ГЕРОНТОЛОГИЯ — ДЕЛО МОЛОДЫХ

Парадоксально, но геронтологией — наукой о старении живых организмов — часто занимаются люди, для которых солидный возраст — весьма далекая перспектива. Так, один из ведущих отечественных ученых-геронтологов профессор РАН Алексей Москалев (Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар) в 2004 году стал самым молодым — 27-летним —  доктором биологических наук в России. А в нынешнем году его 29-летняя ученица Е.Н. Прошкина получила премию Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за вклад в развитие генетики продолжительности жизни и старения. Это не первая престижная награда молодой исследовательницы, автора около 100 научных работ, в том числе опубликованных в ведущих российских и зарубежных журналах, а также одной монографии и главы в книге, изданной «Springer». В составе авторского коллектива она дважды становилась лауреатом Премии Правительства Республики Коми в области научных исследований (2010, 2013), была отмечена медалью имени профессора В.И. Корогодина за лучшую работу в области биологических наук на международном конкурсе (2010).

С февраля, когда стало известно о присуждении президентской премии, Екатерина Прошкина дала десятки интервью. Пришло время для обстоятельного разговора с ней в «Науке Урала». И начали мы с традиционного вопроса:

— Биологией я начала увлекаться с раннего детства. Любовь к этой науке мне привили старший брат Сергей Плюснин (он тоже биолог по образованию и сейчас работает в Институте естественных наук Сыктывкарского государственного университета) и школьная учительница биологии Надежда Геннадьевна Стрелова. Я любила бывать на природе, рассматривать животных и растения, работать с микроскопом, посещала натуралистические кружки и участвовала в районных и городских олимпиадах. Поэтому выбор специальности был неслучаен. В 2008 году я поступила на химико-биологический факультет Сыктывкарского государственного университета. Там же познакомилась с моим научным руководителем А.А. Москалевым. Тема старения меня интересовала и раньше, но именно работа с Алексеем Александровичем помогла мне сделать выбор в пользу геронтологии. После окончания университета я поступила в аспирантуру Института биологии Коми НЦ УрО РАН. В 2011 году защитила кандидатскую диссертацию в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН. И с тех пор тружусь в лаборатории молекулярной радиобиологии и геронтологии ИБ Коми НЦ, которую возглавляет А.А. Москалев.

Тема старения затрагивает каждого из нас. Рано или поздно любой человек начинает ощущать на себе, что это такое. И, конечно, хотелось бы найти способ замедлить этот процесс или вовсе остановить. Я думаю, что, по крайней мере, первую задачу решить вполне реально, но для этого нужно хорошо понимать, какие процессы лежат в основе старения и на какие из них можно воздействовать, чтобы контролировать ее скорость.

— Мы изучаем моле-кулярно-генетические механизмы старения и устойчивости организма к различным повреждающим воздействиям, а также фармакологические способы их коррекции. Например, скорость старения организма во многом зависит от активности генов, отвечающих за обнаружение и восстановление повреждений ДНК. Они не только обеспечивают защиту отдельных клеток от негативных воздействий, нарушающих целостность генетического аппарата, но и участвуют в процессах, определяющих продолжительность жизни и возникновение возрастных заболеваний — рака, иммунных расстройств, сахарного диабета 2-го типа и других.

Мы работаем с традиционным модельным объектом генетиков — плодовой мушкой дрозофилой. Для исследователя она обладает массой достоинств: быстро размножается, имеет короткий жизненный цикл — всего два-три месяца, на протяжении которых можно отследить происходящие в организме процессы от рождения до смерти.  К тому же геном дрозофилы на сегодняшний момент уже достаточно хорошо изучен, и существует несколько методов, позволяющих изменять активность отдельных генов в нужную сторону. 

Нам удалось показать, что активация генов, необходимых для поддержания целостности ДНК, продлевает жизнь дрозофилам на 70%. При этом не было выявлено ухудшение каких-либо других параметров, например, репродуктивных функций. Это действительно хороший результат, ведь мы впервые в мире обнаружили, что повышенная активность генов восстановления повреждений ДНК может продлевать жизнь почти в два раза без видимых негативных побочных явлений.

— Мы часто используем линии дрозофил с измененным геномом (например, с дополнительными копиями интересующего гена). Однако для человека этот метод, конечно, имеет много ограничений. Самый доступный способ стимулировать защитные системы организма и контролировать связанные со старением гены и механизмы — это использование фармакологических препаратов. Мы занимаемся поиском веществ, которые способны стимулировать гены, отвечающие за «ремонт» ДНК. Это могут быть как лекарственные препараты, так и более щадящие для организма биологически активные вещества растительного происхождения. Например, хорошие результаты показало исследование пигмента бурых водорослей — фукоксантина. Его применение на дрозофилах и нематодах привело к увеличению длительности жизни практически в 1,5 раза и действительно сопровождалось активацией генов, необходимых для защиты от свободных радикалов, восстановления структуры ДНК и белков.

— Продолжительность жизни организма определяется как внутренними, так и внешними факторами. Первые связаны с эффективностью поддержания нормальной структуры ДНК и белков, с обменом веществ и ростом клеток и организма в целом, с воспалением и другими процессами. Но организм испытывает и разнообразные внешние воздействия, которые могут как ускорять, так и замедлять процесс старения. Например, малые дозы ионизирующих излучений вызывают широкий спектр биологических эффектов, к которым относятся радиационный гормезис (благоприятное воздействие облучения), радиоадаптивный ответ (адаптация к последующему интенсивному радиационному воздействию), гиперчувствительность (негативное воздействие, превышающее ожидаемое). Мы представили доказательства участия генов, отвечающих за целостность ДНК, в формировании этих эффектов. Вместе с коллегами я также изучала изменение активности всех генов организма в ответ на химические загрязнители (диоксин, толуол, формальдегид) и окислитель паракват, на радиацию и изменение температуры, на гипергравитацию, голодание и обезвоживание, на бактериальные и грибковые инфекции. Мы составили список генов, специфично реагирующих на эти воздействия, и генов, которые обеспечивают ответ на широкий спектр факторов. Благодаря этой работе можно оценить риски воздействия повреждающих агентов и создать чувствительные биосенсоры, способные эффективно и быстро обнаруживать загрязнения окружающей среды.

— Вообще эти закономерности отличаются, выражаясь научным языком, высокой эволюционной консервативностью. Поэтому генетические механизмы старения дрозофилы во многом схожи с механизмами старения человека. Тем более что у плодовой мушки около 80 % генов аналогичны генам человека.

— В общем, да. Но важно понимать, что организм каждого человека индивидуален, и те факторы, которые становятся первостепенной причиной старения одного, будут менее существенными для другого. Поэтому очень важно подбирать препараты для замедления старения персонально для каждого с учетом его «слабых сторон». Если грамотно стимулировать защитные силы организма, вовремя обнаруживать «поломки» и корректировать их, то вполне возможно продлить полноценную здоровую жизнь на несколько десятков лет.

Интенсивные научные исследования Екатерина Прошкина сочетает с преподаванием на кафедре экологии Института естественных наук Сыктывкарского государственного университета: читает лекции, в том числе авторский курс «Стресс-реакции клетки», ведет лабораторные занятия и руководит курсовыми и дипломными работами студентов. Так что ряды российских геронтологов будут пополнять все новые молодые силы. И вполне вероятно, что у них появится реальная возможность воспользоваться результатами собственных исследований.