Как устроена машинка бессмертия
Биологи прояснили детали механизма, благодаря которому за 4 миллиарда лет эволюции ни одна из клеток, от которых вы произошли, не умерла, а все делилась и делилась, вплоть до самого вашего рождения
На самом деле этот рассказ — про фермент теломеразу, а не про бессмертие. Именно одну из загадок теломеразы раскрыла недавняя научная работа профессора Джулиана Чена из университета Аризоны и его коллег. А бессмертие что? Бессмертия не существует — кроме как в одном очень специфическом смысле.
Каждая клеточка вашего тела — продукт деления другой клетки. Все они произошли от одной маминой яйцеклетки, которая получилась за несколько десятков делений из оплодотворенной яйцеклетки вашей бабушки, а та — из яйцеклетки прабабушки. Дальше в этом ряду были яйцеклетки питекантропов, обезьян, каких-то малопонятных мезозойских крыс... Только вообразите, что сотни миллионов лет эти клетки скрывались в темной и влажной глубине гонад, ни одна из них не видела солнечного света, пока из последней не вылупились лично вы. Дальше в прошлое — клетки девонских саламандр и силурийских рыб (эти-то свет уже видели, будучи в какой-то момент своей жизни икрой). Потом — эдиакарские червяки, губки, жгутиковые, микробы... Родословная клеток вашего тела уходит на 4 миллиарда лет назад, и каждая из их клеток-предков в урочный час поделилась надвое. Ни одна не умерла, а то вас бы и не было.
Тем не менее все клетки вашего тела почти гарантированно умрут — кроме разве что нескольких миллиграммов живого вещества, расположенного в нижней части туловища и предназначенного для продления рода. Еще, правда, возможен неприятный сценарий, когда биологи заберут у вас образец злокачественной ткани и будут вечно культивировать в лаборатории. Но и это лишь иллюстрирует тезис «все мы смертны».
Чем отличаются смертные клетки вашего тела от череды бессмертных клеток, от которых они произошли? Одно из отличий — фермент теломераза, открытый в 1984 году. Джек Шостак, Элизабет Блэкберн и Кэрол Грейдер получили за это Нобелевскую премию. Но о том, что такой фермент обязательно должен найтись, догадывались еще с начала 1970-х. И вот почему.
В двойной спирали ДНК две нити бегут в противоположных направлениях, как поезда в метро: если посмотреть на молекулу с торца, на одной нити будет светиться передний прожектор гидроксила, на другой — красный тормозной фонарь фосфата. Когда ДНК удваивается, новая цепь растет только в том направлении, куда светит прожектор. Чтобы скопировать обе цепи, нужны маленькие затравки с торчащими из них прожекторами-гидроксилами, которые позже удаляются, и вся структура восстанавливает прежний красивый вид. Эта схема прекрасно работает в кольцевых молекулах. Но — можете взять карандаш, а можете поверить на слово —