Вероятно, вдохновившись мечтами звезд Голливуда о вечной молодости, два главных университета «Города ангелов», вечные соперники, пригласили настоящих корифеев науки в области старения: известного доктора медицинских наук, специалиста по патологиям Роя Уолфорда в Калифорнийский университет и доктора философии, нейробиолога Калеба Финча в Южно-Калифорнийский. Для написания докторской диссертации в качестве научного руководителя я выбрал Уолфорда.
В университете я изучал, как ограничение количества калорий влияет на процесс старения, а именно — как сокращенная в три раза «порция» калорий в день отражается на иммунной и других системах мышей и человека. Правда, с Уолфордом мы общались исключительно через экран компьютера, потому что вместе с семью добровольцами он на два года стал добровольным затворником в местечке посреди Аризонской пустыни — в Биосфере-2. Целью его проекта было выяснить, сможет ли человек годами жить в изолированном пространстве, производя для себя пищу самостоятельно. Вероятно, с помощью данного исследования ученые хотели установить, сможет ли человек жить в условиях крайне ограниченных ресурсов, а может, пытались разработать систему для космических станций. Когда «на свободе» готовились встречать восьмерых отчаянных храбрецов, я тоже приехал их поздравить. Следуя за Уолфордом и его идеями, они согласились участвовать в его эксперименте (точнее, Уолфорд поставил их перед фактом, что почти на два года они значительно сократят потребление калорий). В итоге они так исхудали, что на них было страшно смотреть, и настолько злых и раздраженных людей я в жизни не видел.
Проведя два интересных, но почти безрезультатных года в лаборатории Уолфорда, я ощутил свое бессилие перед огромной стеной, отделявшей меня от тайн старения. Исследовать мышей и людей было интересно, но организмы и тех и других были слишком сложными, чтобы в довольно сжатые сроки можно было определить, какие гены отвечают за старение и как они функционируют. Однако именно эти данные необходимы, чтобы выработать практические стратегии, позволяющие человеку жить дольше и поддерживать здоровье.
Слишком примитивный подход к длительному ограничению калорий, злые лица добровольцев из Биосферы-2 и неудачные эксперименты на мышах заставили меня еще в 1992 году задуматься, что, может быть, грызуны — не лучшие подопытные для изучения процесса старения. Я решил подойти к вопросу иначе и использовать образцы попроще.
Я перешел на отделение биохимии и начал изучать хлебопекарные дрожжи — простые одноклеточные организмы, на примере которых ученые на молекулярном уровне изучают язык жизни, старения и смерти.
Дрожжи ассоциируются у нас с хлебом и пивом, но Saccharomyces cerevisiae (хлебопекарные дрожжи) также один из самых популярных организмов для исследований. Он простой (состоит из одной клетки), дешевый, не требует сложного оборудования (некоторые ученые проводят часть экспериментов прямо дома), а также на него легко воздействовать методами генной инженерии (убрать один и более из его шести тысяч генов и вернуть их на место). И все же я очень рисковал, переходя от мышей к дрожжам. Даже если бы я открыл, как стареют дрожжевые грибки, результаты моих исследований могли оказаться непригодны для человека. Так считали все мои коллеги, проводившие испытания на мышах и людях.
Тем не менее мы с небольшой группой ученых, в основном американцев, решили, что самый простой способ понять, как стареет человек, — это найти ген, отвечающий за старение, у простого организма, а потом уже вернуться к мышам и людям.
В первую очередь я выбрал новый научный подход, получивший название «Хронология жизни дрожжей», и, следуя ему, пытался определить, какой ген играет главную роль в старении дрожжевых грибков. Шел 1994 год, и открыть ген, отвечающий за старение организма, пока никому не удавалось. Благодаря работам Томаса Джонсона из Университета Колорадо и Синтии Кеньон из Калифорнийского университета в Сан-Франциско мы знали, что существуют определенные гены, способствующие увеличению жизни червей, но что это конкретно за гены и как они работают, — понятия не имели.
В лабораториях Калифорнийского университета Лос-Анджелеса работали три лауреата Нобелевской премии, множество членов Национальной академии наук. Это действительно был рай для любого ученого. Бок о бок со мной трудились великие генетики, биохимики и специалисты по молекулярной биологии, готовые во всем оказать помощь, в том числе предоставить оборудование, биологические клетки и прочие необходимые для экспериментов материалы. Даже стучаться не нужно: двери в лаборатории всех преподавателей, даже нобелевских лауреатов, были всегда для нас открыты.
Однако мы никогда не признавались в своей деятельности публично, поскольку считалось, что изучать данную область как минимум странно, если не совсем безумно. Когда меня спрашивали, над чем я работаю, я отвечал: «Над химией свободных радикалов», потому что это не вызывало вопросов.
Поскольку для исследования я выбрал простой организм и в моем распоряжении были передовые генетические, клеточные и молекулярные технологии, уже через год работы в лаборатории химика Джоан Валентине и генетика Эди Гралла я, используя свой метод изучения дрожжевых грибков, сделал два значимых открытия:
1. Когда я «морил грибки голодом» и пересаживал из жидкости с растворенным сахаром и другими питательными веществами в обычную воду, они жили в два раза дольше.
2. Если в среде присутствовал сахар, клетки старели и умирали быстрее, поскольку сахар активировал гены Ras и РКА. При этом дезактивировались ферменты, защищающие белок от окисления.
Благодаря выбору максимально простого «подопытного» за короткий период работы на биохимическом отделении мне все-таки удалось выявить ген, отвечающий не только за старение, но и за обмен веществ всего организма.
Все оказалось настолько просто и непривычно, что научное сообщество отказывалось в это поверить и не принимало ни «хронологию дрожжей», ни тот факт, что метаболический путь сахара ускоряет старение. Когда я предложил опубликовать свое исследование в авторитетном американском журнале «Сэлл», рецензенты мне сказали: «Это интересно, но мы не верим». И мое открытие, которое я и мои наставники считали действительно важным, появилось лишь в моей докторской диссертации и еще в двух работах, о существовании которых долгое время никто не знал.
Моя руководительница Джоан Валентине не уставала повторять: «Понимаешь, Вальтер, тебе не удастся опубликовать свои результаты, потому что ты забегаешь на пять лет вперед. Никто пока не понимает, о чем ты толкуешь. Гораздо проще обсуждать то, что было открыто сегодня, а еще лучше — вчера».
Примерно в это же время Синтия Кеньон из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Гэри Равкан из Гарварда опубликовали свои исследования генов, отвечающих за старение у червей, в том числе daf-2, и эту новость быстро подхватили СМИ по всему миру. А я остался на скамейке запасных и ждал своей очереди пять лет, как и предсказывала Джоан.
