Российские ученые подсчитали влияние соматических мутаций на срок жизни

Российские исследователи из Сколтеха и Института искусственного интеллекта (AIRI) впервые подсчитали, как сильно соматические мутации укорачивают наши дни. Речь идет о случайных сбоях в ДНК, которые неизбежно накапливаются в клетках по мере того, как мы стареем. В отличие от генетики, полученной от родителей, эти ошибки по наследству не передаются. Зато они тихо копятся внутри, подтачивая здоровье органов и приближая возрастные болезни. В исследовании, опубликованном в журнале npj Aging, команда ученых рассказала, что для того, чтобы разобраться в процессе, они собрали сложную математическую модель — этакий виртуальный конструктор, где можно по очереди «отключать» разные факторы старения. Биологи решили выяснить: сколько протянет человек, если медицина будущего полностью победит все остальные возрастные изменения, но оставит только эти случайные поломки в ДНК. Как объяснил ключевой автор проекта Евгений Ефимов (работающий одновременно в Сколтехе и AIRI), разные органы реагируют на мутации совершенно по-разному. Главным «слабым звеном» оказались клетки сердца (кардиомиоциты) и головного мозга (нейроны) — они попросту не умеют делиться и обновляться. — При устранении всех прочих причин старения одни лишь соматические мутации снижают теоретическую медианную продолжительность жизни с 1759 (для гипотетического нестареющего организма человека) до 156 лет, — рассказал Ефимов. А вот органы с мощной регенерацией преподнесли сюрприз. Например, наша печень за счет постоянного обновления клеток способна эффективно нейтрализовать негативное влияние мутаций и бесперебойно работать «на протяжении тысяч лет». Когда ученые объединили данные по всем жизненно важным органам в общую систему, цифры показали: даже если человечество победит все остальные проявления старости, ошибки в ДНК все равно установят для нас жесткий лимит. Из-за соматических мутаций средний предел человеческой жизни составит от 146 до 194 лет. Впрочем, радоваться или пугаться рано. Как подчеркнул соавтор исследования Дмитрий Крюков из Сколтеха и AIRI, сами по себе эти мутации не объясняют, почему мы увядаем и умираем на рубеже 70–80 лет. Это доказывает, что поломки ДНК — лишь верхушка айсберга. Огромный вклад в старение вносят и другие скрытые биологические процессы — например, засорение клеток дефектными белками, сбои в работе митохондрий (наших внутренних батареек) или искажения в считывании генов. Благодаря этому исследованию ученые дали медицине точный математический инструмент. — Теперь мы можем не просто говорить, что мутации вредны, а количественно оценивать, насколько именно они сокращают жизнь, и сравнивать их вклад с другими процессами старения, — отметила научный руководитель работы, доцент Центра био- и медицинских технологий Сколтеха Екатерина Храмеева. — Эта работа важна для того, чтобы понять, на изучение каких механизмов старения стоит тратить ресурсы в первую очередь. В будущем авторы проекта планируют масштабировать свою модель. Они хотят добавить в нее укорочение теломер и другие признаки дряхления, чтобы создать полноценную, единую математическую теорию старения человека. Более того, технологию планируют протестировать на животных, чтобы сравнить, как законы природы работают у разных видов.