Каково быть бессмертным, по-настоящему бессмертным, не способным умереть от старости? Мы представить не можем, а вот гидра — да, если бы у нее был мозг. Гидра — простейшее животное, состоящее из двух клеточных слоев: эктодермы и эндодермы, разделенных тонким внеклеточным матриксом. На одном конце тела у гидры расположены голова и щупальца, на другом — ножка. Жизнь они ведут неприхотливую, и их можно найти в разных климатических условиях, что делает их очень успешными живыми организмами.
Гидры умеют отращивать практически любые части тела. Восстановление гидр было замечено еще в 1744 году швейцарским ученым, когда он убедился, что отрезанная часть гидры восстанавливается до взрослой особи. Гидра, словно феникс, может возродиться из простого набора клеток. Если разделить гидру на отдельные клетки, затем слепить их в комочек, то в течение нескольких дней из этого комочка восстановится целый полип.
В природе существуют два вида восстановления тканей: перестроечный (morphallaxis) и выращивательный (epimorphosis). Перестроечное восстановление организма происходит за счет перестройки уже существующих клеток, а выращивательное — за счет увеличения количества новых клеток из старых (cellular proliferation), когда клетки активно делятся, создают свои копии и увеличиваются в числе. Так вот, гидра восстанавливается перестроечным путем, благодаря своему примитивному многоклеточному строению. Если у гидры останется хотя бы 100 клеток, она самовосстановится. Гидры способны восстанавливать целый организм даже после того, как их частично съест хищник или разрушат течение и шторм.
Однако у такой способности — бесконтрольного деления клеток — есть и обратная сторона. Если в нашем организме клетки начнут бесконтрольно размножаться, это приведет к опухолям и в большинстве случаев — к раку. А гидры, похоже, не болеют раком... или все-таки болеют? Ученые наблюдали, что у гидр, выращенных в лаборатории, из-за обильного кормления и комфортных условий иногда развивались спонтанные опухоли. Если такая гидра размножалась почкованием (бесполым путем), то новая почка получала ту же самую опухоль. Ученые предполагают, что причиной развития опухолей были определенные бактерии — спирохеты и Pseudomonas. В дикой природе гидры живут в более суровых условиях, и развитие опухоли из-за «сладкой жизни» у них вряд ли возможно.
Гидры также не стареют. Ученые наблюдали за гидрами в лабораторных условиях и не заметили у них признаков старения. Либо его действительно нет, либо оно настолько медленное, что за четыре года наблюдений его просто не удалось зафиксировать. Для гидры четыре года — это очень много. По оценкам того же исследования, в контролируемых условиях 5% взрослых особей могут прожить 1400 лет. Однако некоторые виды гидр добровольно стареют и умирают, когда решают размножаться половым путем. Гидры могут размножаться и бесполым путем, создавая свои клоны и продлевая себе жизнь этим способом. В природе гидры до столь преклонного возраста не доживают — либо их съедают, либо они решают «спариться».
Большинство гидр в природе умирают в возрасте, составляющем лишь малую часть их потенциальной максимальной продолжительности жизни. Гидры, как и мы, имеют теломеры — защитные колпачки на концах ДНК. Когда клетки делятся, у нас с вами теломеры укорачиваются, а у гидр — нет. Как именно гидры обманывают старость, ученые пока не знают. Они также обнаружили, что гидры производят три фермента, активно борющиеся с реактивными формами кислорода. Эти кислородные молекулы повреждают ДНК и другие клеточные структуры, что является одной из причин старения. Ферменты гидр защищают их клетки от этого повреждения.
У гидр также обнаружен «ген бессмертия» FOXO. Этот ген производит белок, который контролирует активность других генов, включая включение и выключение определенных процессов в клетке. FOXO регулирует баланс белков в организме, помогает противостоять окислительному стрессу и участвует в поддержании стволовых клеток. У гидры есть один такой ген, а у млекопитающих — четыре, но, несмотря на это, мы все равно не живем дольше гидр. Ученым предстоит и дальше искать ответы на эту загадку.
Источники:
Bosch, Thomas CG. "Why polyps regenerate and we don't: towards a cellular and molecular framework for Hydra regeneration." Developmental biology 303.2 (2007): 421-433.
Schaible, Ralf, Meir Sussman, and Boris H. Kramer. "Aging and potential for self-renewal: hydra living in the age of aging-a mini-review." Gerontology 60.6 (2014): 548-556.
Tissot, Sophie, et al. "De novo evolution of transmissible tumours in hydra." Proceedings of the Royal Society B 291.2031 (2024): 20241636.
Martins, Rute, Gordon J. Lithgow, and Wolfgang Link. "Long live FOXO: unraveling the role of FOXO proteins in aging and longevity." Aging cell 15.2 (2016): 196-207.
doi: 10.1126/science.zyakk9d
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Как омолодить мышцы. Об эликсире молодости. Часть третья