Генетика

Согласно центральной догме молекулярной биологии, основная программа химических процессов, происходящих в любом организме (в том числе организме человека), записана в последовательности пар оснований молекулы ДНК. В некотором смысле, если вы узнаете последовательность пар оснований, то она расскажет вам все о химических реакциях и наследственной информации данного вида. В 1986 году группа ученых в США начала работу над проектом, позднее названным «Геном человека». Цель этого проекта заключалась в том, чтобы представить в виде карты полную последовательность (геном) ДНК человека.

В июне 2000 года Крейг Вентер и Фрэнсис Коллин (Francis Collins), руководитель проекта «Геном человека», осуществлявшегося в Национальных институтах здоровья США, объявили о событии, названном ими «первой сборкой генома человека». По существу, это была первая реконструкция полного генома человека, выполненная методом беспорядочной стрельбы. Несколькими месяцами позже, в феврале 2001 года, был опубликован первый предварительный набросок генома человека. Обнаружились некоторые удивительные факты: например, давно было известно, что большая часть ДНК человека не входит в состав генов. Новые результаты показали, что ДНК человека содержит удивительно небольшое количество генов — порядка 30 000–50 000 генов, («удивительно», потому что ученые ожидали значительно более высоких требований к генетической структуре такого сложного организма, каким является человек). Однако эти гены не организованы в одну длинную последовательность, а состоят из кодирующих участков, называемых экзонами, с вкраплениями случайных последовательностей — интронов. Выясняется, что аппарат, осуществляющий сборку белка, закодированного геном с последовательностью описанного типа, осуществляет выбор между несколькими вариантами компоновки белка. Так, каждый ген человека кодирует приблизительно три различных белка, а не один белок, как можно было предположить, основываясь на центральной догме молекулярной биологии.

Можно считать, что на первом этапе проекта «Геном человека» была расшифрована книга жизни. На следующем этапе предстоит выяснить, что представляют собой все гены и как кодируемые ими белки объединяются, образуя биологический портрет человека. По оценкам ученых, на то, чтобы добыть все данные и понять все механизмы реализации генома человека, потребуется еще одно столетие.

Гены, помогающие организму пережить трудные времена, положительно влияют на состояние здоровья и продолжительность жизни. Разобравшись в том, как они работают, мы сможем подойти к решению проблемы сохранения активности в старости. Откры­тие генетического кода, механизмов наследственности, синтеза белка, саморегуляции живого и т. д. опреде­лило новое понимание сути жизненных процессов, в том числе и старения. Вместе с тем именно они по­родили и слишком радужные порой прогнозы. По мнению 31.1% экспертов, к концу минувшего века удастся замедлить темп старения человека, 33.5% утверждает, что это произойдет к 2010 г., 21.1% — еще позднее; 14.3% считает это вообще нереальным. 17.9% полагает, что до 2020 г. возможно увеличить видовую продолжительность жизни, 24.1% называет более позд­ние даты, а 58% говорит о нереальности подобной задачи.

Согласия нет, и это верный признак того, что проблема не решена, истина еще не открыта. Многие вообще считают, что продление жизни будет возможно только после установления основных меха­низмов старения. Однако и на это есть что возразить. Во-первых, история естествознания располагает множе­ством примеров, когда важнейшие задачи решались задолго до раскрытия сущности процесса. Медицина уже десятки лет применяет ряд эффективных средств лечения многих заболеваний (сердечные гликозиды, антиаритмические препараты, антибиотики, нейротропные средства и др.), механизм действия которых еще только выясняется. Во-вторых, экспериментальные по­иски увеличения продолжительности жизни важны именно для раскрытия конкретных механизмов ста­рения. И, наконец, главное, — ряд фундаментальных механизмов старения нам уже известен, и это — на­дежная основа в поиске средств продления жизни.

Эта глобальная проблема включает тактическую и стратегическую задачи. Тактическая — увеличение про­должительности жизни человека до верхнего видового предела; стратегическая — увеличение самой видовой продолжительности жизни.

Экспериментальная геронтология располагает сей­час рядом средств, увеличивающих продолжительность жизни лабораторных теплокровных животных на 20— 60%. Это важно, так как к теплокровным относится и человек. Продолжительность жизни холоднокровных можно варьировать в сотни раз, к примеру изменением температуры тела. Поиск средств увеличения продолжительности жизни требует риска, времени, скрупулезного отбора воздействий на организмы.

Мнения экспертов на тему расшифровки генома:

Николай ЯНКОВСКИЙ, профессор, заведующий лабораторией анализа генома Института общей генетики РАН:

– Расшифровка структуры генома создает базис для развития очень многих прикладных направлений в медицине. Если раньше, анализируя генетические причины какого-то заболевания, мы «открывали» своего рода мешок с обрывками, то теперь будем иметь четкую инструкцию, где что нужно искать. 12 лет назад, когда расшифровка генома начиналась, мы знали 100 заболеваний, которые вызываются «опечатками» одного гена, теперь знаем уже 1400, но это лишь 5 процентов от всего числа болезней. Остальные 95 процентов – мультифакторные заболевания, связанные с несколькими генами, но в их числе такие болезни, как диабет, рак, ишемическая болезнь сердца и т.п. Сейчас работы в этом направлении ведутся очень интенсивно. Эти знания позволят создать не только средства ранней диагностики, но и методы их коррекции.

Лев КИСЕЛЕВ, академик РАН, заведующий лабораторией Института молекулярной биологии РАН:

– Расшифровка структуры генома – это точка на первой странице в толстой книге, которую еще должно написать человечество. Начинается новый, третий этап в биологии: после дарвиновской, описательной, и молекулярной биологии последних 50 лет начинается биология функциональная, которая будет напрямую влиять на жизнь людей. А мы всех своих ученых-биологов молодого поколения подарили Америке. Если они не вернутся, наука в России закончится. Но пока все разговоры о том, что их надо вернуть, остаются разговорами. И дело не в том, что не хватает средств. Не хватает понимания места, которое наука занимает в жизни общества. Нелепыми мне кажутся разговоры о том, что мы сможем пользоваться чужими достижениями. Чтобы ими пользоваться, нужны квалифицированные люди, а их не будет.

Увеличение продолжительности жизни

· Гены, отвечающие за способность организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды, влияют на самые разные органы и ткани, направляя все силы на борьбу за выживание.

· Длительная реакция организма на стресс может способствовать увеличению продолжительности жизни и помогать справляться с различными болезнями.

· Основной регулятор механизма выживания — гены семейства Sirtuin.

· Разобравшись в том, как работают эти гены, мы сможем подойти к решению проблемы сохранения трудоспособности до глубокой старости.

Дата добавления: 2015-08-13