6. Клонирование животных и проблема старения
Если ядро клетки кожи пересадить в цитоплазму оплодотворённой яйцеклетки, то ядро начинает делиться и даёт начало новому организму-клону. Так, в ходе экспериментов ядро из старой клетки кожи породистой овцы возрастом 6 лет пересадили в цитоплазму оплодотворённой яйцеклетки (из которой предварительно, было удалено ядро) обычной овцы. В результате, ядро кожи начало делиться и через определённый промежуток времени у овцы – приёмной мамы родился ягнёнок - клон породистой овцы. Клон получил имя Долли.
NB! Обратите внимание! Старение – это программа. И программа - обратимая! Т.е. эту программу можно отключить! Например, как в случае с ядром старой клетки кожи. Но, такие эксперименты часто плохо заканчиваются для организма. Например – раком. Поскольку программу старения можно отключить; но, поломки в клетках при этом остаются! И Часто это заканчивается их раковым перерождением!
Овечка-клон Долли прожила только 6 лет и умерла от преждевременного старения. Причины: биологический возраст клеток кожи, из которых было взято ядро. Недавно было выяснено, что причины преждевременного старения клонов – это не только более коротки концы ДНК, взятой из старых клеток кожи, но и другие повреждения в ДНК стволовых клеток, вызванные стрессовыми условиями окружающей среды (в частности, процедурой оплодотворения в пробирке и т.д.).
Овечка Долли – организм-клон. Овечка Долли умерла от преждевременного старения из-за того, что для получения клона была взята клетка кожи взрослой овцы возрастом 7 лет. В старой клетке концы хромосом были укорочены, что и привело к преждевременному старению клона.
Дальнейшие исследования показали, что второй механизм старения (появившийся у теплокровных животных) – не укорачивает жизнь млекопитающим и птицам! Оказалось, что организмы стареют и умирают раньше, чем исчерпывается лимит Хейфлика! Почему? Из-за накопления поломок в стволовых клетках, вызванных стрессовыми условиями окружающей среды!
Таким образом, основная функция теломеразного механизма старения стволовых клеток – это защита теплокровных организмов от злокачественного перерождения стволовых клеток.
Микрофотография раковой клетки молочной железы. Раковые клетки являются потенциально бессмертными из-за повторного включения в работу гена теломеразы. Теломераза перед делением клетки наращивает концы хромосом бессмысленными повторами, что предотвращает укорочение хромосом и остановку деления клеток из-за опасного уровня повреждения их ДНК.
7. Причины разной длительности жизни у близкородственных организмов
В начале лекции мы сравнивали длительность жизни разных млекопитающих, птиц, рептилий, рыб и т.д. почему так различается продолжительность жизни даже у близкородственных групп организмов (например, храмовая черепаха – 9 лет, гигантская черепаха Aldabre – 250 лет и т.п.)?
Длительность жизни организма зависит от скорости накопления поломок в его стволовых клетках. А скорость накопления поломок в стволовых клетках зависит от способности стволовых клеток сбрасывать бракованные молекулы в одну из дочерних клеток, а также от их способности чинить повреждения в молекулах ДНК, белков и т.д. А это, в свою очередь, зависит от видовых особенностей ДНК организма.