Читать онлайн «Новый мир. № 8, 2002». Страница 53

Явление частичной смерти можно наблюдать также и у вирусов: инфицируя клетку, они отбрасывают белковый капсид, а также все остальные приспособления, необходимые для поиска клетки-хозяина и внедрения в нее. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота обеспечивает синтез многочисленных новых копий вирусных частиц. Таким образом, жертвуя частью своего тела, вирус обретает возможность для размножения и дальнейшего существования.

Но все же феномен частичного умирания не получил широкого распространения среди живых организмов. Эволюция на определенном этапе привела к появлению многоклеточных форм жизни. Это эволюционное достижение породило и новые проблемы. Дело в том, что митотическое деление клетки, являющееся способом размножения одноклеточных организмов, для многоклеточных форм живого в принципе невозможно. И они утрачивают сопряженное с делимостью бессмертие. Исключение тут представляют разве что растения, способные размножаться не только половым путем, но и вегетативным — за счет таких органов, как корень, луковица, корневище, лист, клубень и т. д., что являет собой способ неограниченного продления жизни. Тем не менее в целом можно утверждать, что смерть как биологический феномен вошла в мир после возникновения колониальных форм — первых прообразов многоклеточных организмов (примером может служить колониальная зеленая водоросль вольвокс, для которой смерть материнской колонии стала «нормой жизни»). Получается, что смерть есть своего рода «плата» за многоклеточность — то биологическое решение, которое родилось на одном из этапов эволюционного становления живого.

А все же есть ли среди многоклеточных владеющие тайной вечной жизни? Пожалуй, да. Подлинные «кощеи бессмертные» — это раковые клетки, размножение которых идет весьма интенсивно, не обнаруживая при этом признаков старения. Однако их индивидуальное бессмертие становится причиной смерти организма — носителя этих клеток. К примеру, в исследованиях по канцерогенезу используется культура клеток линии HeLa. Эти клетки были взяты в 30-е годы XX века во время операции по удалению злокачественной опухоли у одной пациентки (инициалы ее имени и дали название культуре клеток). С тех пор эти клетки сотни тысяч, если не миллионы раз пересевали на искусственных средах. Они по-прежнему интенсивно растут и делятся без каких-либо признаков старости, став модельной тест-системой для онкологов всего мира.

Конечно, бессмертие раковых клеток не осталось вне поля зрения исследователей. Был открыт фермент, активно функционирующий в раковых клетках, — так называемая теломераза. Вероятно, в значительной мере благодаря ее деятельности раковые клетки, в отличие от своих нормальных здоровых собратьев, остаются бессмертными. В 1985 году теломераза была обнаружена у инфузорий, дрожжей, растений, а также у животных (в половых и раковых клетках). В 1997 году был картирован ген теломеразы. Год спустя он был встроен в клетки зрительного эпителия человека. При этом время жизни таких модифицированных клеток в системе in vitro увеличилось в полтора раза. Таким образом, фермент теломераза, возможно, — настоящий «эликсир бессмертия». Вместе с тем не следует забывать, что он же является и фактором злокачественного перерождения клеток. За бессмертие приходится платить дорогую цену.

Для каждого вида живых организмов существует такое понятие, как максимальная продолжительность жизни (МПЖ). В каждой систематической группе животных есть свои долгожители. Например:

Группа МПЖ

Рыбы (осетры) 100 лет

Земноводные

(гигантские саламандры) 50 лет

Пресмыкающиеся

(крокодилы, черепахи) 150 и более лет

Птицы

(филины, вороны, попугаи) 70 лет

Млекопитающие (человек) 110–120 лет

Но мы не найдем, по крайней мере в животном мире, завораживающих примеров бессмертия или феноменального долголетия. Время жизни всегда оказывается конечным. Более того, существуют организмы, вся жизнь которых умещается в столь краткий миг, что они даже не имеют органов пищеварения, вместо кишечника у них — воздушный пузырь, а ротового аппарата нет вовсе вследствие полной его редукции. И жизнь их длится всего от нескольких часов до двух суток. Но за это краткое время надо успеть главное — продлить свой род, прежде чем уйти в небытие. Их так и назвали — поденки. Они являются представителями одного из древнейших отрядов насекомых, известных еще с каменноугольного периода.

Вообще палеонтологическая летопись, эта «раскрытая книга Бытия», как назвал ее в одном из своих стихотворений И. Бунин, бесстрастно зафиксировала всеобщность феномена смерти с самого начала развития живого на Земле. К моменту появления человека современного морфологического типа (а произошло это событие около 150–160 тысяч лет назад) ее недра уже были гигантской братской могилой, в которой упокоились представители многочисленных биологических видов. Таким образом, мы неизбежно должны признать, что смерть существовала в мире изначально, не делая исключений ни для кого из обитателей Земли. Эти выводы палеонтологии так же надежны, как и тот факт, что Земля имеет форму шара. И все же часто приходится слышать богословское мнение о том, что смерть поразила живое лишь после грехопадения наших прародителей, а в дочеловеческом мире ее не существовало вообще, то есть все без исключения многочисленные виды живых организмов были бессмертны. Есть ли в этом утверждении зерно истины?

Попробуем взглянуть на смерть в несколько ином ракурсе. Мы привыкли мыслить смерть как нечто ужасное, несправедливое, недолжное, как фундаментальное несовершенство живого, не согласующееся с нашими представлениями о благости Творца и Вседержителя мира. Но вот в конце 80-х годов появились весьма интересные исследования, которые, как мне представляется, должны принципиально изменить бытующий взгляд на феномен смерти. Усилиями представителей нескольких научных направлений (молекулярная биология, молекулярная генетика, онкология, биология развития) было открыто необычное явление — апоптоз (от греческого слова apoptosis — опадание листьев). Апоптоз можно определить как физиологическое самоубийство некоторых клеток, которое запрограммировано на генетическом уровне. Более того, было показано, что апоптоз принципиально отличается от обычной некротической гибели клеток, подвергшихся каким-либо повреждениям. Картина развертывания апоптоза иная. Это последовательная, подчиненная строгим правилам программа самоубийства некоторых клеток. Но их смерть не бессмысленна. Напротив, она является актом самопожертвования во имя интересов и блага всего организма. Как же это происходит? Основные этапы апоптоза таковы:

1. Вначале клетка получает особое биохимическое послание («черную метку», по выражению одного из исследователей) о том, что она должна погибнуть. Послание это приходит либо из межклеточного вещества, либо от клеток-соседей. Для его восприятия у каждой клетки есть особые «органы» — так называемые «рецепторы смерти». Это белковые молекулы, пронизывающие клеточную мембрану. Следовательно, любая клетка имеет специальный механизм, чтобы прочитать это роковое послание.

2. После получения послания внутриклеточные регуляторы изменяют работу ряда генов клетки таким образом, что в ней образуются или активируются особые ферменты (протеазы и нуклеазы), задача которых — разрушение клеточных белков и нуклеиновых кислот. Именно к этим действиям они и приступают.

3. Далее следует заключительный этап, связанный с деградацией ядерной ДНК (она распадается на фрагменты вплоть до олигонуклеотидов длиной порядка 180 пар). В конечном итоге клетка подвергается фрагментации, теряет целостность и уничтожается микрофагами или макрофагами, то есть становится своего рода питательным субстратом для других клеток. При этом фагоцитоз не сопровождается воспалительным процессом, как это бывает при некрозе.

Интересно отметить, что окончательное решение (образно говоря, где поставить запятую в фразе «казнить нельзя помиловать») принимается в прямом смысле «большинством голосов». Все зависит от соотношения концентрации белков, одни из которых «голосуют» за смертный приговор (это белки из семейства Bax, обладающие апоптозной активностью), в то время как другие готовы «даровать жизнь» (белки Bcl-2). Причина в том, что белки Bcl-2 могут образовывать димерные комплексы с белками Bax, тем самым нейтрализуя их, то есть предотвращая развертывание апоптозного сценария.

Следует сказать, что апоптоз — отнюдь не экзотический процесс. Скорее наоборот. Он — явление универсальное, свойственное всему живому. В настоящее время открыты и интенсивно исследуются: митоптоз — программированная гибель митохондрий (одного из органоидов клетки), апоптоз — программированная гибель целых клеток, органоптоз — программированная гибель органов и, наконец, феноптоз — программированная гибель особи.