Молекула вечной молодости 28.05.2015

Мы настолько часто слышим о том, что открыли белок памяти, или ген вечной молодости, или молекулу, убивающую раковые клетки наповал, что может показаться, будто в самом скором времени нас ждет долгая здоровая жизнь - для всех и каждого. Однако прогресс человечества, движимый наукой, развивается все-таки медленнее, чем мы от него ждем. Одна из причин завышенных ожиданий в том, что в популярных научных текстах редко появляется теневая сторона экспериментальных исследований: всевозможные уточнения и опровержения результатов, которые захотели перепроверить в других лабораториях. Образно говоря, широкая публика не слышит грохота и треска рушащихся гипотез и теорий.

Характерный пример - свежая история белка, называемого фактором тканевой дифференцировки 11 (GDF-11). Не так давно он стал очередным молекулярным "молодильным яблочком": эксперименты показали, что он может обращать вспять некоторые возрастные изменения. Обнаружили это в удивительном опыте, когда объединяли кровеносную систему двух мышей, молодой и старой. Оказалось, что молодая кровь благотворно действует на сердечную мышцу. С возрастом стенки сердца утолщаются, что плохо сказывается на его работе, а молодая кровь, наоборот, делала сердечномышечные стенки тоньше. Когда попробовали выяснить, что за молекулы могут играть тут роль, то обнаружили 13 потенциальных кандидатов, и среди них - GDF-11. Проверили - и оказалось, что он и сам по себе оказывает омолаживающее действие на сердечную мышцу.

Кроме того, GDF-11 стимулировал нейрогенез и развитие сосудов в мозге у старых мышей, а также способствовал восстановлению функциональности обычных скелетных мышц. Полученные данные смутили многих, поскольку картина получалась исключительно противоречивая. С одной стороны, было известно, что GDF-11 много у молодых животных и совсем мало у старых. С другой - долгое время пор про его функции знали лишь то, что он управляет формированием обонятельных рецепторов и рецепторов в спинном мозге. И, наконец, самое главное, еще в 2009 году Дэвид Гласс (David Glass) вместе с коллегами из Института биомедицинских исследований к обнаружили, что тот же GDF-11 подавляет рост мышц. Тогда этому не удивились - поскольку он похож на белок миостатин, который тормозит дифференцировку мышц, от GDF-11 ждали примерно того же самого. Удивиться пришлось позже, когда оказалось, что в чужих экспериментах он показывает абсолютно противоположные свойства.

И тогда свойства GDF-11 решили перепроверить еще раз. Первое, что удалось выяснить, что до сих пор его анализировали не слишком специфичным методом: во-первых, у него есть две формы, мономерная и димерная (когда две молекулы объединяются в один функциональный модуль), во-вторых, как было сказано, он похож на миостатин. Иммунологический метод, использовавшийся ранее, не отличал мономеры GDF-11 от димеров (а на функции белков "слипание" их молекул вместе может влиять довольно сильно), да еще и миостатин порой прихватывал. Разработав более точный метод анализа, исследователи проверили, как меняется уровень белка с возрастом. У мышей его уровень был вообще слишком низок, чтобы о нем можно было говорить достоверно, но у крыс и человека он был достаточно высок - и оказалось, что с возрастом количество GDF-11 уж точно не уменьшается, а то и растет. Когда его вводили старым животным, никакой мышечной регенерации не происходило. Более того, мышцы даже медленнее восстанавливались после повреждений - что логично, если принять, что GDF-11 подавляет, а не стимулирует регенерацию. Полностью результаты экспериментов опубликованы в журнале Cell Metabolism.

Как такое может быть - что одна и та же молекула ведет себя настолько по-разному в разных руках? Очевидный ответ: какая-то исследовательская группа получила неверные результаты. Но не исключено, что правы и те, и другие. Так, Эми Уэйджерс (Amy Wagers) из Гарварда, под чьим руководством была выполнена работа с молодой и старой кровью (после чего все и заговорили про GDF-11 как о факторе омоложения), говорит, что все дело в разных формах белка, что какая-то из его форм все-таки уменьшается с возрастом. Кроме того, группа Уэйджерс и группа Гласса использовали разные способы, чтобы повредить мышцы: одни - кардиотоксин, другие - сильное охлаждение. И вполне может быть, что регенерирующее действие GDF-11 зависит от этиологии повреждений. Наконец, в определенном смысле между обеими работами нет противоречий, поскольку и там, и там говорится об оптимальном уровне белка, необходимого для поддержания функциональности мышц. Просто одни авторы показали, что уровень этот не следует понижать, а другие - что не следует повышать. И последнее - омолаживающий эффект молодой крови может иметь место вовсе не обязательно только из-за GDF-11; удалось насчитать целых 13 потенциальных кандидатов в "молодильные яблоки".