Temu ramah dengan ahli biologi Vadim Gladyshev mengenai penyebab penuaan dan prospek untuk memanjangkan umur
Makmal Biologi Sistem Penuaan dibuka di N. N. Belozersk Moscow State University pada tahun 2017 dibiayai oleh geran dari kerajaan Persekutuan Rusia. Ia diketuai oleh lulusan Universiti Negeri Moscow, profesor di Harvard School of Medicine Vadim Gladyshev. "Attic" bertanya kepadanya mengapa kita semakin tua, apa yang harus dilakukan dengannya, dan apa yang dilakukan oleh rakan-rakannya di Rusia dan Amerika Syarikat.
Terdapat beberapa konsep penuaan. Mari lihat proses ini terlebih dahulu pada tahap sel kecil. Bagaimana anda menentukan sel lama?
- Dari pandangan saya, penuaan adalah pengumpulan perubahan berbahaya dengan usia. Ini bukan hanya kerosakan molekul, perubahan dapat berbeza: mungkin ada jumlah yang berlebihan atau tidak mencukupi dari beberapa komponen, atau ketidakseimbangan sel, atau beberapa perubahan lain. Sebagai contoh, dalam komposisi kompleks protein, satu protein lebih daripada yang diperlukan, dan yang lain tidak mencukupi. Perubahan ini berkumpul dengan usia. Ini berlaku untuk kedua-dua sel dan organisme, kerana kebanyakan organisma uniselular seperti usia organisma multisel, tidak banyak perbezaan. Tetapi dalam organisma multisel lebih sukar, kerana organ yang berlainan dan sel-sel yang berlainan di dalam organ bertambah tua, dan entah bagaimana mereka saling berinteraksi antara satu sama lain. Organ yang berlainan boleh berumur dengan kadar yang berbeza, sel yang berlainan dapat berumur dengan kadar yang berbeza, dan semuanya saling mempengaruhi.
Adakah jenis sempadan di mana anda dapat membezakan sangkar lama dari yang lama?
- Tidak, ini adalah proses berterusan. Penuaan sebenarnya bermula dengan persenyawaan. Telur disenyawakan, organisma baru muncul dan segera mulai menua. Hanya terdapat kematian yang tinggi di antara embrio, jadi kerosakan belum dapat dilihat dengan latar belakang yang lain. Ini sebenarnya wujud hanya setelah sembilan tahun, dalam kes manusia, ketika kematian mulai meningkat seiring bertambahnya usia.
Bolehkah anda menyatakan penyebab utama penuaan?
- Itulah masalahnya. Tidak jelas bagaimana membuat eksperimen yang akan mencerminkan peralihan keseluruhan sistem ke keadaan lama, dan bukan beberapa bahagiannya. Biasanya mereka mengambil bahagian, misalnya, satu gen atau organel, dan melihatnya, cuba memahami penuaan. Tetapi ini tidak dapat sepenuhnya menggambarkan gambaran penuaan seluruh organisma.
Video promosi:
Jadi kita tidak boleh mengambil satu faktor dan menyebutnya sebagai penyebabnya?
- Tidak ada sebab utama untuk penuaan. Ia tidak boleh wujud secara prinsip. Bayangkan keadaan berikut: beberapa faktor telah menjadi terhad. Inilah dia - sebab utama penuaan, kerana semuanya menjadi tua. Pemilihan semula jadi diharapkan dapat melemahkan semua komponen lain. Katakan bahawa ada beberapa protein lain yang berfungsi dengan sangat baik, ia tidak dapat dipecah, dan berfungsi sepanjang hayat. Dan mutasi muncul dalam dirinya, dia menjadi sedikit lebih teruk kerana ini. Tetapi tidak akan menjadi masalah, ia tidak akan dihilangkan dengan pemilihan, kerana alasan lain untuk penuaan masih terhad. Kemudian mutasi muncul pada gen yang lain, sepertiga … Segala-galanya secara beransur-ansur akan menjadi semakin buruk hingga diselaraskan dengan faktor yang menjadi faktor utama pada awal kita. Hasilnya, sekali lagi, banyak faktor akan bertindak bersama pada penuaan, dan tidak akan ada satu faktor utama. Tetapi penyegerakan tidak akan sempurna,dan ini menampakkan dirinya secara berbeza dalam pelbagai spesies. Tikus, terutama makmal, sering mati kerana jenis barah tertentu, dan manusia mati akibat penyakit jantung. Ini berlaku kerana penyegerakan proses kepupusan tidak mutlak; terdapat kecenderungan yang berbeza untuk penyakit yang berkaitan dengan usia.
Sejauh mana penuaan sel dan penuaan organisma dihubungkan? Katakan kita mempunyai tikus tahi lalat yang praktikal tidak menua. Pada masa yang sama, anda baru-baru ini menulis bahawa terdapat beberapa mekanisme penuaan di dalamnya. Adakah ini bermaksud bahawa sel-sel individu mengalami penuaan, tetapi tikus tahi lalat itu sendiri tidak?
- Tidak, itu tidak sepenuhnya benar. Saya rasa penggali juga semakin tua. Dia hanya hidup untuk masa yang sangat lama. Dan kerana kerosakan kita semua terkumpul, sukar untuk mencari punca. Tetapi kadang-kadang anda boleh memanipulasi sejenis protein rujukan yang mempengaruhi banyak proses lain. Katakan kita membuangnya - semuanya telah berubah, badan menjadi berbeza dan sekarang ia bertambah sedikit berbeza dan boleh bertambah tua. Begitu juga dengan penggali: ia berumur lebih lama, dan ia berumur begitu lama sehingga sangat sukar untuk memperhatikan proses ini.
Tetapi adakah sel-sel penuaan individu di tubuhnya masih terkumpul?
- Pasti. Contohnya, ia mempunyai neuron. Mereka terbentuk semasa perkembangan embrio. Kemudian mereka tidak diganti, mereka adalah sel yang tidak boleh diperbaharui. Kadang-kadang sesuatu berlaku di dalamnya, misalnya, mutasi telah berlaku atau kesalahan lain - neuron telah mati, dan ia tidak dapat diganti dengan cara apa pun. Beberapa masa telah berlalu - satu lagi neuron mati, yang lain, yang ketiga. Ternyata tubuh tidak dapat melainkan usia. Ini berlaku untuk mana-mana mamalia.
Vladimir Skulachev dan pengarang bersama mengemukakan anggapan bahawa tikus tahi lalat adalah tikus neotenik (iaitu, di mana perkembangannya sangat perlahan, oleh itu, individu mula membiak pada masa kanak-kanak - catatan pengarang), dan seorang lelaki adalah monyet neotenik. Oleh itu, tikus tahi lalat berumur lebih lambat daripada tikus, dan kita - lebih perlahan daripada monyet. Adakah kita mempunyai mekanisme sendiri yang membolehkan kita menua dengan lebih perlahan?
- Ini adalah soalan yang menarik. Kami mempunyai projek mengenai topik ini di makmal Moscow. Kami hanya berusaha menemui pada tahap proses evolusi beberapa ciri umum antara tikus lelaki dan tikus berbanding dengan saudara terdekat mereka, yang bukan neotenik. Dengan cepat, gen yang bertanggungjawab untuk proses ini tidak dijumpai, tetapi kita masih mencari.
Adakah kemungkinan kita dapat meminjam beberapa mekanisme umur panjang dari penggali?
- Ya, ini adalah salah satu idea utama di makmal saya. Kami ingin mengkaji organisma yang berumur panjang, termasuk tikus tahi lalat, dan entah bagaimana menggunakan mekanisme yang timbul di dalamnya semasa evolusi. Tetapi bagi orang, ini bukan persoalan hari esok, tentu saja, kerana pertama-tama anda perlu memeriksa tikus.
Rajah jangka hayat perbandingan pelbagai haiwan. [A] Jangka hayat maksimum, diambil berkaitan dengan jisim orang dewasa; [B] Contoh spesies berumur panjang; [C] Lokasi perbandingan beberapa spesies mamalia berkaitan dengan jangka hayat purata mereka. Ilustrasi dari artikel oleh Siming Ma, Vadim N. Gladyshev. Tanda tangan molekul umur panjang: pandangan dari kajian perbandingan / spesies silang dalam Seminar & Biologi Perkembangan.
Manakah strategi perpanjangan jangka hayat yang mana yang paling mungkin dalam waktu dekat?
- Satu trend adalah campur tangan sederhana seperti sekatan kalori, mereka sudah ada, mereka boleh diuji. Menarik mekanisme dari organisma jangka panjang adalah trend jangka panjang yang kedua, dengan potensi perubahan jangka hayat yang lebih drastik. Campur tangan sederhana konvensional pada tikus memanjangkan jangka hayat maksimum 20-30%. Sekiranya dipindahkan kepada seseorang - dan kemungkinan besar [campur tangan seperti itu] tidak akan berfungsi dengan baik untuknya - ini adalah peningkatan [jangka hayat] sebanyak 10 atau 20 tahun, idealnya. Dan ada pilihan ketiga - sama sekali baru, hanya satu artikel mengenai topik ini yang telah diterbitkan, masih ada sedikit data di sini - ini adalah peremajaan secara in vivo, di dalam badan, apabila apa yang disebut "faktor Yamanaka" dapat dinyatakan. Ini adalah empat faktor transkripsi yang membolehkan sel bergerak dari orang dewasa ke keadaan embrio. Karya ini keluar setahun yang lalu. Di sana, para saintis menyatakan keempat-empat gen ini pada tikus, beberapa sel melewati keadaan yang lebih muda, dan tikus mula hidup lebih lama. Tetapi masalahnya adalah ini: apabila kita meremajakan sel, kita meningkatkan kemungkinan barah. Oleh itu, dalam pekerjaan itu, mereka menipu sedikit, atau semacamnya: mereka membuat eksperimen pada sebilangan tikus berumur pendek, yang tidak mempunyai masa untuk menghidap barah. Tetapi pada prinsipnya, ini adalah idea yang sangat baik. Anda secara bersamaan dapat menyegarkan dan melawan barah, menggabungkan strategi ini. Kawasan ini mempunyai potensi besar. Saya telah mendengar dari beberapa makmal bahawa penyelidikan sedang dijalankan mengenai topik ini.kita sangat meningkatkan kemungkinan barah. Oleh itu, dalam pekerjaan itu, mereka menipu sedikit, atau semacamnya: mereka membuat eksperimen pada sebilangan tikus berumur pendek, yang tidak mempunyai masa untuk menghidap barah. Tetapi pada prinsipnya, ini adalah idea yang sangat baik. Anda secara bersamaan dapat menyegarkan dan melawan barah, menggabungkan strategi ini. Kawasan ini mempunyai potensi besar. Saya telah mendengar dari beberapa makmal bahawa penyelidikan sedang dijalankan mengenai topik ini.kita sangat meningkatkan kemungkinan barah. Oleh itu, dalam pekerjaan itu, mereka menipu sedikit, atau semacamnya: mereka membuat eksperimen pada sebilangan tikus berumur pendek, yang tidak mempunyai masa untuk menghidap barah. Tetapi pada prinsipnya, ini adalah idea yang sangat baik. Anda secara serentak dapat meremajakan dan melawan barah, menggabungkan strategi ini. Kawasan ini mempunyai potensi besar. Saya telah mendengar dari beberapa makmal bahawa penyelidikan sedang dijalankan mengenai topik ini.
"Tetapi dalam hal ini, kita mungkin memiliki masalah bahwa kita lebih lambat belajar melawan barah daripada memprogram ulang sel
- Mengapa, dalam kes barah, ada kemajuan yang sangat baik dalam beberapa tahun terakhir. Kanser kini diuruskan, pemacu utama telah dijumpai untuk setiap jenis barah, dan perencat dipilih untuk pemacu ini. Sebelum ini, rawatannya mudah: kemoterapi atau radio - dan salam, ia sama untuk semua orang. Dan sekarang mereka mengidap barah, mengikut urutan dan sudah tahu perencat yang harus diambil, yang bertindak pada gen yang membingungkan. Ini adalah tahap yang sama sekali berbeza.
Pengarang: Polina Loseva
