211service.com
Ilgmūžības gēns
Bioloģijas profesors Leonards Gvarente savā klēpjdatorā atskaņo video klipu, kurā redzamas 29 mēnešus vecas peles, kas klīst ap ciedra skaidām piepildītu būri. Viņi ir švaki, resni, lēni pārvietojas un pāri kalnam pēc grauzēju standartiem. Pēc tam viņš atskaņo klipu no citas 29 mēnešus vecu peļu grupas. Viņi ir slaidi, veikli un skraida kā pusaudži. Kāds ir viņu noslēpums? Šīs peles ir ēdušas apmēram divas trešdaļas vairāk kaloriju nekā viņu ērtās vienaudži. Šķiet, ka trūcīgais uzturs ne tikai padara viņu locekļu vieglu, bet arī mēdz dzīvot par 30 procentiem ilgāk nekā viņu labi paēdušie draugi, un viņiem ir mazāka iespēja saslimt ar vecumu saistītām slimībām, piemēram, diabētu un vēzi.
Zinātnieki jau gandrīz 70 gadus ir zinājuši, ka kaloriju ierobežojums pagarina zīdītāju dzīves ilgumu pat par 50 procentiem, taču tas, kā tas darbojas, joprojām ir noslēpums. Gvarente uzskata, ka ir atradis atbildi un ka tas varētu arī novest pie cilvēku dzīves ilguma pagarinājuma. Vairāk nekā desmit gadus Guarente pakāpeniski risina mīklu ar ambiciozu mērķi atklāt, kā palēnināt cilvēku novecošanās procesu, neuzspiežot tūkstoš kaloriju dienā diētu. 1999. gadā viņš nonāca pie pārsteidzoša secinājuma, ka manipulēšana tikai ar vienu gēnu SIR2 var ietekmēt ilgmūžību. Gvarente kļuva tik pārliecināts, ka viņa atklājumi var izraisīt pretnovecošanās tabletes, ka 1999. gadā viņš nodibināja Kembridžā bāzēto Elixir Pharmaceuticals, lai tās komercializētu. Jūnijā Gvarente un viņa kolēģi publicēja rakstu zinātniskajā žurnālā Nature, kurā detalizēti aprakstīts, kā SIR2 gēna versija pelēm atbrīvo taukus no uzglabāšanas audiem, kas, šķiet, tieši ietekmē to, cik ātri dzīvnieki noveco. Lai gan Guarentes laboratorijai vēl nav precīzi jānosaka, kāpēc tauku samazināšanās ļauj dzīvniekiem dzīvot ilgāk, viņš ir pārliecināts, ka zāles, kas izraisa mehānisma iedarbināšanu, nav pārāk tālu aiz stūra. Es domāju, ka būs arvien pieaugoša kņada, lai to izmantotu, saka Gvarente. Un viņš uzskata, ka zāles, kas pagarina dzīves ilgumu, būs pieejamas desmit gadu laikā.
Tikai viens gēns
Kad Gvarente 1990. gadu sākumā pirmo reizi nolēma izpētīt novecošanas cēloņus, tas bija tikai daži pētnieki. Neviens nezināja, kā tam tuvoties. Sākotnējās idejas, kas patiešām bija diezgan noturīgas, bija tādas, ka, ja jūs ēdat mazāk, viss vienkārši palēninās, saka Guarente. Bet viņš un divi pēcdoktorantūras studenti nolēma noskaidrot, vai viņi varētu atrast šīs parādības ģenētisko cēloni. 1996. gadā viņi atrada mutācijas rauga šūnas, kas dzīvoja par 50 procentiem ilgāk nekā parastās šūnas, un analizēja tās pa gēnu pēc gēna. Es teicu: Mums ir gads, lai pie tā strādātu, jo neesmu pārliecināts, vai ir ko pētīt, atceras Gvarente. Mūs patiešām ieinteresēja, un pagāja daudz vairāk nekā gads, līdz es biju pārliecināts, ka mums kaut kas ir. Mēs bijām savaldzināti.
Dažu nākamo gadu laikā pētnieki saistīja neparasto ilgmūžību mutantajā raugā ar vienu gēnu: SIR2. Citos eksperimentos viņi atklāja, ka tad, kad viņi ievietoja papildu SIR2 kopijas parastajā raugā, tas dzīvoja ilgāk; kad viņi izdzēsa gēnu, raugs nomira priekšlaicīgi. 2000. gadā pētnieki atklāja, ka līdzīgs gēns tārpos darbojas tāpat. Tas bija aizraujoši, saka Gvarente, jo raugs un tārpi ir tik dažādi radījumi, ka, lai tiem būtu līdzīgs gēns, tiem ir jābūt kopējam sencim. Tas nozīmē, ka jebkuram šī senča pēcnācējam, tostarp mums, ir tāds pats mehānisms, viņš saka.
Vismaz pelēm tas ir. Savā rakstā Nature Guarente un viņa kolēģi ziņoja, ka tad, kad trūkst pārtikas, peļu ģenētiskais SIR2 ekvivalents SIRT1 ražo proteīnu, kas izslēdz citus gēnus, kas palīdz uzglabāt taukus. Tauki nonāk asinsritē, ceļo uz citiem audiem un tiek sadedzināti. Tas saglabā peles slaidas un kādu vēl nezināmu iemeslu dēļ jaunas un veselas līdz sirmam vecumam. Fdriks Pikards, pētnieks, kurš strādāja ar Guarente pie papīra, atceras dienu, kad viņš ieguva skaidrus eksperimenta rezultātus. Es biju ļoti laimīga, dejoju visādi. Tas bija lieliski, saka Pikards.
Sacensības, lai pabeigtu mīklu
Lai gan atradums ir aizraujošs, tas joprojām atstāj dažus jautājumus neatbildētus. Pētnieki no Joslin Diabetes Center Bostonā atklāja, ka ir iespējams ģenētiski konstruēt peli, kas automātiski sadedzina taukus, neizmantojot SIRT1 gēnu. Šīs peles dzīvos ilgāk nekā citas, bet ne tik ilgi kā peles, kas ievēro diētu ar ierobežotu kaloriju daudzumu. Tāpēc Guarente ir aizdomas, ka gēnam ir arī citas sekas, izņemot tauku atbrīvošanos. Daži desmiti pētnieku viņa laboratorijā tagad mēģina noskaidrot, kas tie varētu būt. Piemēram, Kayvan Zainabadi, bioloģijas maģistrantūras students, mēģina noteikt, vai SIRT1 arī signalizē aknu šūnām, lai tās sadalītu taukus, būtībā pagriežot vielmaiņu. Absolvents Eds van Vēns pēta, vai tauki var ražot kaut ko līdzīgu hormonam, kas varētu regulēt novecošanos. Kaloriju ierobežojums arī palielina jutību pret insulīnu, kas ir labs rādītājs, ka dzīvnieks nesaslimst ar diabētu. Vairāki pētnieki cenšas atrast saikni starp SIRT1 gēnu un jutību pret insulīnu.
Kamēr Guarentes laboratorijas locekļi pārbauda šūnu kultūras, dzirdot izsalkušu peļu čaukstēšanu savos būros, cita zinātnieku grupa, kas atrodas nelielas pastaigas attālumā no Elixir Pharmaceuticals, dara to pašu. Šī grupa cer atrast zāles, kas ieslēgs cilvēka ekvivalentu SIR2 un novērsīs ar vecumu saistītas slimības, piemēram, 2. tipa diabētu, vēzi un Alcheimera slimību. Viņi ne vienmēr bija mēģinājuši atrast ilgmūžības tableti, saka Pīters DiStefano, Elixirs galvenais zinātniskais darbinieks. Šobrīd Elixir testē daudzsološas potenciālās zāles dzīvniekiem un meklē farmācijas uzņēmumus, kas būtu ieinteresēti to licencēšanā. DiStefano cer, ka tuvākā gada vai divu laikā uzņēmums sāks klīniskos izmēģinājumus ar cilvēkiem. Taču, tiklīdz šis process ir labi sācies, viņš saka: “Nav grūti apgalvot, ka tas varētu sniegt labumu ilgmūžībai. Bet jums ir jāuzmanās, ka ilgmūžības pierādīšana ir diezgan ilgs darbs. Un daudzi no mums nebūs tuvumā, lai redzētu tā iznākumu.
Tomēr daudzām citām pētniecības grupām universitātēs un uzņēmumos visā pasaulē rodas siekalas, domājot par SIR2 potenciālu. Patiešām, viens no Guarentes galvenajiem konkurentiem ir Deivids Sinklērs, viens no viņa bijušajiem pēcdoktorantūras stipendiātiem. Sinklērs, tagad Hārvardas Medicīnas skolas patoloģijas asociētais profesors, nepiekrīt Gvarentei par to, kas raugā aktivizē SIR2. Viņš uzskata, ka molekula, ko sauc par nikotīnamīdu, un gēns, ko sauc par PNC1, kontrolē SIR2 aktivitāti. No otras puses, Guarente uzskata, ka divu molekulu, NAD un NADH, relatīvā koncentrācija nosaka SIR2 aktivitāti rauga šūnās. Pēdējos gados Sinklērs ir publicējis vairākus dokumentus, kuros mēģināts atspēkot dažas Guarentes teorijas un atbalstīt viņa pašas teorijas. Par to ir izcēlies liels satraukums, saka Gvarente. Mana sajūta šajā jautājumā un es teicu [Sinklēram]: A, manuprāt, ir taisnība, un B, es nedomāju, ka tas ir tik svarīgi. Strīdi par raugu ir gandrīz strīdīgs jautājums, Gvarente saka, jo veids, kā SIR2 ekvivalents tiek aktivizēts zīdītājiem, kas vairāk attiecas uz tā darbību cilvēkiem, iespējams, ir atšķirīgs. Tomēr es domāju, ka man bija taisnība attiecībā uz raugu, Gvarente stingri saka.
Papildus publiskajām cīņām zinātniskajos žurnālos Sinklērs arī konkurē ar Guarente farmakoloģijas jomā, nesen izveidojot uzņēmumu Sirtris Pharmaceuticals, lai radītu tādus pašus medikamentus kā Elixir. Tagad tās ir sacīkstes starp abiem, saka Pikards, kurš šovasar pameta MIT, lai ieņemtu vietu Laval universitātē Kubekas pilsētā. Viņiem abiem ir ļoti lielas laboratorijas, kas smagi strādā. Viņiem abiem ir arī uzņēmumi, kas smagi strādā.
Guarente apzinās, ka daudzi cilvēki uzskata, ka tabletes, kas pagarina cilvēka mūžu, ne vienmēr ir laba lieta, kas var izraisīt pārapdzīvotību un, iespējams, palīdzot tikai dažiem turīgiem cilvēkiem, kuri to varētu atļauties. Garentesa koledžas vecuma dēls ir strīdējies ar viņu par viņa pētījuma pamatotību. Viņš saka: jūs tikai palīdzēsit cilvēkiem, kuriem jau ir ilga un veselīga dzīve. Kāpēc gan nedarboties ar malāriju? Gvarente saka, ka, uzsākot pētījumu, viņu neinteresēja medicīniskās sekas. Man šķita, ka tā ir interesanta bioloģiskā problēma, intelektuāla problēma, un tā mani pamudināja. Es vispār nedomāju praktiski. Tā bija zinātkāre.
Pat ar visu uzmanību, ko SIR2 pievērš lielā mērā viņa paša pūliņu dēļ, Guarente joprojām uzskata, ka liela daļa zinātnieku aprindās pretojas idejai, ka vienam gēnam varētu būt spēja kontrolēt ilgmūžību. Es domāju, ka tas arvien vairāk tiek pieņemts, nekā tas bija, bet es domāju, ka joprojām ir daudz cilvēku, [kuri] nevar saņemties ap ideju, ka būtu viens kritisks gēns. Tomēr Gvarente cer dzīvot pietiekami ilgi, lai pierādītu, ka šie nelabvēļi kļūdās.