Предстоит еще много работы, чтобы заставить метод работать должным образом, а затем доказать, что он действительно поможет, если мы добьемся успеха. Возможно, самый большой нерешенный вопрос таков: если это такая замечательная идея, почему эволюция еще не сделала этого? Из 1500 генов, необходимых для создания митохондрий, более 99 % находится в ядре у человека. Почему эволюция на этом остановилась? С одной стороны, в числе 15 нет ничего особенного: одноклеточное почвенное существо под названием андалусия
[69] сохранило в своих митохондриях 38 генов, кодирующих белки, большинство из которых находится в ядре других организмов. Плазмодий, паразит, вызывающий малярию, имеет только три; а у паразита, заражающего океанические водоросли, обнаруженного в 2019 году, возможно, вообще нет митохондриальной ДНК (хотя есть различия в деталях того, как эти организмы используют свои митохондрии для выработки энергии). Также есть несколько существенных препятствий для размещения каждого гена в ядре клетки. В какой-то момент нашей эволюционной истории митохондриальные и ядерные геномы заговорили на различных «диалектах». Из-за этого в наше время, если часть митохондриальной ДНК оказалась в ядре случайно, это потребует существенных и весьма маловероятных модификации, чтобы произвести необходимый белок
[70]. Если именно поэтому в митохондриях все еще есть ДНК, то на самом деле нет никакого теоретического барьера для ее перемещения, просто более высокая и толстая биологическая стена мешает этому произойти случайно. Однако, возможно, митохондрии должны сохранить этот небольшой набор генов, чтобы эффективно работать. Митохондриальная ДНК может представлять собой децентрализованное правительство, использующее местные знания для оптимизации клеточного метаболизма, несколько независимого от централизованной бюрократии ядра. Если это так, то резервная копия в другом месте может дестабилизировать деликатно делегированную клеткам метаболическую цепочку командования. Единственный способ узнать наверняка – это попробовать: как минимум мы лучше изучим биологию митохондрий. Вполне возможно, в процессе мы найдем лекарства от некоторых митохондриальных заболеваний. И в лучшем случае мы уничтожим митохондриальные мутации как причину дегенеративного старения.
Последний вариант – чинить не истощенные митохондрии, а клетки, которые они захватывают. Когда митохондриальная ДНК изменяется, большинство мутаций не вызывает значительных проблем, но в небольшом проценте клеток доминируют зомби – митохондриальные клоны, которые потеряли значительную часть ДНК, а вместе с ней и способность производить энергию. Не совсем ясно, достаточно ли таких клеток, чтобы вызвать серьезные возрастные проблемы, но, как мы видели на примере стареющих клеток, вполне возможно, что несколько паршивых овец ускорят старение. Это предполагает аналогичный подход к тому, как мы имеем дело со стареющими клетками: убиваем их, но с помощью (в настоящее время гипотетических) «митолитических», а не «сенолитических» препаратов. Этот метод по риску сравним с сенолитиками: удаление дефектных клеток может вызвать свои проблемы. Например, митолитический препарат, нацеленный на мышечное волокно, содержащее дефектные митохондрии, разрушит все волокно, что приведет к истощению мышц – именно тому процессу, который мы пытаемся предотвратить. Тем не менее, вероятно, стоит попробовать: худший сценарий состоит в том, что мы получим лучшее понимание того, к чему приводят эти внутренние зомби-апокалипсисы при старении. И самое лучшее – это то, что компромиссы стоят того и убийство этих клеток приносит пользу здоровью.
В целом у нас есть довольно много вариантов, когда речь заходит о попытке замедлить или обратить вспять воздействие митохондрий на старение, но мы не совсем уверены, какой из вариантов наилучший. Отчасти это связано с тем, что мы до сих пор не видим полной картины того, что происходит с митохондриями, когда человек становится старше. В краткосрочной перспективе лечение может включать нацеленные на митохондрии антиоксиданты, чтобы уничтожить свободные радикалы, которые они производят, или добавки, такие как уролитин А, чтобы усилить собственные механизмы организма, отвечающие за контроль качества. В долгосрочной перспективе, возможно, удастся перестроить нашу биологию, чтобы убедиться, что митохондриальные мутации больше не имеют значения, искореняя их вклад в дегенеративное старение. Для достижения этой цели стоит потратить много энергии.
Отражение атаки клонов
Повреждение ДНК и мутации, возникающие в результате этого, могут быть одними из самых тяжелых возрастных повреждений в организме, которые мы должны исправить. Первый подход, который можно было бы использовать, вероятно, самый очевидный: ремонт. Второй основан на точном понимании того, как мутации вызывают проблемы в стареющем организме, и изучении того, как последние разработки в области секвенирования ДНК могут перевернуть старые представления о том, почему мутации имеют значение.
Первым, очевидным подходом было бы улучшение механизма репарации ДНК. Наши клетки пошли на невероятные усилия, чтобы гарантировать, что повреждение ДНК можно исправить. Как мы отмечали в Главе 4, считается, что средняя клетка ежедневно получает до 100 000 ударов по своей ДНК, поэтому, если даже крошечная часть из них вызовет изменения, это может привести к катастрофе. Существует умопомрачительный набор процессов репарации ДНК, в которых участвуют сотни различных генов, чтобы обнаружить проблемы, позвать на помощь и устранить любые повреждения, показывая нам, без сомнения, что это серьезно беспокоит организм. Однако, как мы знаем благодаря пониманию эволюции старения, даже такая важная вещь, как восстановление ДНК, будет настолько хороша, насколько это необходимо, чтобы позволить нам передать наши гены. Это означает, что вдохновение можно черпать из животного мира, где многие животные кажутся более устойчивыми к мутациям, чем мы. Возьмем гренландского кита, чье исключительное долгожительство мы отмечали в Главе 2. Эти грациозные гиганты, живущие более двух столетий, могут весить до 100 тонн. Несмотря на огромную массу, клетки гренландского кита примерно такого же размера, как клетки человека или даже мыши. Таким образом, учитывая, что они весят более чем в 1000 раз больше, чем типичный человек, у них примерно в 1000 раз больше клеток, чем у нас. Из-за этого у их клеток примерно в 1000 раз больше возможностей приобрести мутации, которые привели бы к раку, а еще эти млекопитающие живут в два или три раза дольше нас, и даже больше, если учесть продолжительность жизни человека в дикой природе. Несмотря на эти недостатки, гигантских морских животных не поражают сотни опухолей. Это общее правило – что более крупные животные с большим количеством клеток и часто впечатляющим долголетием обычно не подвержены астрономическому риску развития рака – было впервые сформулировано в 1977 году медицинским статистиком Ричардом Пето и известно как парадокс Пето.
