Митохондрия

О том, как бывшая бактерия может изменить наше понимание материнства

Почему из всех органелл клетки я выбрал именно митохондрию? Возможно, мне понравилось её название, напоминающее грузинскую фамилию: «Зураб Митохондрия зовёт тебя хачапури и хинкали кушать…» Шучу.

На самом деле митохондрия привлекла меня тем, что с ней связано сразу несколько интересных научных историй. Во-первых, её происхождение. Давным-давно некие бактерии решили, что им холодно и голодно жить в одиночестве и потому выгоднее поселиться внутри других организмов. В качестве арендной платы они обеспечивают хозяина энергией. В память о временах самостоятельности в митохондриях сохранился собственный геном, правда совсем маленький, относительно того, что есть в клеточном ядре.

В память о временах самостоятельности в митохондриях сохранился собственный геном.

Митохондриальная ДНК – любимый инструмент современных антропологов. Если кто забыл: при оплодотворении генетический материал, содержащийся в клеточных ядрах отца и матери, перемешивается, а митохондрии передаются от матери к детям в целости и сохранности. За счёт этого можно проследить цепочку на много тысяч лет. Появилось даже такое понятие, как Митохондриальная Ева. Эта некая условная барышня, жившая примерно 100–200 тысяч лет назад, от которой мы унаследовали митохондриальную ДНК. Другими словами, она оказалась единственной, чьи потомки по женской линии дожили до наших дней.

Но Митохондриальная Ева – это не более чем абстракция, которая нужна антропологам для популяризации своей науки. А вот митохондриальная мама – это куда серьёзней.

Есть класс болезней, которые возникают из-за неправильной работы генов, находящихся в митохондриях. Например, они влияют на развитие синдрома Лея – болезни центральной нервной системы, которая развивается в детстве и не поддаётся лечению. Ужас в том, что если эта штука прописалась в митохондриях матери, то её шанс родить здорового ребёнка минимален.

Некая пара из США, столкнувшись с этой проблемой, решила пойти на радикальный шаг. В Мексике (американские клиники не отважились на такой шаг) из яйцеклетки матери удалили её собственные митохондрии и подсадили здоровые от донора. 6 апреля 2016 года ребёнок появился на свет. Фактически у него две матери: одна – ядерная, другая – митохондриальная.

Фактически у него две матери: одна – ядерная, другая – митохондриальная.

И ещё про здоровье. Точнее – про борьбу со старостью. Есть много гипотез, объясняющих, почему организм с возрастом дряхлеет и умирает. Есть версия, что это каким-то образом запрограммировано в наших клетках. И если можно эту программу как-то остановить, значит, есть шансы продлить жизнь человеку.

Академик Владимир Скулачёв развивает теорию, согласно которой главным способом замедления, а то и вообще отмены старения должно стать воздействие именно на митохондрии: можно замедлить или вовсе отметить биохимическое самоубийство клетки, если определённым образом воздействовать на митохондрии, снижая в них активность свободных радикалов. Как объясняется на его портале:

«…Активные формы кислорода (АФК) – подходящие кандидаты на роль «самурайского меча», используемого организмом, решившим совершить биохимическое самоубийство. Даже если они и не являются главной, непосредственной причиной старения, то, безусловно, принимают непосредственное участие в этом процессе.

<…>

Фактически мы носим в своих митохондриях потенциальный генератор сильнейшего яда, который легко может убить наши клетки и нас самих вместе с ними. Такая катастрофа произойдёт даже не из-за прямого токсического действия АФК, а вследствие запуска процессов апоптоза или некроза, мощными индукторами которых служат АФК.

Следовательно, митохондриальные АФК являются привлекательным кандидатом на роль «мишени», поразив которую можно было бы отменить биохимический механизм самоубийства».

Разработанные на основе его теории «митохондриальные» препараты уже продаются в аптеках. Правда, пока они предназначены не для борьбы со старением всего организма, а только для омоложения кожи и лечения некоторых глазных болезней. Но это тоже неплохо.

Открытые вопросы:

• К каким этическим и юридическим проблемам может привести развитие технологии «митохондриальной мамы»?

• Действительно ли можно замедлить или даже остановить старение, воздействуя на митохондрии?

Нано

О том, что случается с важными технологиями

Эта главка будет маленькой. Конечно, не миллиардные доли страницы, но покороче остальных. И я не собираюсь пересказывать основы нанотехнологий, про это и так написано немало популярных книжек и статей. Мне хочется рассказать об истории нано как о типовой биографии научно-технологического направления.

Мне хочется рассказать об истории нано как о типовой биографии научно-технологического направления.

Этап первый. Технология рождается в Древнем мире. Я сейчас, например, говорю про дамасскую сталь, которую ковали предшественники сирийских боевиков в далёком Средневековье. Современные учёные нашли в ней углеродистые наноструктуры, напоминающие те, что сейчас проходят под биркой «инновационное производство».

Этап второй. В воду брошен первый камень. На дворе 1959 год. Будущий нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман читает лекцию под названием «Там внизу ещё полным-полно места» (кусочек этой фразы я использовал в предисловии – вы же заметили?). В своей лекции учёный рассказывает о перспективах создания роботов, способных манипулировать отдельными атомами. Правда, в те годы мало кто обратил внимание на это выступление, благо были дела поважнее – атомную бомбу доработать, в космос ракету запустить и т. д.

Этап третий. Ручеёк общественного интереса превращается в бурную реку. Само слово «нанотехнологии» появилось лишь в 1974 году, а привлекательность у западной публики оно начало обретать в 80-х, благодаря инженеру и популяризатору Эрику Дрекслеру с его книгой «Машины созидания: Грядущая эра нанотехнологий».

Слагаемые успеха:

– уникальное название (правда, до сих пор нет чётких границ, где «нано-», а где нет);

– обещание нового мира: лечение болезней, прочные и лёгкие материалы, революция в транспорте, строительстве, коммуникациях и прочих областях;

– призрачная угроза того, что весь мир превратится в «серую слизь», если нанороботы выйдут из-под контроля и начнут делать таких же роботов из всей окружающей материи.

Этап четвёртый. Волна доходит до российской публики. В 90-х научные журналисты наперебой рассказывают о том, как мы счастливо будем жить, когда засунем приставку «нано-» во всё, что можно. Публика внимает и слегка восторгается. «Нано» становится модным, производители лепят это слово повсюду – от цемента до носков.

Этап пятый. Волна доходит до российских властей. 26 апреля 2007 года в послании Федеральному собранию Владимир Путин назвал нанотехнологии одним из наиболее приоритетных направлений развития науки и техники. Вскоре появляется корпорация «Роснанотех», превратившаяся позже в АО «Роснано». Нанотехнологии начинают пропагандироваться на государственном уровне. Среди публики начинает распространяться скепсис, тем более что главным по этому вопросу назначен Анатолий Чубайс. Анекдоты льются рекой:

«Депутат сообщил, что российские нанотехнологии обогнали США и Японию на 10 лет и скрылись в неизвестном направлении.

<…>

На деньги, выделенные на нанотехнологии, было напечатано 10 миллионов плакатов «Слава нанотехнологиям!»

<…>

Левша – первый русский нанотехнолог…

<…>

Только в России додумались назвать процесс отмывания бюджетных денег «нанотехнологией».

<…>

– Папа, а что такое российские нанотехнологии?

– Это когда из бюджета отпускаются миллиарды, а производимые частицы столь малы, что их никто и никогда ни в один микроскоп не увидит».

Этап шестой. Время обманутых ожиданий. Выясняется, что добавка «нано-» не обеспечивает тотального счастья. Всем кажется, что вместо океана оказались лишь небольшие лужи. Таблетка от всех болезней так и не появилась, машины продолжают жрать бензин, а дороги почему-то приходится ремонтировать. Да, и во всём виноват Чубайс.

Таблетка от всех болезней так и не появилась, машины продолжают жрать бензин, а дороги почему-то приходится ремонтировать. Да, и во всём виноват Чубайс.

Этап седьмой. Фантастическая наука превращается в обыденный бизнес. Слово «нано» чаще употребляется не в контексте новейших технологий, а в связи с коммерческими скандалами, дележом собственности, обвинениями в растрате средств. Это, как ни странно, хороший знак – если есть, что делить, значит, идеи учёных могут приносить реальную пользу, конвертируемую в деньги.

Этап восьмой. На море спокойно. Нанотехнологии постепенно занимают своё место. Оказывается, это не панацея от всех проблем человечества, как утверждали восторженные популяризаторы. Но и не пустышка, как говорили скептики. Они решают локальные задачи: где-то повысить эффективность на пять процентов, где-то снизить себестоимость на одну десятую. Возможно, они способны в итоге привести и к коренным изменениям в определённых областях. Но происходить это будет медленно и незаметно для нас – обывателей. А лет через двадцать мы оглядимся вокруг и поймём, как изменили мир эти пресловутые «нано-»…

Ой… Кажется, эта главка получилась не такой короткой, как я обещал в начале. Но и не такой длинной, как многие другие. Прогноз не до конца сошёлся с реальностью. Так бывает не только с технологиями.

Открытые вопросы:

• Можно ли уверенно говорить о том, что развитие каждой крупной технологии подчиняется одним и тем же законам и проходит одни и те же этапы?

• В какой степени изначальные ожидания от нанотехнологий оправдались, а в какой – оказались обманутыми?

• В каких сферах жизни нанотехнологии произведут революцию, а в каких лишь приведут к мелким улучшениям?

• Во всём ли виноват Чубайс?