Старость мозга и старость печени

Молекулярная биология в последние годы умеет столько гитик, что вызывает изумление даже у закаленных потребителей научного знания. Хочешь, например, почитать публикацию в свежем Cell Systems и никакого подвоха не ожидаешь. Название переводится сухо: «Интегрированный анализ транскриптома и протеома выявляет орган-специфическую деградацию протеома у старых крыс». Ждешь крепкой рабочей статьи на модную тему старения. Хорошей (Cell все-таки), но по локальной проблеме крысиной старости и разрушения каких-то отдельных белков в клетках этих вечных мучеников лабораторного труда. Тем более что и авторов всего девять. На фоне сотен и тысяч подписей под иными работами — не впечатляет. Что такого глобального могут написать на пятнадцати страницах девять человек из США и Германии? Начинаешь читать и — бац — понимаешь, что еще как могут. С размахом потрудились.

Итак. Работа о старении клеток на молекулярном уровне. Берем две группы крыс: молодых шестимесячных и пожилых двухлетних, но тоже еще не готовых умирать (а пришлось). И смотрим, из чего состоят клетки мозга и клетки печени. В первую очередь, нас интересует состав белков и молекул матричных РНК — тех молекул, на которых записываются инструкции по синтезу белков. Это и будет у нас изучение протеома (белки) и транскриптома (РНК). Потом сравниваем, чем отличается старый мозг от молодого, а старая печень — от старого мозга.

Если существует гипотетический общий механизм старения клетки, то по разнице в этих органах его можно вычислить.

Пафос в том, что ученые действительно исследовали все (!) виды белков и РНК в клетках, а также все их модификации. Ну, возможно, какие-то минорные компоненты пропустили. Все равно это тысячи вариантов. Но даже и не это главное: после того как геномы стали расшифровывать пачками, таким уже не удивить. Однако на этом ученые не остановились. Они последовательно и методично прошлись по всей цепочке синтеза белка: вот РНК, ага, нашли 447 отличий в клетках старых крыс от молодых, столько-то в печени, столько-то в мозге; вот незрелая РНК, нашли 9 отличий в сплайсинге; вот сигнальные белки, вот транспортные, вот мембранные комплексы, а здесь у нас митохондриальные, а тут — извольте — эпигенетика… И так далее. То есть прошлись буквально по всему молекулярному устройству клетки, методично и даже занудно перечисляя найденные возрастные отличия. Затем скромно сообщили, что обнаружили сотни неизвестных до того маркеров старения и таким образом подвели молекулярный базис под известные ранее физиологические признаки старения. Под неизвестные, надо полагать, тоже.

Это, разумеется, тоже не все. Приводится программа будущих экспериментов и выдвигается с полдюжины остроумных гипотез…

В общем, лучше сами прочтите, если не боитесь. Я не могу представить, чтобы такая работа была сделана лет 15 назад. Да и 10 лет назад — с трудом. Новые методы, новые алгоритмы, доступ к базам данных. Чертовская смесь клеточной биологии с биоинформатикой.

В результате получили первое достаточно полное описание старой клетки на молекулярном уровне. Точнее, отличий клетки старого существа от молодого (не говорю «крыс», так как ученые еще и сравнили с известными человеческими маркерами возрастной деградации, нашли много похожего). Деградация протеома, то есть критические изменения в количествах и свойствах белков, — конечно, не весь механизм старения, но без его подробного описания мало что можно понять. Зато теперь можно взять клетку и по набору признаков сообщить, старая она или молодая.

Прицел этой работы — найти большие биологические часы, мечта всякого физиолога.

И совсем самое главное: очень умно выбраны объекты, то есть мозг и печень. Они и живут, и стареют максимально разными способами. Большинство нейронов мозга остаются с крысой на всю жизнь. Они не размножаются и не заменяются у взрослого животного, так же как и у человека, впрочем. Клетки печени, напротив, заменяются каждые несколько месяцев на новые. Но если существует гипотетический общий механизм старения, то по разнице в этих органах его можно вычислить. Так же как и понять, какие молекулярные изменения — следствие возраста, а какие — его причина. То есть прицел этой работы — найти большие биологические часы, мечта всякого физиолога.

Нам все уши прожужжали этими часами. Я, например, впервые прочел гипотезы об их устройстве еще подростком, в семидесятых годах прошлого века. И уже порядком разочаровался в том, что их обнаружат при моей жизни. Потому что уже не первый год слышу и про супрахиазматическое ядро гипоталамуса, где они должны бы размещаться, и про свободные радикалы, и про разрушение митохондрий, но прорывов пока не наблюдаю. Работа, о которой я рассказал, — тоже еще не прорыв, это просто неплохо организованный набор данных. Вот когда в учебнике биологии появится раздел «Молекулярные основы старения организма», тогда революцию можно будет считать свершенной и заняться поиском лекарства от старости. И все же мощь современной биологии впечатляет. С каждой такой статьей видно, что наука вгрызается во все более базовые уровни клеточного устройства. Может быть, и догрызет-таки до основы старости и смерти.