Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Он предположил, что причины «естественной смерти» лежат в ограниченной способности сомазических клеток к воспроизведению. В одной из его публикаций мы читаем, что «смерть происходит оттого, что изношенная ткань не может обновляться вечно, поскольку способность к росту посредством клеточных делений утрачивается со временем» (Вейсман, 1891 [16931). Вейсман был также первым, кто предположил„ что слишком долгая жизнь многоклеточного организма после периода репродукции и заботы о потомстве принесла бы вред виду в целом.
Гипозеза Вейсмана о старении соматических клеток, казалось, была опровергнута Каррелом П 912), который утверждал, чго соматические кле тки можно бесконечно долго культивировать вне организма. Длительное время гипотеза «потенциального бессмертия» в целом считалась верной и принадлежала к числу наиболее известных «результатов» биологической науки. До проведения тщательных экспериментов Хейфлика, выполненных в начале 1960-х годов [1483; 14841 и показавших ошибочность утверждения Каррела, неудачи при попытках воспроизвести эти результаты объяснялись неадекватными условиями культивирования н другими причинами методического характера.
Теперь получила широкое признание точка зрения, что нормальные диплоидные фибробласты млекопитающих могут претерпевать лишь ограниченное число клеточных делений; для фибробластов человеческих эмбрионов зто число равно приблизительно 50 + 1О. С другой стороны, гетероплоидные, транс- б Мутации 221 формированные клетки, по-видимому, как правило, делятся неограниченно. В ряде работ изучалась связь между старением организма донора и числом делений, которые претерпевают его соматические клетки 1п М1го. Если клетки прекращают делиться в культуре из-за того, что они «исчерпали» максимальное число делений, их способность к делению ш чпго должна уменьшаться с увеличением возраста донора. В двух работах такая зависимость действительно была обнаружена "г1547; 16303.
Другое следствие, которое можно было бы вывести из этой гипотезы, состоит в том, что клетки короткоживущих видов должны обладать способностью к меньшему числу делений, чем клетки долгоживущих видов. Это предположение подтвердилось при сравнении людей (максимальная продолжительность жизни которых равна к 1!0 годам) и мышей (3,5 кода). Мьпципые фибробласты ш И!го могут претерпевать только 14-28 делений. Однако при анализе других видов связь между видоспецифической продолжительностью жизни и способностью клеток к делению не прослеживается. Отметим также, что клетки, взятые даже у очень старых людей, сохраняют способность пройти примерно 20 делений. Значение питологических подходов к изучению проблемы старения возросло, когда было обнаружено Ь!5473, что клетки больных с синдромом Вернера обладают замет'но сниженной способностью к делению в клеточной культуре.
Основные кли- Ряс. 5АО. Американка японского происхождения с синдромом Вернера в юности я в возрасте 48 лет У нее бы;ю восемь детей, двое вз которых тоже имели синдром Вернера (1613) нические симптомы этого аутосомно-рецессивного синдрома — катаракты, подкожная кальцификация, преждевременное поседение, преждевременный артериосклероз, изменения кожи, сахарный диабет, повышенная частота злокачественных опухолей, хромосомная нестабильность и преждевременно постаревшее лицо (рис. 5.40).
Ожидаемая продолжительность жизни значительно снижена [1442, 16133. Иногда синдром Вернера рассматривают как генетическую модель преждевременного старения. Однако, если некоторые из описанных клинических и патологических симптомов этого синдрома сходны с теми, что наблюдаются в ходе процесса нормального старения, то многие другие его симптомы такого сходства не обнаруживают. Молекулярные и хроыогоыные механизмы. В последнее время проводится много исследований, посвященных изучению молекулярных и хромосомных механизмов клеточного старения. Однако какой-либо последовательной и общепринятой теории этого процесса пока не существует.
При сильно упрощенном подходе можно выделить две группы гипотез. Одна из них подразумевает, что прекращение клеточных делений запрограммировано в биологическом механизме регуляции. Весомым аргументом в пользу этих гипотез служит то, что трансформированные клетки способны к неограниченному делению. Согласно другой версии, клетки теряют способность к делению вследствие накопления 222 б. Мутации вошнбок», препятствующих их делениям. Такие ошибки могут иметь место на трансляционном илн посттрансляционном уровне; они могут также происходить на уровне ДНК, проявляясь в виде соматических мутапий.
Последняя из упомянутых гипотез, впервые предложенная Сциллардом в !959 г. [16272 н развивавшаяся Бернетом в 1974 г. [14091, подкрепляется данными о повышении частоты определенных соматических мутаций 1п у!гго [14591 и 1п у!уо с возрастом: доля лимфоцитов с дефектом НРКТ, делающим их устойчивыми к 6-тногуанину, с возрастом увеличивается [15591. Однако теория соматических мутаций не об.ьясняет всех явлений клеточно1о старения; вполне реальным представляется также предположение о накоплении ошибок на различных посттрансляционных уровнях [14901.
Каким же образом трансформированная клетка избегает последствий накопления таких ошибок? Судя по всему эта проблема до сих пор не нашла своего решения. Рассматривается несколько возможных механизмов [15131 и, в частности, реактивация в норме супрессироваиных механизмов коррекции и более быстрая селективная элиминация клеток, содержащих такие ошибки.
В заключение отметим, что соматические мутации, вероятно, играют какую-то роль в процессах нормального старения н канцерогенеза. Однако насколько велик их вклад, в настоящее время почти неизвестно. 5.2. Мутации, нндуцироааиные облучением и химическими мутагенами Оон!ественный интерес к индуцнрованным мутациям.
В предшествующих разделах говорилось о спонтанных мутациях. Определение вспонтанный» означает, что эти мутации происходят без какой-либо известной причины, даже если мы знаем, что определенные обстоятельства, например возраст родителей, могут повышать вероятность мутации. Эта вероятность увеличивается под воздействием такого фактора, как радиация высоких энергий, и в присутствии многих химических веществ. Поскольку люди в повседневной жизни под- вер~аются воздействию множества факторов окружающей среды, изучение индуцированных мутаций привлекает все большее внимание широкой общественности. Этн работы хорошо субсидируются.
Люди ждут от ученых конкретных предложений относительно мер зашиты. Всемирная организация здравоохранения, Международная комиссия по защите от радиации [МКЗР), Национальная академия наук США и ряд других влиятельных организаций образовали экспертные группы и с их помощью получили и опубликовали оценки генетического риска. В нашем знании до сих пор существует множество пробелов, особенно в том, что касается воздействия на людей низких доз облучения, однако в последнее время складывается довольно полная картина радиационной опасности.
Относительно мало известно о возникновении индуцированных мутаций под влиянием химических веществ, имеющихся в окружающей среде. В научных кругах существует изрядная путаница в оценках степени химической опасности, а также в вопросе о том, какую информацию и какого рода рекомендации должны представить ученые [1489; 2121. Одна из причин этой путаницы заключается в том, что проблема химического мутагенеза несомненно сложнее проблемы возникновения мутаций под действием радиации. Другая причина может быть связана с тем, что исследования проводятся в относительно узких областях. Подобные исследования требуют изобретатсльности в выявлении н точной формулировке проблем, которые ограничены определенными рамками н могут быть решены с помощью адекватных методов.
Такой подход обычно не требует познаний во множестве различных областей науки. В естественных науках барьеры между специалыюстями затрудняют свободное использование информации, полученной прн изучении разных уровней организации. Следовательно„ученые, которые, как считается, способны дать, основываясь на своих глубоких познаниях в данной конкретной области, экспертную рекомендацию, часто могут и не иметь сбалансированной точки зрения на ту или иную сложную проблему. Они смотрят иа б. Мутации 223 Оцыт хромосом летали Папуле- Визуально талькые ккблюпаемуткцип мые мута- ции Контроль 198 Х-лучя (зз) 676 Х-лучи В„) 772 О О О 49 4 1 89 12 3 такие проблемы злавным образом через призму своей собственной специальности.
Традиционные каналы научной коммуникации — научные общества, конгрессы, журналы-до сих пор ие обеспечили преодоления трудностей, возникших при изучении мутагенеза, вызванного факторами окружаюшей среды. Координация работ по химическому мутагенезу такими международными организациями, как ВОЗ, оказалась менее эффективной, чем в области радиационного мутагенеза. Некоторое прояснение ситуации было достигнуто благодаря ряду публикаций, в которых основной акцент сделан на методах исследований [1489; 2123. Вероятно, необходимое здесь решение будет заключаться в создании новых институтов, организуюших научный поиск на всех уровнях. К сожалению, до сих пор успешное проведение мобилизации широких научных сил такими институтами удавалось только при соблюдении двух условий; !) если цель была четко определенной и чисто технологической; 2) если имелась сильная и непосредственная политическая мотивировка.
На память приходят такие примеры, как Манхэттенский проект, предпринятый во время 2-й мировой войны, а также американский н советский проекты изучения космического пространства. В последуюшем мы изложим нашу точку зрения на эти проблемы. Возможно, знакомство с ней поможет другим исследователям осознать всю сложность вопроса и пробудит у иих желание участвовать в его решении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
