегора Менделя (Вена). У представителей флоры мы находим не только все основные системы переключателей эпигенетического механизма — метилирование ДНК, модификацию гистонов и интерференцию РНК. По словам Мацке, часто они обнаруживают даже «удивительно высокий уровень развития». Благодаря очень большому числу специализированных ферментов и вспомогательных молекул цветы и деревья могут приспосабливать свой второй код к меняющимся условиям среды с совершенством, не свойственным никакой другой форме жизни.