Как бессмертные медузы повернули время вспять
Достижение бессмертия — это то, что двигало людьми на протяжении большей части их истории. О поисках эликсиров жизни сложено немало своеобразных легенд и небылиц. Средневековые алхимики неустанно работали, чтобы найти формулу философского камня, дающего омолаживающие свойства. Еще одна известная история — путешествия Хуана Понсе де Леона, который, покоряя Новый Свет, искал таинственный источник молодости.
Но до сих пор никому не удалось найти ключи к вечной жизни. Есть, правда, одно исключение — существо размером не более четырех миллиметров Turritopsis dohrnii, также известное как «бессмертная медуза».
В отличие от подавляющего большинства живых организмов, Turritopsis dohrnii способен к омоложению и биологическому бессмертию. Это бросает вызов нашему восприятию старения, но как это происходит?
Начать лучше с понимания общего жизненного цикла «смертной медузы». Размножается половым путем: сперма самца оплодотворяет яйцеклетку самки и образуется зигота. Зигота растет как личинка и дрейфует, пока не прикрепится к морскому дну. Поселившись, он вырастает в полип и, когда готов, размножается бесполым путем. Для этого он выпускает из собственного тела крошечных медуз, которые затем вырастают до взрослой стадии и размножаются, прежде чем умереть.
Бессмертная медуза Turritopsis dohrnii также следует этому циклу, но после размножения не всегда умирает: она может выбрать альтернативный путь и обратить свой жизненный цикл вспять. По пути тело медузы сжимается, образуя что-то вроде сферы, называемой «цисто». Он дрейфует, пока не прилипнет ко дну, а затем порождает новый полип, который, в свою очередь, дает начало новым медузам, снова входя в цикл.
Этот процесс может происходить бесконечно и позволяет медузам избежать гибели.
Ключи к бессмертию Turritopsis dohrnii записаны в его ДНК, но найти их было непростой задачей.
Исследовательская группа под руководством Карлоса Лопеса Отина из Университета Овьедо внесла свой вклад в расшифровку генома этой бессмертной медузы. Результаты были опубликованы в журнале PNAS. Это было сделано путем чтения буква за буквой и выписывания ген за геном всей его ДНК, как если бы это была огромная инструкция.
Эта огромная книга содержит всю информацию, необходимую клеткам для выполнения своих жизненных функций. В результате было определено несколько геномных ключей, которые помогают понять необычайную продолжительность жизни бессмертных медуз.
Используя различные инструменты биоинформатики и сравнительную геномику, было обнаружено, что Turritopsis dohrnii обладает рядом генетических вариаций, которые способствуют его биологической пластичности и долголетию.
Обнаруженные гены связаны с различными ключами к старению, такими как репарация и репликация ДНК, обновление популяции стволовых клеток, межклеточная связь и уменьшение окислительной клеточной среды, которая повреждает клетки, а также поддержание теломер.
Все эти процессы связаны с долголетием и здоровым старением человека.
Кроме того, при детальном изучении каждой стадии их омоложения был выявлен ряд изменений в экспрессии генов, которые необходимы клеткам для трансформации посредством процесса, известного как дедифференцировка. Это позволяет Turritopsis dohrnii эффективно сбрасывать свои собственные биологические часы.
Все эти механизмы действуют синергетически в целом, таким образом организуя процесс, обеспечивающий успешное омоложение бессмертной медузы.
Если бы Хуан Понсе де Леон знал секреты, хранимые Turritopsis dohrnii во время его поисков источника молодости, он бы остался сухим. И алхимики не нашли бы столь вожделенный философский камень. Это потому, что, к сожалению, человеческое тело не может повторить то, что делает медуза. Пожалуй, единственный способ найти такой фонтан или камень — это осознать, что без смерти нет жизни. Что каждая система, подобно человечеству или нашему собственному телу, нуждается в смерти некоторых своих частей, чтобы оставаться в равновесии и выживать.
Из захватывающих подвигов Turritopsis dohrnii мы узнали ключи и пределы клеточной пластичности, и с помощью этих знаний мы надеемся найти лучшие ответы на многие связанные со старением болезни, которые беспокоят нас сегодня.
Тем не менее, мечта о биологическом бессмертии для людей так и остается мечтой. По крайней мере, люди научились быть бессмертными другим способом — внося свой вклад в историю через искусство и знания.
