Del 1: Kan en person utfordre genene sine
I teorien kan levende organismer leve i veldig lang tid, nesten for alltid. Hvor kom en så dårlig eiendom som døden fra i levende vesener?
Vi vil alle dø en dag. Dessverre (og kanskje heldigvis er det forskjellige synspunkter), er livet ordnet på en slik måte at vi får dette miraklet komplett med et veldig ubehagelig obligatorisk tillegg - død.
Noen biologer mener at dette ikke alltid var tilfelle. Det ser ut til at den berømte August Weismann var den første til å tvile på dødens "uunngåelighet". Dette er stamfar til de Weismanist-morganistiske genetikerne, så hatet av Trofim Lysenko. I sitt foredrag, som Weismann holdt i Freiburg i 1881, sa han: "Jeg ser ikke døden som en primær nødvendighet, men som noe som er anskaffet en gang i tilpasningsprosessen." Så døden ble oppfunnet av naturen spesielt for å sikre generasjonsskifte, uten som livet ikke kan utvikle seg og uten hvilken evolusjon er umulig.
Rollen til DNA i arvelighet var ennå ikke kjent. Det var uklart hvordan genetikk ble ordnet generelt, og Weisman følte at alt dette ville bli avslørt: "Det er ingen tvil om at de høyere organismer i den versjonen av deres design som har kommet til oss i dag inneholder dødens frø." Hvilke frø snakker vi om? Selvfølgelig, om gener. Det vil si at hvis en er oversatt til et mer moderne språk, uttalte en kjent biolog at dødsgener er innebygd i alle levende organismer (det vil si deg og meg). Så viser det seg at de en dag kan slå på, og vi vil dø med en gang. La oss begå, så å si, molekylærbiologisk selvmord.
Hvor langt har vi blitt enige? Til poenget at levende organismer på en eller annen måte er programmert til å begå selvmord? Det kan virke sprøtt. Alle vet om instinktet til selvbevaring, og generelt, hva kan være mer verdifullt for kroppen og en person enn sitt eget liv?
Salgsfremmende video:
Det høyeste målet for en levende organisme
Fra et humanitært synspunkt, det vil si at vår menneskelige egoisme, selvfølgelig, er livet den høyeste verdien. Men forfatteren av disse linjene er en profesjonell biolog, og til og med en forkjærlighet for medisin. Så jeg betrakter også en person som bare en levende skapning som tilhører virveldyr, dyr, pattedyr, fra ordenen til primater, slekten Homo, arten sapiens. Og jeg vet at for alle levende vesener er det en ting som er mye mer verdifullt enn deres eget liv. Dette er genomet til deres art. Settet av alle gener, som bestemmer hva denne skapningen er, hvilken type skapning det er.
Og dette er en veldig viktig ting. Genomet til hver art har dannet seg som et resultat av titalls og hundrevis av millioner av år med evolusjon, og hvis den en gang er tapt, vil arten forsvinne fullstendig, noe som betyr at alle disse millionene årene har gått forgjeves. Alle levende vesener og i deres nummer med deg, fra foreldrene deres får en kopi av genomet, sjekk dens (kopier) ytelse i løpet av livet, og hvis kopien viste seg å være god, blir den gitt videre til barna deres. Noen andre spør om meningen med livet? Fra biologiens synspunkt ser det slik ut. Jeg fikk den, brukte den litt, og hvis den fungerer bra, ga jeg den videre.
Vanligvis sammenfaller genomets interesser fullstendig interessene til det midlertidige transportøren. Hvis skapningen, som ikke har tid til å forlate avkom, dør, vil en kopi av genomet gå evig tapt. Men noen ganger oppstår veldig ubehagelige situasjoner når ønsker fra bæreren ikke sammenfaller med behovene til genomet. Og så viser genene oss umiddelbart hvem som er sjefen for huset.
Et godt eksempel er bryggergjær, et av favorittfagene innen forskning blant biologer. (Jeg mistenker at dette skyldes et fantastisk biprodukt som de kan produsere.) Gjær er en ganske primitiv encellet sopp, og den kan leve i to modus: å reprodusere seg selv eller seksuelt reprodusere seg.
Hvis alt er bra i livet deres, multipliseres gjæren og spytter av nye celler fra seg selv, dens eksakte kopier-kloner. Prosessen kan gjentas mange ganger, og gjæren lever veldig lenge, multipliserer i antall og prøver å fange så mye plass som mulig. Evolusjonen i denne modusen er ekstremt langsom, fordi variasjonen er veldig liten, nye og gamle celler blandes i miljøet, og det er mange gamle. Generelt stagnasjon.
Men så begynner forholdene å bli dårligere (for eksempel har all den enkle maten som er i området blitt spist). Gjærceller føler at freebie er over og "bestemmer" seg for å akselerere sin egen evolusjon, og gjenvinne muligheten til å raskt tilpasse seg nye forhold. Dette gjøres ved å bruke to ting:
Obligatorisk seksuell reproduksjon introduseres.
For å gjøre dette, er gjærceller enige om hvem av dem som vil være en gutt og hvilke som vil være en jente, og arrangere en genutveksling.
Rask død vises.
Programmert død av gjærceller, som er fraværende i mer behagelige forhold med aseksuell reproduksjon. Det er åpenbart nødvendig for at den gamle gjærgenerasjonen skal gi plass til den nye som følger av "shuffling" av gener.
Og du vet hva er signalet som utløser den programmerte døden til gjærceller? Feromon - et stoff som gjæren til ett kjønn sanser representantene for det motsatte kjønn. Oppdagelsen av dette faktum forårsaket mye støy hos mengden gjærforskere. Her er en så hjerteskjærende historie om kjærlighet og død i bryggergjæren.
Offer er en hovedregel
Det vil si at så snart arten som trengs for å akselerere sin egen evolusjon, ble enkeltindividers interesser øyeblikkelig ofret av hensyn til Hans Majestets genom. Og denne regelen, trist for enkeltindivider, kan spores på skapninger av hvilken som helst kompleksitet.
Tenk på ettårene som dør så snart frukten modnes. Forresten, de er kanskje ikke årlige i det hele tatt. Avler bare en gang. For eksempel lever bambus i flere tiår, og blomstrer så, danner frø og dør deretter. Legg merke til at et par mutasjoner i genene til en årlig plante kan gjøre det til … en flerårig. For eksempel klarte belgiske genetikere å gjøre dette, arbeidet ble tildelt publisering i Nature.
Tror du dette bare gjelder sopp og planter? Her er insektene. Evolusjonens krone, forresten! Spør hvilken som helst invertebrate zoolog som er kulere - dipteraner eller noen klønete skallede aper? Mayflies lever ikke lenge: fra et par timer til et par dager (avhengig av den spesifikke arten), fordi de ikke har noen … munn. De kan ikke spise og dø av sult. Liker hver eneste mayfly det? Jeg tror ikke det. Er de fornøyde med arven til arten sin? Jeg er sikker. Rett og slett fordi det er en veldig vellykket, det vil si en utbredt og veldig langvarig dyreart. Mye eldre enn deg og meg.
Bryt systemet, endre programmet
Så, merkelig nok, det er selvmord genetiske programmer. Men vi begynte ikke å snakke om dem i det hele tatt for å nok en gang forbløffe arrangementet av levende natur. Det er et mye mer presserende spørsmål som angår hver enkelt av oss. Husker du - "vi skal alle dø"? Har ikke genomet vårt noe med dette triste faktum å gjøre? Har vi ikke arvet noe av det genetiske programmet fra våre primitive forfedre, hvis formål er å bringe oss til graven?
Jeg vil prøve å bevise for deg at det er slik. Og vi har ganske råd til å bryte dette programmet. Fordi det er nødvendig for det eneste formål å akselerere utviklingen av mennesket som en biologisk art. Men vi trenger ikke lenger dette, fordi i stedet for en sneglers utviklingstakt, har mennesker lenge brukt en mye raskere og mer effektiv overlevelsesmetode som art - teknisk fremgang. Dette betyr at han ikke lenger trenger alle slags ubehagelige evolusjonsverktøy og at de kan slås av, uansett hvordan Hans Majestet det menneskelige genom protesterte mot dette.
Det er med andre ord fullt mulig å stille spørsmålet, vil vi fortsette å være et midlertidig depot av gener på vei fra en generasjon til den neste? En biologisk maskin som blindt følger ordrene fra sitt eget genom? Er det på tide med et maskinopprør?
Del 2: Hvordan det genetiske programmet driver mennesker til graven
Den største trusselen mot mennesker er biologisk aldring, det vil si den langsomme svekkelsen av kroppens funksjoner, som ubønnhørlig øker sannsynligheten for død. Det er all grunn til å tro at aldring er et resultat av et genetisk program.
Med all menneskehetens og menneskets storhet, er du og jeg ikke annet enn biologiske maskiner. Foreldrene våre lastet opp et program til oss - livet vårt, genomet vårt - faktisk kjøringen av dette programmet. Hva er det? Det faktum at vi trenger å utvikle oss i form av et embryo, bli født, vokse opp, og hvis den nedlastede kopien av genomet var vellykket hos oss, overfør denne kopien til barna våre. Men programmet slutter ikke der. Fordi det også er en siste etappe i den - er det nødvendig å frigjøre et sted i hulen for at neste generasjon, med andre ord, skal dø.
Hvis alle er enige i de første trinnene i programmet, så liker de ikke å tenke på den siste delen. Og ikke bare vanlige mennesker, men også profesjonelle forskere. Kanskje dette er fordi de fleste biologer er veldig glad i livet og i alle dets manifestasjoner. Det var faktisk derfor vi ble biologer. Det er alltid mye mer interessant for oss å utforske hvor noe kommer fra, enn hvor det går senere, hvordan det blir ødelagt.
I denne forbindelse er historien til studiet av proteiner veldig lærerik (deres andre navn er proteiner, dette er spesifikt det som er kodet i genene våre, den viktigste delen i ethvert levende system). Prosessen med proteinsyntese i celler begynte å bli studert nøye allerede på 50-tallet og fant veldig raskt ut hvordan dette skjer. Siden 70-tallet har alle lærebøker beskrevet den tilsvarende mekanismen, som fungerer perfekt og hele tiden produserer alle proteiner vi trenger. Spørsmål: hvor går de da? De lever ikke for alltid. Cellen ville ganske enkelt sprekke fra syntetiserte proteiner hele tiden. Men av en eller annen grunn "biologer" liksom "ikke bry seg mye om dette problemet." Og overså et stort og sammensatt system av proteinnedbrytning. Det opptar mer enn 10% av alle genene våre, og som avgjør nøyaktig hvor lenge et bestemt protein skal leve,avhengig av funksjon. Noen av dem bor bare noen timer, andre blir i buret i flere år. De begynte å vaske om dette først på slutten av 80-tallet, og Nobelprisen ble tildelt for oppdagelsen av et system for målrettet ødeleggelse av proteiner.
Bortskjem programmet
Skjedde ikke en lignende historie med den programmerte døden av organismen? Kanskje biologer ikke ville bare tenke på det? Og forgjeves! For hvis vår død også er programmert, som fødselen vår, så gir dette oss en enorm sjanse til å leve bedre og lenger. Fakta er at biologi, med alle dens prestasjoner, er en ganske ung vitenskap. Vi vet fremdeles ganske tilnærmet hvordan levende natur er ordnet og vet fortsatt ikke hvordan vi lager forskjellige nye biologiske systemer som kan være nyttige for oss å forlenge vårt eget liv. Men hvis døden vår skjer på grunn av handlingen til programmet, er det ikke nødvendig å bygge noe. Tvert imot er det nødvendig å bryte. Bryt den siste fasen av dette programmet, som er livsfarlig for oss. Dessuten er det til og med mulig å ikke ødelegge det fullstendig (dette kan være farlig, og sannsynligvis er det fremdeles umulig),det er ganske enkelt å forstyrre det på en eller annen måte, å sette denne mekanismen inn i hjulene til pinner. For alle ungdommer innen biologisk ingeniørvitenskap og biologi, vet vi på en måte allerede hvordan vi skal bryte. Og da vil mekanismen fungere dårligere, noe som betyr at vi vil leve lenger.
Og ennå, er det en lignende mekanisme for programmert selvmord i menneskekroppen? Kanskje forskerne på en eller annen måte overså det, bare fordi det ikke er der, og ikke fordi de ikke ønsket å se? Med all respekt til kollegaene mine, tror jeg ikke det. Og så vil jeg prøve å bevise hvordan det er mulig generelt i en så slapp vitenskap som biologi, at ja, vi har dette programmet. Og du kan ganske begynne å kjempe mot den. Men for å finne ut hva dette handler om, må du lese denne artikkelserien til slutt.
Hva slags program kan vi snakke om? Det er flere alternativer, og la oss starte med det enkleste. Det er en veldig stygg og livsfarlig ting som sepsis. Det skjer vanligvis når blodet blir smittet med bakterier. Det vil si at hvis et stort antall mikrober kommer i blodet, er det veldig farlig. En persons temperatur stiger kraftig, den såkalte systemiske betennelsen utvikler seg, og prosessen ender sannsynligvis på den mest triste måten - pasienten dør. Forresten, dette fungerer også på andre dyr - rotter, mus og andre dyr.
Hvorfor skjer dette? Det ser ut til at alt er klart. Bakterier begynte å formere seg i blodet, immunforsvaret kan ikke takle dem og de "spiser" menneskekroppen fra innsiden. Og hva, man undrer seg, kan ikke passe oss med en så grei og forståelig forklaring?
Dødelig immunitet
Men her er problemet. På et tidspunkt viste det seg at den samme effekten kan oppnås (ikke selvfølgelig hos mennesker, men i et eksperiment på rotter) hvis døde (!) Bakterier blir introdusert i blodet. De kan verken reprodusere eller "spise" noe. Og symptomene er de samme - feber og betennelse, og som et resultat død fra multippel organsvikt. Aha! - sa de interesserte forskerne, - det betyr at bakterier ikke er forferdelige i seg selv, men fordi de inneholder noe veldig giftig stoff for mennesker (eller mus)! Det forårsaker også septisk sjokk. De begynte å forstå og virkelig isolerte et slikt stoff fra bakterier, eller rettere fra skjellene deres. Hvis det blir renset og introdusert i blodet til et dyr, vil den uheldige skapningen på samme måte dø av septisk sjokk. Hva er dette stoffet? For en forferdelig bakteriegiftsom umiddelbart ble kalt endotoksin - det vil si bakteriens indre gift?
Det viste seg at dette er en enkel polymer bestående av rester av sukker og lipider - lipopolysakkarid (engelsk forkortelse - LPS). I sin kjemiske essens er stoffet helt ufarlig, det er bare et byggemateriale som utgjør celleveggen til bakterier. Hvordan kan LPS være giftig for pattedyr? De begynte å forstå videre og fant ut at pattedyr har spesielle proteiner - LPS-reseptorer, som hele tiden overvåker blodet for utseendet til dette stoffet. Og hvis de oppdager en viss mengde LPS, utløser de en forferdelig kaskade av biologiske reaksjoner, som vi kaller septisk sjokk. Hvis vi lager en mutant mus som har et ødelagt gen for denne reseptoren, vil den mest dødelige dosen av LPS for en slik GMO-mus være helt ufarlig.
Kroppen hennes vil ganske enkelt ikke legge merke til "endotoksinet" og vil fortsette å leve lykkelig på. Du kan bryte dette selvmordsprogrammet på en annen måte. Den uhyggelige inflammatoriske kaskaden som svar på LPS er en del av kroppens immunforsvar. Vi kjenner til stoffer som kortikosteroider som dexametason som er gode til å undertrykke immunforsvaret. Følgelig, hvis LPS blir injisert i en mus sammen med dexametozone, vil naturligvis musens LPS-reseptorer oppdage og overføre et signal "oppover" til immunsystemet. Men dette vil ikke føre til noe forferdelig, fordi det vil være deaktivert. Og musen vil overleve.
Generelt, hvis vi utelater alle disse forferdelige detaljene, er konklusjonen følgende: død fra septisk sjokk oppstår som et resultat av arbeidet med et spesielt suicidalitetsprogram. Kroppen dreper seg selv hvis den finner i seg selv et tilstrekkelig stort antall patogene bakterier. Nå er mye kjent om dette programmet: hvordan det starter, hvilke deler av immunsystemet det aktiverer, hvordan og når prosessen går inn i en irreversibel fase.
Offer for resten
Det oppstår et rimelig spørsmål, men veldig elsket av biologer: hvorfor? Hvorfor hadde pattedyr dette dødelige systemet? Det er definitivt ikke behov for en egen organisme. Uten septisk sjokksystem ville han i det minste hatt en viss sjanse for å "knuse" infeksjonen og overleve. Men naturen gir ikke denne sjansen, og avslutter det uheldige, og selv om bakteriene som smittet ham allerede er døde. Hvorfor?
Et nøyaktig svar på dette spørsmålet kan selvfølgelig ikke gis, for evolusjonsveiene er uaktuelle … vel, eller den som leder det dit. Men faktisk ser hele historien veldig rimelig og praktisk ut. Det er sant, ikke fra en enkelt persons synspunkt, som naturens krone, men fra Hans Majestet, genomet av Homo sapiens.
I primitive tider, som etter evolusjonsstandarder bare var noen sekunder siden, var et smittet individ ekstremt farlig for resten av arten hans. Fordi han kunne overføre infeksjonen til dem, smitte hele befolkningen og … hva om dette er den siste bestanden av denne arten? Da vil han (arten) forsvinne, og med det genomet sitt. Verre er det, selv om sykdommen ikke er dødelig, den fortsatt er veldig farlig. Faktum er at i de første stadiene bekjemper kroppen infeksjoner ved å syntetisere veldig giftige stoffer - frie radikaler (jeg vil snakke om dem i en av de følgende kolonnene).
Disse stoffene er mutagene. Og hvis infeksjonen var alvorlig, blir mange radikaler syntetisert, og dette er allerede en direkte trussel mot utseendet til for mange mutasjoner i genomet. Vel, hvordan vil en syk person overleve og med alle dens mutasjoner føde barn med ikke-forståelige genomer? Farlig! Fra arten og, viktigst, genomet, er det mye å foretrekke hvis det smittede individet ikke løper noe sted, ligger stille under den nærmeste bushen og … dør uten å smitte pårørende og ikke lenger delta i reproduksjonen. Dette er målet for septisk sjokkprogrammet.
Men i den moderne verden trenger en person ikke et slikt program i det hele tatt. Fordi vi har antiseptika og antibiotika.
Og om alderdom
Vel, vel, den galante leseren som har holdt ut til disse linjene vil si, la oss si at sepsis er et program. Men heldigvis er septisk sjokk langt fra den viktigste dødsårsaken hos mennesker. Det er andre som er mye vanligere. Og hva har de å gjøre med programmer, genomer og oppstanden fra biologiske maskiner?
Svaret er: vet du hva som er den vanligste dødsårsaken? Truer 100% av mennesker over, for eksempel, 20 år gamle? Dette er biologisk aldring! Det vil si en langsom og jevn svekkelse av kroppsfunksjoner med alderen, noe som ubønnhørlig øker sannsynligheten for død. Så forfatteren tilhører de biologene som mener at vi har all grunn til å vurdere aldring som et resultat av aktiviteten til et slikt genetisk program. Og i neste utgave av bio-serien vår, vil jeg prøve å presentere deg bevis på denne dristige hypotesen, og nakne evolusjonsmestere vil hjelpe meg i dette.
