Муниципальное бюджетное учреждение культуры города Новосибирска

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4

Спасти рядовую клетку

Нобелевская премия по медицине в 2009 году вручена за исследования механизмов старения

Нобелевскую премию 2009 года в области медицины разделили ученые из США Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак — за исследования, связанные с теломерами, фрагментами ДНК, которые при делении клетки предохраняют геном от разрушения. Исследования, проведенные в 70–80 годах, помогли ученым продвинуться в изучении природы рака и механизма старения.
Бактерии могут неограниченно размножаться делением, чем они и занимаются последние три с половиной миллиарда лет. Если бы так же могли обновляться клетки человеческого организма, люди стали бы бессмертными. Увы, это невозможно: в 1961 году биологи Леонард Хейфлик и Пол Мурхед из Института Вистар в Филадельфии показали, что большинство человеческих клеток могут делиться не более 50 раз.

Клеточная смерть

Почему так происходит, стало понятно, когда ученые расшифровали механизм копирования ДНК. Главную роль в этом процессе играет белок полимераза. Представим молекулу ДНК как застежку-«молнию». В процессе копирования она «расстегивается», затем полимераза достраивает левую половинку для правой части «молнии» и правую половинку — для левой, после чего получается две «молнии». К сожалению, «копировальная машинка» несовершенна: из-за ограничения на молекулярном уровне она не может скопировать кончик одной из нитей. Поэтому после каждого деления ДНК укорачивается. Сначала это не причиняет вреда, так как на концах нитей находятся теломеры* * От греч. telos — конец и meros — часть, концевые участки хромосом. — повторяющиеся бессмысленные фрагменты ДНК, которые укорачивать «не жалко». Тем не менее, если клетка продолжает делиться, может настать момент, когда теломер больше нет. Это приводит к повреждению ДНК, которое замечают клеточные механизмы и отдают клетке биохимический приказ «покончить жизнь самоубийством». Иначе она может переродиться в раковую.

У бактерий проблемы укорачивания не возникает, потому что их ДНК завернута в кольцо, у которого, как известно, «нет конца». Однако и в человеческом организме есть клетки, которые могут делиться неограниченно: это клетки, производящие сперматозоиды, стволовые клетки и… клетки раковых опухолей. Еще в 1971 году советский ученый Алексей Оловников выдвинул идею, что существует специальный белок, который умеет восстанавливать теломеры, даруя клетке бессмертие. Olovnikov A.M. A theory of marginotomy. The incomplete copying of template margin in enzymic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J. Theor. Biol. 1973, Sep 14;41(1):181-90. Догадка Оловникова оказалась правильной, хотя он не определил структуру теломер и не выделил восстанавливающий их белок. Именно это спустя годы сделали Блекберн, Грейдер и Шостак.
В 1980 году Элизабет Блекберн, работая в Беркли, проанализировала кончики ДНК из хромосомы лабораторной инфузории Tetrahymena и обнаружила в них повторяющуюся последовательность «букв» генетического кода — нуклеотидов.
Этот результат привлек внимание Джека Шостака из Гарварда, который бился над другой проблемой — пытался «перепрограммировать» клетку дрожжей, вводя в нее различные последовательности ДНК, но каждый раз его «искусственные хромосомы» быстро разрушались. Хотя и инфузории, и дрожжи являются одноклеточными, они имеют сложные хромосомы с теломерами. У Шостака возникла идея присоединить последовательность, обнаруженную Блекберн, к своим мини-хромосомам, и в 1982 году совместный эксперимент Шостака и Блекберн увенчался успехом: «искусственные теломеры» от Блекберн защищали «искусственные хромосомы» Шостака от деградации внутри клетки дрожжей. Еще через два года студентка Блекберн Кэрол Грейдер выделила белок, существование которого было предсказано Оловниковым, — этот белок восстанавливал укороченные теломеры. Блекберн и Грейдер назвали его «теломераза».

Эликсир бессмертия

Открытие теломеразы вызвало ажиотаж. В конце 80-х многие полагали, что, наконец, найден эликсир бессмертия, вещество, которое может предотвратить смерть клеток и каким-то образом наладить самовозобновление человеческого организма. К сожалению, довольно скоро стало понятно, что старость — слишком сложный процесс, чтобы победить его одним эликсиром. Специалист по старению Джей Ольшанский* * См. The New Times, № 34 от 25 августа 2008 г. статья "Лекарство от смерти" относится к перспективам применения теломеразы против старения скептически. Ученые еще не до конца понимают сложные механизмы регуляции генов в клетке, и слишком высок риск вызвать у пациента образование раковой опухоли. С другой стороны, свойство раковых клеток вырабатывать теломеразу дает возможность нахождения лекарства против рака. Над одним из таких лекарств — ингибитором теломеразы, мешающим росту опухоли, — сейчас работает компания Geron Corporation. Джей Ольшанский также не исключает, что, возможно, благодаря открытию теломеразы настанет время, когда «мы сможем регенерировать ткани, приводя их в более здоровое состояние».

Панчул Ю. // Новое время. – 2009. - № 36.

Фирма гарантирует бессмертие.

Русские энтузиасты крионики могут заморозить весь мир

В начале мая информационные агентства разнесли весть: в России создана первая фирма по криосохранению (то есть замораживанию) тел умерших с перспективой их последующего воскрешения. Репортажи о фирме "Криорус" - то иронические, то вполне серьезные - появились на страницах многих газет и журналов, прошли по ТВ.

Ну а все-таки, реальны ли возможности современной науки по воскрешению "замороженных" мертвецов или это новый способ "сравнительно честного отъема денег" у доверчивых граждан? За ответом на этот вопрос "Известия" отправились на станцию Алабушево.

Здесь, на улице Центральной, за высоким бетонным забором стоит обшарпанное здание бывшей поселковой школы. В нем живут бежавший от шума и загазованности большого города Владимир Алексеевич и его семейство. Владелец здания - один из учредителей фирмы "Криорус" - совершенно безвозмездно сдал ей одну из комнат. Это даже не офис - пока фирма обходится без него, а просто место для хранения, если хотите, склад людей будущего. Впрочем, держать сосуд Дьюара - большую металлическую емкость с жидким азотом, где хранится головной мозг первых двух клиентов фирмы, можно и в другом месте - это не вопрос.

Главными вопросами, которые ставят перед собой девять молодых и не очень молодых людей, основавших частную фирму, являются совсем другие.

- Все мы - сторонники трансгуманизма и иммортализма, - просвещает нас генеральный директор фирмы 25-летний Данила Медведев. - Мы уверены, что человечество достигнет бессмертия уже к середине ХХI века. И чтобы этот процесс ускорить, человечеству надо уже сегодня начинать 4 мега-проекта. Бессмертие с помощью крионики - только один из них.

Три остальных мега-проекта - сеттлеретика (перевод человеческого сознания в компьютерную форму), создание наноассемблера (прибора, который сможет прямо из химических элементов собирать все что угодно: от продуктов питания до космического лифта на орбиту), а также создание искусственного разума. Ни один из них Данилу своей сложностью не смущает. Юноша, с успехом закончивший физико-математический лицей в Санкт-Петербурге, затем Институт международного менеджмента, защитивший кандидатскую диссертацию, абсолютно уверен в торжестве науки.

Его единомышленники - настоящие ученые, бывшие бизнесмены, владелец успешной частной клиники и просто отдельно взятые романтики - эту веру разделяют. Они не только готовы посвятить пропаганде бессмертия свою жизнь, но и сами хотят быть после смерти замороженными, чтобы воскреснуть, как только это станет возможным.

В США идеи крионики (замораживания с последующим воскрешением) появились в середине прошлого века. Сейчас там действуют несколько подобных фирм, в них заморожены уже 150 человек, еще полторы тысячи заключили контракты о замораживании в случае смерти. Есть их филиалы в Великобритании, есть энтузиасты в Германии. В Швейцарии разработан проект клиники, которая будет предоставлять услуги по эвтаназии и крионированию одновременно: все-таки замораживать живых как-то надежнее, чем мертвых.

У "Криоруса" пока возможностей хранить тела нет. В сосуде Дьюара хранят головной мозг 60-летнего М., умершего от рака простаты, и 79-летней учительницы Лидии Ивановны Федоренко, чье крионирование организовал ее внук физик Даниил. Мозг бабушки в присутствии внука и Данилы Медведева извлек из черепа служитель морга. Сам Даниил и его мама Галина Ивановна после смерти тоже решили заморозиться.

Вера в возможность воскресить человека после размораживания мозга основана на предположении, что в нем сохранится личность, то есть вся та совокупность информации, которая "записана" в структурах нейронных сетей. Эти структуры, считают некоторые ученые, распадаются не сразу после смерти. И если их сохранить, то рано или поздно наука сможет эту информацию извлечь. Нанороботы величиной с молекулу либо отремонтируют, омолодят и оживят клетки покойного, либо соберут из белков и прочих составляющих его новую биокопию, а затем в новый мозг перепишут прежнюю личность. Либо эту информацию можно будет оцифровать, перевести в компьютерную форму, и человек будет продолжать жить в виртуальном мире, где получит и органы чувств, и эмоции, и впечатления, и т.п. Оптимисты считают, что это будет возможно уже через 30 лет, пессимисты - что через 50. Самые осторожные называют срок в 200 лет.

Сколько все это будет стоить, кому будет доступно, зачем жить вечно - на все эти вопросы у трансгуманистов ответы есть. И ответы оптимистичные. В проекте договора, который фирма разрабатывает для будущих клиентов, так и написано: "... Исполнитель должен принять все возможные меры, чтобы оживить и вылечить пациента..."

Обращает на себя внимание тот факт, что лидируют в мировой крионике наши бывшие соотечественники: в двух крупнейших американских фирмах руководящие научные посты занимают Юрий Пичугин и Сергей Шелег, в Германии - уроженец России Ойген (Евгений) Ляйтль, даже сам главный идеолог хладобессмертия американец Роберт Эттингер имеет русские корни. Видать, рифмуется эта идея и с нашей широтой, и с нашими морозами.
Черт побери! А что, если они правы?

"Отморозки", дающие надежду

Нулевую и даже минусовую температуру благополучно переносят многие живые существа - от вирусов до змей, лягушек и даже теплокровных животных, например, золотистые хомячки. Для человека смертельным считается понижение температуры тела до плюс 26 градусов. Однако наукой накоплены сотни свидетельств того, что возможности живого намного превышают средние биологические пределы.

Ученые компании "Биотайм" (США) с помощью криопротекторов охладили обезьян бабуинов до минус 1 градуса и затем успешно оживили их.
В марте 1960 года в степи замерз 29-летний тракторист Владимир Харин. Когда его привезли в Актюбинскую больницу, его тело было полностью неподвижным, при постукивании издавало "деревянный" звук. Тем не менее врач П. Абрамян при помощи теплых ванн, обертываний и т.п. сумел оживить тракториста, который отделался лишь ампутацией пальцев рук.

В 1970 году в Токио замерз водитель рефрижератора Масару Сайто, за которым случайно захлопнулась дверь. Когда его нашли, японец не подавал признаков жизни: кроме температуры минус 10 градусов в рефрижераторе была еще и высокая концентрация углекислого газа от испаряющегося сухого льда. Возможно, именно это и позволило врачам вернуть его к жизни.
38 минут подо льдом провел 18-летний американский студент Брайан Конинхэм, после чего был успешно оживлен.

В 1987 году полчаса провел подо льдом семилетний Витя Блудницкий из Гродненской области. К жизни его удалось вернуть после получасового искусственного дыхания и непрямого массажа сердца.
40 минут находился под ледяной водой пятилетний норвежец Вегард Слетелунен. Когда его достали, у мальчика не было ни дыхания, ни биения сердца. Однако после реанимационных мероприятий дыхание и сердцебиение восстановились. Через двое суток мальчик пришел в сознание и спросил: "Где мои очки?"

Не дожил до bessmertiya

Одним из самых ярких сторонников трансгуманизма и иммортализма в России был Дмитрий Рязанов, создатель сайта bessmertie.ru. На этом сайте встречаются единомышленники, обмениваются идеями, спорят, придумывают разные проекты типа "Криоруса". К сожалению, недавно Дмитрий скоропостижно умер, прожив всего 34 года. Единомышленники узнали об этом с опозданием, поэтому заморозить своего лидера не сумели, о чем скорбят до сих пор.

История крионики

XVII век - первые эксперименты по замораживанию и последующему оживлению рыб, земноводных, червей и пр.

Начало XVIII века - Антони ван Левенгук открыл возможность "приостановки жизни", наблюдая червей-коловраток.

1873 г. - немецкий ученый Вильгельм Прейер предложил термин "анабиоз" ("возврат к жизни").

Начало ХХ века - русский физик Бахметьев планировал эксперименты по замораживанию млекопитающих, но их прервала его внезапная смерть. Шведский ботаник Лиффес и русский ботаник Максимов открыли возможность использовать глицерин как криопротектор.

1960-е годы - американский физик Роберт Эттингер формулирует основные принципы крионики. В 1964 году он опубликовал книгу "Перспективы бессмертия".

1962 год - американец Эван Купер написал книгу "Бессмертие: физическое, научное, сейчас", утверждая, что на это его вдохновила пьеса Владимира Маяковского "Клоп".

1965 год - в Нью-Йорке создано первое крионическое общество.

1967 год - первое замораживание покойника по всем правилам. Им стал профессор психологии Джеймс Бедфорд.

1971 год - президент Французского крионического общества Анатоль Долинов приезжал в СССР и встречался с ведущим советским реаниматологом Владимиром Неговским. Тот дал согласие быть одним из учредителей Европейской крионической корпорации, но проект не был реализован.

1972 год - в Харькове создан Институт проблем криобиологии и криомедицины АН СССР (ныне - Национальной академии наук Украины).

2005 год - в России начала действовать компания "Криорус".

БАТЕНЁВА Т. // Известия. – 2010. – 6 сентября.

Как делают нанорешето

Лаборатории и производственные сооружения, высокотехнологичное медицинское оборудование, расходные материалы, методические рекомендации для мембранного лечебного и донорского плазмафереза... Внедрение новой технологии в медицинскую практику - огромнейший комплекс работ, на которые не всякий решится.

Как сказал один из дубнинских физиков Павел Юрьевич Апель: «производство мембранных фильтров - плод деятельности людей отважных».

В подмосковной Дубне 13 марта был заложен завод нанопродукции «Бета» — проект компании «Трекпор технолоджи», в финансировании которого участвует госкорпорация «Роснано». Это второй подобный завод в России; первый — «Альфа Трек-пор технолоджи», — работает там же, в Дубне, он стал успешной «пробой пера» новой нанотехнологии. Через два года завод «Бета» начнёт выпуск полутора миллионов мембранных на-нофильтров в год и полутора тысяч аппаратов для плазмафереза крови «Гемофеникс».

А 20 марта стало известно, что создателям технологии и оборудования для плазмафереза с помощью мембранных нанофильтров присуждены премии Правительства Российской Федерации 2008 г. в области науки и техники.

Трое из девяти лауреатов живут и работают в Дубне. Это Павел Апель, заместитель начальника Центра прикладной физики ЛЯР ОИЯИ, доктор химических наук; профессор Юрий Денисов, советник дирекции ОИЯИ, доктор технических наук; Дмитрий Щёголев, заместитель генерального директора ЗАО «Трекпор технолоджи». Именно здесь с идеи получения трековых мембран на ускорителях начинался длинный путь к выпуску аппаратов для плазмафереза в промышленных масштабах. Саму же уникальную технологию трековых мембран — нанорешета, сквозь которое просеивают кровь при плазмафе-резе — разработали в ЛЯР ОИЯИ ещё в 70-е гг. прошлого столетия.

ЛЯР — Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н.Флёрова;

ОИЯИ — Объединённый институт ядерных исследований.

Трек - это сквозная дыра? Те, кто не забыл школьную физику, знают, что трек — это след элементарной частицы. Но не надо думать, что трековые мембраны получаются в тот самый момент, когда пучок тяжёлых ионов, производимых ускорителем, сталкивается с полимерной плёнкой. Да, частицы оставляют в ней треки или, как иначе говорят физики, каналы радиационного повреждения. Но эти каналы не сквозные. То есть треки — это ещё не поры.

— Дело в том, — рассказывает Павел Апель, — что ион, попадая в толщу полимера, на своём пути рвёт его молекулы на кусочки. Некоторые кусочки оказываются газообразными. Улетучиваясь, они образуют не связанные друг с другом нанопустоты в виде отдельных маленьких пещерок по ходу иона. Надо ещё учесть, что в любом полимере вследствие неидеальной укладки его макромолекул изначально есть нанопустоты; их количество как свойство каждого полимера характеризуется понятием «свободный объём». Треки ионов существенно увеличивают свободный объём полимера. Чтобы убрать кусочки разорванных молекул и объединить нанопустоты, формируя из них сквозные поры заданного размера, необходимо после облучения плёнки провести её химическое травление.

Обычно для трековой мембраны выбирают возможно более плотный полимер, чтобы получающиеся поры сильнее отличались от структуры основного вещества: чем сильнее трек отличается от состава материала, тем лучше качество мембраны.

Технологически всё выглядит так. Рулон плёнки, автоматически перематываясь с одного вала на другой, в специальной камере облучается ионами, поступающими от ускорителя. Здесь задаётся плотность пор на квадратном сантиметре. Поры распределяются по площади полимера, как ионы в пучке — вероятностным образом.

Затем плёнка проходит стадию фотосенсибилизации — обрабатывается ультрафиолетовым излучением. Его воздействие на остатки разорванных молекул в треках ускоряет последующее химическое травление. Меняя в процессе травления режим химической обработки — температуру, концентрацию или время обработки химическим веществом, можно задавать необходимый размер пор в мембране. На одной и той же установке мы делаем мембраны с порами 30 или 50 нм, 4 или 7 мкм. То есть на стадии химической обработки можно варьировать диаметр пор в диапазоне нескольких порядков.

По плёнке бьют залпами ионов инертных газов. Почему именно ими? «Мы берём ионы инертных газов по многим причинам, — поясняет Павел Апель. - Эти частицы удобны тем, что в силу химической инертности ничего не портят в ионном источнике и мишени».

Плазмаферез - удаление из организма части плазмы крови с содержащимися в ней вредными веществами. В основе метода мембранного плазмафереза лежит разделение крови на фракции с помощью плазмофильтра. Плазмофильтр -это одноразовое стерильное устройство, состоящее из множества пористых трековых мембран. Поры мембраны фильтруют кровь, отделяя плазму от остальных компонентов крови. Таким образом, во время прохождения крови через плазмофильтр плазма, содержащая вредные и балластные вещества, из крови удаляется, а другие элементы крови возвращаются в вену вместе со специальным плазмозамещаю-щим раствором.

Плазмаферез широко используется в клинической практике. Он рекомендован при лечении более 200 заболеваний. Как эффективный метод детоксикации, плазмаферез широко используется в кардиологии, токсикологии, дерматологии, косметологии, при лечении инфекционных болезней, болезней внутренних органов и органов дыхания.

// Техника – молодежи. – 2009. - № 10.

Blog

Муниципальное бюджетное учреждение культуры города Новосибирска