Компьютерра - Компьютерра PDA 03.07.2010-09.07.2010

Автор: Алла Аршинова

Опубликовано 09 июля 2010 года

Попугаи ара живут около ста лет, некоторые черепахи могут дотянуть до векового возраста, а самому старому дереву, которое называют "Мафусаил" по некоторым данным сейчас около 4800 лет. Но рекордсменами долголетия являются самые маленькие жители планеты - микробы. Они способны прожить несколько миллионов лет. Человеку в этом смысле повезло гораздо меньше, и он всячески старается исправить положение. Биологи, медики, физики пытаются внести свой посильный вклад в решение этой сложной задачи. Оказывается, ответы на вопросы о продлении жизни можно искать в ледниках вечной мерзлоты. Именно там "спят" бактерии-долгожители.

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН исследуется бактерия Bacillus F (от future- "будущее"), которая была выделена из вечной мерзлоты Мамонтовой горы в Якутии. Её возраст датируется несколькими миллионами лет. В ходе экспериментов над животными уже доказано, что этот микроорганизм может положительно влиять на продолжительность жизни. "Мы увидели прямое влияние на рост уровня интерферона-гамма в 2-3 раза относительно контрольной группы и снижение уровня фактора некроза опухолей, что позитивно сказывается на продолжительности жизни", - говорит старший научный сотрудник института, кандидат биологических наук Надежда Миронова. Более подробно рассказать о том, как человек может перенимать опыт долгожительства у бактерий, согласился кандидат биологических наук, заведующий лабораторией микробиологии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Владимир Репин.

- Владимир Евгеньевич, для каких целей ведется поиск древних бактерий? Источником какой информации они могут стать?

- Эти бактерии представляют собой уникальную форму жизни, если отбросить божественную теорию происхождения, они стали первыми живыми существами на нашей Земле. Есть все доказательства, что первыми жителями планеты были бактерии. А как именно это произошло, никто не знает. Крупные учёные ломают голову. Предполагается, что сначала было тепло, и термофильные микроорганизмы появились на планете первыми. Затем они каким-то образом преобразовали планету, потом она остывала, проходя ступени эволюции и катаклизмы, и происходило то, что мы имеем сейчас. Микробы удивительны тем, что они бессмертны. Что мы подразумеваем под бессмертностью? То, что бактериальные клетки делятся, в основном, удвоением. Но у них нет матери и нет дочки. Они совершенно равноценны. Была одна клетка, условия изменились - она поделилась, и получились две равноценные клетки. Те бактерии, которые мы сейчас находим, накопили геномы со следами прошлого.

- А какие именно следы прошлого можно найти?

- Все, что написано в ДНК. Естественно, в ней могли происходить и мутационные процессы. Ещё необычно то, что бактерии могут достаточно долго находиться в состоянии анабиоза. Условия вечной мерзлоты, которая по разным данным занимает от 60 до 70% нашей территории - идеальны для сохранности клеток. Мы предполагаем, что в ледниках бактерии не делятся, и находятся в анабиозе. В результате они могут остановить свои часы на долгое время. Если предположить, что они не метаболизируют, то возраст у них становится значительно меньше. Когда мы говорим "древняя бактерия", мы берем понятие в кавычки, потому что они всё равно живут, хотя и в "спящем" состоянии.

Мы возвращаем их обратно и хотим понять, как долго они могут находиться в этом состоянии без видимых изменений, и как их свойства можно использовать с пользой для человека? Ведь самые внушительные рекорды долголетия поставлены как раз микробами. Наши теоретические выкладки показывают, что бактерии могут жить в идеальных состояниях (учитывая и мутационные, и температурные сдвижки) максимум миллион лет, в течение которого их ДНК должны быть разрушены. Но в разных местах появляются удивительные сообщения о том, что учёные обнаруживают бактерии в янтаре, возраст которого 25-60 миллионов лет! Но долгожители-рекордсмены находятся в солевых кристаллах, им может быть даже около 250 миллионов лет.

Вроде бы, они не должны жить, но почему-то живут. Почему так происходит, мы не знаем, и пытаемся понять. Наши исследования проходят не только внутри лабораторий института, возглавляемого академиком Валентином Власовым, но и совместно с представителями других научных учреждений, вместе с которыми мы пытаемся ответить на вопрос, почему бактерии способны так долго проживать без видимого деления? Почему мы говорим "без деления"? Потому что когда мы смотрим на вкрапления во льду Мамонтовой горы и других мест - видим, что эти клетки не делятся, они единичные. Почему сохранились именно эти бактерии (эти виды бактерий), мы тоже не знаем. Температуры в вечной мерзлоте не слишком низкие: -2, - 8 ˚С. Это позволяет клеткам находиться в не замороженном состоянии, а поделиться они не могут хотя бы потому, что им не хватает для этого пространства.

-А почему они в ледниках сохранились, а в нашей среде в свое время погибли?

- А это неизвестно. Когда начали выделять и изолировать микроорганизмы из янтаря, из солей, оказалось, что они не сильно отличаются от современных. Это уже связано с эволюцией самих бактерий, потому что бактерии, имея состояние анабиоза, не обязательно вымирают. Изменились условия, и какая-то их часть осталась, и они находятся в этих нишах, не размножаясь. А если условия изменятся ещё раз, например, их зальёт водой, они станут снова размножаться. Интересна и необычна эволюция бактерий. Геном у них очень компактный. Предположим, у бактерии есть тысяча генов, казалось бы, ей ещё бы набрать, чтобы стать более приспособленной. Но есть два процесса. С одной стороны, они берут чужие гены, путем обмена ДНК, но одновременно происходит и процесс изымания генов.

- Владимир Евгеньевич, Вы говорите, что древние и современные бактерии очень похожи, зачем же тогда искать первые?

- Те уже выжили, и мы не знаем, благодаря каким свойствам. То ли у них репарация сильно развита, то ли избыточный геном... Последовательность хромосомной ДНК Bacillus F секвенирована несколько дней назад, насколько сильно она отличается (или не отличается) от современных сородичей, предстоит расшифровать. Удобный метод изучения - 16 S РНК, но он давно уже не выдерживает критики. Он заключается в идентификации таксонов по последовательности 16 S РНК. Это такой участок генома, консервативный, он есть практически у всех, оказалось, что по этим буквам можно определить, к какому роду и виду относится изучаемый объект.

- Почему он тогда не выдерживает критики?