Неминучість старіння довели математично

Опубликованно 15.11.2017 00:38

Розрахунки еволюційних біологів з університету Арізони показали, що старіння багатоклітинних організмів неминуче.

Математична модель, побудована вченими, продемонструвала, що в многоклеточном організмі зниження життєздатності клітин в перспективі є тільки одна альтернатива — рак. Стаття опублікована в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

У своїх міркуваннях вчені відштовхувалися від двох популярних генетичних теорій старіння: теорії накопичення соматичних мутацій і теорії антагоністичної плейотропії.

Перша з них, як випливає з назви, свідчить, що старіння відбувається в результаті накопичення мутацій в ДНК в процесі життя.

Друга теорія передбачає, що деякі гени мають плейотропний (неоднозначне) ефект на пристосованість організму: в молодому віці ці гени, або їх певні алелі, збільшують репродуктивний успіх, і тому підтримуються відбором, однак з віком починають негативно впливати на пристосованість.

Обидві ці теорії мають на увазі існування певних генетичних варіантів, пов'язаних зі старінням. Якщо уявити існування досить сильного відбору проти цих варіантів, в процесі еволюції можливо отримати якийсь "безсмертний генотип". В іншому випадку, клітини неминуче деградують з різних причин — наприклад, в результаті поступового накопичення неправильно згорнутих білків і видалення епігенетичних міток.

Для здійснення відбору необхідна межклеточная конкуренція, яка існує в спільнотах одноклітинних організмів. Проте в рамках многоклеточного організму межклеточная конкуренція обмежена необхідністю підтримувати якісь функції, корисні для організму в цілому. Автори роботи визначають це обмеження як кооперацію і розуміють, що кооперація асоційована з поступовим зниженням життєздатності окремих клітин за рахунок відсутності відбору. У той же час наявність відбору на пристосованість неминуче призводить до зниження рівня кооперації і до утворення ракових клітин.

Логіку моделі можна коротко пояснити так: якщо в многоклеточном організмі між клітинами не буде конкуренції, вони неминуче постаріють і помруть. Однак якщо конкуренція буде, в перспективі виграють змагання безсмертні ракові клітини, які ростуть за своїми законами і не рахуються з потребами організму.

Самі автори визнають, що їх модель має обмеження, наприклад, передбачає, що між пристосованістю і кооперацією немає позитивної кореляції, в той час як у більш складних системах вона може бути.

Ми розповідали про те, що у людей ознаки старіння мозку виявляються вже в молодості, а максимальну тривалість людського життя на підставі статистичних даних обмежили 115 роками.

Категория: Наука