Z molekularnego punktu widzenia jest jasne, że każdy organizm ma indywidualny zegar, który odlicza i wskazuje jego wiek. Organizm wie, jak jest stary i nie bardzo można go w tej materii oszukać. Można jedynie próbować oszukać własne zmysły i samoocenę oraz wpłynąć na pogląd innych na to, ile mamy lat.

Główny zegar molekularny naszego wieku jest zapisany w długości tzw. telomerów. Czyli zakończeń chromosomów, gdzie nie zakodowano żadnych białek. Każda komórka dzieląc się, musi powielić DNA. Powielając każdy chromosom z osobna, musi skrócić jego telomery. Zasadniczo jest to konieczność wynikła z samej liniowej struktury DNA komórek innych niż bakteryjne, gdzie chromosom jest kolisty. To z powodu tego mechanizmu sklonowana owca Dolly urodziła się już dość stara i długo nie pożyła.

Samych genów, od których zależy długowieczność nasza i zwierząt, odkryto już całkiem sporo. Jak się okazało, brak aktywności owych genów prowadzi do przedwczesnych objawów starzenia się i ewentualnie śmierci. Ponieważ zaś życie jest formą istnienia i propagacji kwasów nukleinowych nie dziwi fakt, że jeśli głębiej poskrobać, wszystko co starość przyspiesza i życie skraca, ostatecznie niszczy DNA. To skracanie telomerów, wolne rodniki tlenowe atakujące DNA, niezdolność do naprawiania szkodliwych zmian w czasie kolejnych replikacji albo uszkodzeń wynikłych z promieniowania UV czy radioaktywności etc.

Nie chodzi bynajmniej o przedwczesną śmierć w sile wieku, ale o przedwczesną starość. Jej objawami są – tak u muszki owocówki (sic! jest to jeden z chętnie obieranych modeli badania starości), jak i u Homo sapiens – niezdolność utrzymania samodzielnie prawidłowej higieny ciała i uleganie rozlicznym zakażeniom oraz zmiany we florze jelitowej prowadzące do niestrawności i stanów zapalnych. A także nieruchliwość w stawach, niewydolność narządów, zaniki pamięci…

To wszystko są właściwości starzenia się tak modelowych zwierząt, jak i nas samych. Dość rzec, że nawet znacznie prymitywniejszy od muszki nicień Caenorhabditis elegans (badania nad nim przyniosły naukowcom już kilka Nagród Nobla w medycynie i fizjologii) też pozwala badać starzenie się, choć nie ma ani mózgu, który mógłby coś zapominać, ani nóg, które mogą odmówić posłuszeństwa – po prostu się wije.



Ten malutki nicień ma, według opisanych w jego genomie sekwencji, aż 838 genów związanych ze starzeniem się, ale też jego wiek da się najbardziej wychylić od średniej. Nawet 10-krotnie. Muszka owocowa unosząca się latem nad rozkrojonym arbuzem i pomidorami ma ich ok. 170 (tu jednak co najwyżej można jej wiek podwoić). Mysz ma ich 126, ale tą z kolei da się, manipulując niektórymi z owych genów, podtrzymać w stanie młodym tylko półtora raza dłużej od nie-mutantów. Zaś drożdże piekarskie nic innego chyba nie robią w życiu, tylko się starzeją i ze starością walczą, skoro aż 883 spośród 6275 wszystkich ich genów jest w ów proces potencjalnie przynajmniej zaangażowanych.

W każdym z przypadków – również u ludzi – długowieczność i pewien stopień młodości da się podtrzymać także dietą pod wdzięczną nazwą „mniej żreć”, czyli niskokaloryczną. Generalnie niskie poziomy insuliny we krwi bywają wskazówką zdrowszego, bo „młodszego” metabolizmu.

Rzadziej jednak mamy do czynienia z sytuacją, gdy to brak prawidłowego działania czy wręcz wyłączenie jakiegoś genu sprawia, że oto żyjemy znacznie dłużej. Wyjątkowe zaś są przypadki, gdy z jednej strony całkowity brak czynnego genu powoduje groźną, nawet śmiertelną chorobę, zaś brak częściowy (nazwijmy to umownie – posiadanie połowy aktywności) gwarantuje długowieczność. Pełna zaś aktywność genu starość przyspiesza.

By takie efekty odkrywać u ludzi a nie u much, trzeba pracować nad członkami społeczności zamkniętych, gdzie wiele jest wsobnego krzyżowania się, a zatem mariaży pomiędzy bliskimi krewnymi. Dlaczego? Gdyż są to sytuacje, w których kumulacji w linii tak matczynej, jak i ojcowskiej, a więc ujawnieniu się w potomstwie, ulegają tzw. recesywne allele genów.

Są to takie ich warianty, których działanie (na ogół polegające na niedziałaniu lub nieprawidłowym działaniu) jest w organizmie ukryte, niewidoczne. Albowiem mając w genomie dwa warianty każdego z genów – jeden po mamie, drugi po ojcu – przesłonimy aktywnością tego „dobrego”, zdrowego (zwanego wówczas dominującym), brak aktywności tego „złego”. Gdy jednak zarówno po ojcu, jak i po matce odziedziczymy wariant zły, no to trudno i darmo: choroba warunkowana tą sytuacją ujawni się.

Skoro rewolucje prawie pozbawiły naszą planetę arystokracji, pozostają nam do badania nieduże sekty religijne. Np. północnoamerykańscy amisze. Tu jednak pojawia się problem ich otwartości na nowe technologie i naukę w ogóle. Czasem jednak i oni muszą skorzystać z pomocy medycznej. I wtedy może się okazać, że ich genom zawiera wiele niespodzianek.

20 lat temu pewna dziewczynka pochodząca z jednej ze społeczności amiszów w stanie Indiana, niemal wykrwawiła się na śmierć podczas niewielkiego, rutynowego zabiegu operacyjnego. Nie stwierdzono u niej klasycznej hemofilii ani innych, znanych wówczas chorób powodujących zanik krzepliwości krwi. Rzecz pozostała tajemnicą. Ostatecznie grupie kardiologa Williama Fay z University of Missouri w Columbia udało się ustalić, że to całkowity brak tzw. serpiny 1 powodował u małej amiszki tak głęboki defekt krzepliwości.

Czym są serpiny? To rozliczne i bardzo powszechne, występujące u wszystkich organizmów żywych białka, mające strukturę mocno utrwaloną przez ewolucję. Ich podstawowe czy też najdawniej poznane zadanie polega na hamowaniu działania enzymów trawiących białka w bardzo specyficznych miejscach. Czyli nie takich ogólnych żarłaczy, a precyzyjnych nożyczek, zwanych endopeptydazami serynowymi.

Prosto rzecz ująwszy, ludzka krzepliwość krwi czy walka z wieloma atakującymi nas mikrobami polega na działaniu kaskad takich specyficznych proteolitycznych nożyczek. Aby wszystko działało jak trzeba, nożyczki owe musza mieć hamujące ich agresywność nakładki na ostrza – właśnie serpiny. Ich brak spowoduje dysfunkcje całej kaskady, a zatem zanik krzepliwości. Ale…

Jednocześnie, jak wykazały najnowsze dociekania amerykańskiej grupy badawczej kierowanej przez Douglasa E. Vaughana z Northwestern University Feinberg School of Medicine w Chicago, nie ma złego bez dobrego. Zwłaszcza, jeśli złe i dobre się jakoś w genomie wymiesza.

Badacze poddali analizie materiał genetyczny i dane medyczne 176 członków wspólnoty, w której do dzisiaj mieszka uratowana wówczas przed wykrwawieniem dziewczynka, teraz już dorosła kobieta. Ludzie ci są potomkami jednej pary emigrantów ze Szwajcarii, przybyłych do USA sześć pokoleń temu. Entuzjazm i zaangażowanie prof. Vaughana przemówiły do nich i wszyscy zgodzili się na badanie.

Naukowiec z Chicago był już od dawna przekonany, że taki gen nie utrzymałby się w tak nielicznej wsobnej populacji, gdyby był jedynie źródłem śmierci z wykrwawienia. No na logikę, musiał też robić coś dobrego z punktu widzenia ewolucji. Poza tym wiedział, że myszy z dodatkową kopią genu, którego brakowało małej amiszce, szybciej się starzeją i zapadają na cukrzycę. Reszta tej opowieści, sprawozdanej na łamach „Science Advances”, jest przewidywalna.

Ustalono metodami genetycznymi, kto w przebadanej społeczności posiada jakie warianty genu kodującego serpinę 1. No i 43 osoby miały jedną kopię genu zdrową, a drugą chorą. Okazało się, że mają dłuższe telomery chromosomów niż ich krewni o dwóch zdrowych kopiach genu, będący w tym samym wieku. Analiza aktów urodzenia i zgonu przodków oraz rodowej sagi przepowiadanej przy kominkach i naftowych lampach pozwoliła też ustalić, że posiadacze jednej zdrowej i jednej chorej kopii owego genu żyli średnio 10 lat dłużej od pozostałych członków wspólnoty.

Oczywiście, moc i słabość tej analizy zasadza się w tym samym punkcie. Aby w ogóle je przeprowadzić, trzeba było znaleźć taką właśnie niewielką, wsobną i zamkniętą wspólnotę. Czy jednak wyniki badań dadzą się przenieść i potwierdzić u ludzi żyjących innym trybem, w innych warunkach i ze znacznie bardziej wymieszanym genetycznym bagażem?

Tego się dzisiaj jeszcze nie da ustalić. Powiadają, że starość bywa krzepka. Może się okazać, że jest również skrzepła.

– doktor nauk medycznych Magdalena Kawalec-Segond, biolog molekularny, mikrobiolog, współautorka „Słownika bakterii”

Przy pisaniu korzystałam z artykułu naukowego w magazynie „Science” – „Mutation in blood clotting gene may extend human life span”( „Mutacja w genie krzepnięcia krwi może wydłużyć żywotność człowieka”)