Nauka o komórkach, które nigdy się nie starzeją

Co sprawia, że ciało się starzeje, skóra się marszczy, włosy siwieją, a system immunologiczny słabnie? Biolog Elżbieta Blackburn dzieli nagrodę Nobla za pracę udzielającą odpowiedzi: odkrycie telomerazy, enzymu, który odnawia nasady na końcu chromosomów rozpadających się podczas podziału komórek. Dowiedz się więcej na temat badań Blackburn, włączając to, jak zwiększyć kontrolę nad procesem starzenia.

Gdzie zaczyna się koniec?

Dla mnie wszystko się zaczęło
z tym małym kolegą.

Ten uroczy organizm...

- myślę, że jest uroczy -

nazywa się Tetrahymena
i jest jedno-komórkową istotą.

Jest również znany jako glon.

Tak, moja kariera zaczęła się od glonu.

Nikogo nie zaskoczyło,
że zostałam naukowcem.

Dorastając daleko stąd,

jako mała dziewczynka
byłam na zabój ciekawa

wszystkiego, co żyje.

Zwykłam podnosić śmiertelnie trujące
parzące meduzy i śpiewać do nich.

Na początku kariery

byłam na zabój ciekawa
fundamentalnych tajemnic

najbardziej podstawowych budulców życia,

i miałam szczęście żyć w społeczeństwie,
gdzie ta ciekawość była doceniana.

Ten mały glon, Tetrahymena,

pozwolił mi badać
fundamentalne zagadnienie,

które mnie najbardziej ciekawiło:

zbitki DNA w komórkach zwane chromosomami.

Ciekawiły mnie same końce chromosomów,

znane jako telomery.

Na początku poszukiwań wiedziałam tylko,

że to one pomagają chronić
końce chromosomów.

To było ważne podczas podziału komórek.

To było bardzo ważne,

ale chciałam odkryć,
z czego się składają telomery,

i do tego potrzebowałam ich wielu.

Tak się składa, że urocza mała Tetrahymena

ma dużo krótkich,
linearnie ułożonych chromosomów,

około 20 000,

a więc dużo telomerów.

Odkryłam, że telomery składają się
ze specjalnych segmentów

niekodującego DNA
tuż przy końcach chromosomów.

Ale jest pewien problem.

Każdy zaczyna życie
jako pojedyncza komórka.

Komórka dzieli się na dwie,
dwie na cztery, cztery na osiem

i tak dalej aż po 200 miliardów komórek,

które tworzą dorosły organizm.

Niektóre komórki muszą
się podzielić tysiące razy.

Nawet jak stoję tu przed wami,

moje komórki szaleńczo się regenerują,

żebym mogła tu stać.

Kiedy komórka się dzieli,
całe jej DNA musi zostać skopiowane

cale kodujące DNA w środku chromosomów,

ponieważ zawiera
niezbędne instrukcje operacyjne,

które utrzymują komórki w dobrym stanie.

Komórki serca biją stałym rytmem,

choć moje w tej chwili tego nie robią,

komórki immunologiczne

mogą zwalczać bakterie i wirusy,

a komórki mózgowe mogą zachować
wspomnienie pierwszego pocałunku

i uczyć się przez całe życie.

Ale w kopiowaniu DNA jest szkopuł.

To jeden z faktów życia.

Przy każdym podziale komórki
i kopiowaniu DNA

końce DNA zużywają się i skracają,

część DNA telomerów.

Wyobraź sobie skuwki w sznurówkach,

dzięki którym sznurówki,
bądź chromosomy, się nie strzępią.

Kiedy skuwka robi się za krótka - odpada

i zużyty telomer wysyła sygnał komórkom:

"DNA już nie jest chronione".

Wysyła sygnał: czas umrzeć.

Koniec pieśni.

Otóż wcale nie.

To nie może być koniec,

bo życie nie zniknęło z powierzchni ziemi.

Byłam ciekawa:

jeżeli zużycia nie da się uniknąć,

jak u licha Matka Natura

pilnuje nienaruszalności chromosomów?

Pamiętacie małą Tetrahymenę?

Choć to zakrawa na bzdurę,

jej komórki nigdy się
nie starzały ani nie umierały.

Ich telomery się nie skracały z czasem.

Czasem się wręcz wydłużały.

Tu działało coś innego

czego nie było w żadnym podręczniku.

Pracując w laboratorium z moją
niezwykłą uczennicą Carol Greider

- obie dostałyśmy Nobla za tę pracę -

zaczęłyśmy przeprowadzać eksperymenty

i odkryłyśmy, że komórki
rzeczywiście mają coś jeszcze.

Był to niewyobrażalny wcześniej enzym,

który mógł uzupełniać, wydłużać telomery.

Nazwałyśmy go telomerazą.

Po usunięciu telomerazy z glona

jego telomery zużyły się i umarły.

Czyli to dzięki obfitości telomerazy

glony nigdy się nie starzały.

To niesamowicie obiecująca wiadomość

od glona dla nas, ludzi,

bo okazuje się,

że kiedy ludzie się starzeją,
ich telomery się skracają,

i to właśnie skracanie nas postarza.

Mówiąc ogólnie, im dłuższe telomery,

tym lepiej dla ciebie.

To nadmierne skracanie telomerów sprawia,

że wyglądamy i czujemy się starsi.

Komórki skóry zaczynają obumierać

i zaczynam zauważać
drobne linie, zmarszczki.

Komórki pigmentu we włosach obumierają.

Pojawia się siwizna.

Komórki immunologiczne umierają.

Wzrasta zagrożenie chorobą.

Kumulatywne badania z ostatnich 20 lat

wykazały, że zużywanie telomerów

zwiększa ryzyko chorób układu krążenia,

Alzheimera, niektórych typów raka

i cukrzycy - właśnie te choroby,
od których najczęściej umieramy.

Trzeba się zastanowić.

Co się dzieje?

To wyczerpywanie,

pogarszanie wyglądu i samopoczucia.

Telomery szybciej przegrywają
walkę z wyczerpaniem.

Jeśli ktoś czuje się młodziej,

okazuje się, że ma dłuższe telomery

przez dłuższy czas,

co przedłuża wrażenie młodości

i obniża ryzyko, którego tak się obawiamy

z upływem lat.

Wygląda to na banał.

Skoro to telomery odpowiadają za to,

jak szybko się starzejemy,

i jeśli można je odnowić przez telomerazę,

to, żeby cofnąć symptomy starzenia,

wystarczy kupić 2-litrową butelkę

organicznej telomerazy klasy A, prawda?

Świetnie! Problem rozwiązany.

(Brawa)

Nie tak szybko, przykro mi.

Niestety, tak nie jest.

Dlaczego?

Otóż ludzka genetyka uczy,

że kiedy chodzi o telomerazę,

my, ludzie, żyjemy na krawędzi.

Mówiąc prosto, owszem,

dodatek telomerazy obniża
ryzyko niektórych chorób,

ale też zwiększa ryzyko
paskudnych odmian raka.

Nawet gdyby można było
kupić butlę telomerazy,

a jest wiele stron internetowych
oferujących tak wątpliwe produkty,

można też zwiększyć ryzyko raka.

A tego nie chcemy.

Nie martwcie się,

chociaż to zabawne, że w tej chwili

sporo osób wolałoby być glonem...

(Śmiech)

Jest tu coś dla nas, ludzi,

w historii o telomerach i ich stanie,

ale chcę sprecyzować jedną rzecz.

Nie chodzi o ogromne wydłużenie życia

lub nieśmiertelność.

Chodzi o długość zachowania zdrowia.

Długość zdrowia to liczba lat,

jakie żyjemy bez chorób, zdrowi i wydajni,

pełni zapału i radości życia.

To przeciwieństwo okresu chorób,

kiedy czujesz się stary,
chory i umierający.

Prawdziwe pytanie brzmi:

skoro nie mogę pić telomerazy,

czy mogę kontrolować długość telomerów,

a tym samym dobre samopoczucie i zdrowie,

bez skutków ubocznych, jak ryzyko raka?

Jest rok 2000.

Badałam szczegółowo malutkie telomery

z radością od wielu lat,

kiedy w moim laboratorium
zjawiła się psycholog Elissa Epel.

Jej specjalizacją są skutki
dotkliwego, chronicznego stresu

na zdrowiu psychicznym i fizycznym.

Stała w moim laboratorium,

którego okna, ironicznie,
wychodzą na wejście do kostnicy...

(Śmiech)

i zadała mi pytanie wagi życia i śmierci.

"Co się dzieje z telomerami ludzi,
którzy są chronicznie zestresowani?"

- zapytała mnie.

Elissa badała opiekunów,
a konkretnie matki,

dzieci z chroniczną wadą zdrowia,

jak choroba jelita, czy autyzm i inne.

To osoby pod oczywistym wpływem

ogromnego i przedłużonego
stresu psychologicznego.

Muszę przyznać, że jej pytanie

odmieniło mnie dogłębnie.

Przez ten cały czas widziałam w telomerach

tylko malutkie molekularne struktury

i geny, które kontrolują telomery.

Kiedy Elissa zapytała o badanie opiekunów,

nagle ujrzałam telomery
w zupełnie nowym świetle.

Za genami i chromosomami dojrzałam

życie prawdziwych badanych ludzi.

Sama jestem matką

i w tamtym momencie

uderzyła mnie wizja kobiet

radzących sobie z chorym dzieckiem,

z czym tak trudno sobie radzić,
często bez pomocy.

Takie kobiety po prostu

często wyglądają na wyczerpane.

Czy to możliwe, że ich telomery
też są wyczerpane?

Nasza wspólna ciekawość
weszła na wysokie obroty.

Elissa wybrała do pierwszego badania
grupę matek-opiekunek.

Chciałyśmy sprawdzić długość ich telomerów

w porównaniu z ilością lat,
które poświęciły opiece

nad dziećmi z chroniczną wadą zdrowia.

Po czterech latach nadszedł dzień,

w którym nadeszły wyniki.

Elissa spojrzała
na pierwszy wykres punktowy

i dosłownie się zachłystnęła,

bo dane układały się we wzór

i było to właśnie nachylenie,
którego najbardziej się obawiałyśmy.

Miałyśmy to czarno na białym.

Im dłużej, im więcej lat

matka poświęcała się opiece,

przy czym jej wiek nie miał znaczenia,

tym krótsze były jej telomery.

Im bardziej uważała

swoją sytuację za stresującą,

tym niższa była jej telomeraza
i tym krótsze telomery.

Odkryłyśmy coś niesłychanego:

im większy stres, tym krótsze telomery,

czyli, wzrasta prawdopodobieństwo
wczesnego początku okresu chorób

i może nawet śmierci.

Nasze odkrycia oznaczały,
że doświadczenia życiowe

i sposób, w jaki na nie reagujemy,

może zmienić stan telomerów.

Długość telomerów nie zależała
tylko od wieku liczonego w latach.

Pytanie Elissy

podczas pierwszej wizyty w laboratorium
rzeczywiście dotyczyło życia i śmierci.

Na szczęście dane skrywały też nadzieję.

Zauważyłyśmy, że niektóre z matek,

mimo wieloletniej opieki nad dziećmi,

umiały utrzymać telomery w dobrym stanie.

Badanie tych kobiet ujawniło,
że były odporne na stres.

Potrafiły jakoś postrzegać sytuację

nie jako ciągłe zagrożenie,

lecz jako wyzwanie,

co doprowadziło do bardzo ważnego
wniosku dla nas wszystkich:

mamy kontrolę nad sposobem,
w jaki się starzejemy,

aż po komórki.

Teraz nasza ciekawość
stała się zaraźliwa.

Tysiące naukowców z różnych dziedzin

dodało swoje kompetencje
do badania telomerów

i napłynęły odkrycia.

Obecnie istnieje ponad 10 000
prac naukowych i ta liczba rośnie.

Kilka badań szybko potwierdziło
nasze pierwotne odkrycie,

że tak, chroniczny stres
jest szkodliwy dla chromosomów.

Wiele badań mówi,

że mamy więcej kontroli nas tym
konkretnym procesem starzenia,

niż ktokolwiek sobie wyobrażał.

Kilka przykładów:

Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles

badał osoby opiekujące się
długotrwale krewnymi z demencją,

i ich wydolność utrzymania
telomerów w dobrym stanie.

Odkryto, że wydolność da się poprawić

przez ćwiczenie pewnej formy medytacji

ledwie 12 minut dziennie
przez dwa miesiące.

Podejście ma znaczenie.

Jeżeli ktoś myśli negatywnie,

reaguje na sytuacje stresowe
jak na zagrożenie,

co oznacza, że jeżeli woła go szef,

to automatycznie myśli: "Wywali mnie",

naczynia krwionośne się zwężają,

a poziom kortyzolu, hormonu stresu,

wzrasta i zostaje na wysokim poziomie.

Z czasem stale wysoki poziom kortyzolu

tłumi telomerazę.

Niedobrze dla telomerów.

Z drugiej strony

jeśli ktoś widzi w stresie wyzwanie,

krew napływa mu do serca i mózgu,

i doświadcza krótkiego,
lecz energetyzującego wzrostu kortyzolu.

Dzięki postawie "No, dawaj"

telomery dobrze sobie radzą.

A więc...

Co to wszystko nam mówi?

Telomery sobie radzą.

Naprawdę można wpłynąć

na stan swoich telomerów.

Ale nasza ciekawość wciąż rosła,

bo zaczęłyśmy się zastanawiać

nad czynnikami zewnętrznymi.

Czy one też mają wpływ na stan telomerów?

Ludzie to intensywnie społeczne istoty.

Czy to możliwe,
żeby telomery też były społeczne?

Wyniki były zdumiewające.

Już w dzieciństwie

emocjonalne zaniedbanie,

doświadczenie przemocy,
prześladowania i rasizmu

mają wpływ na telomery
i ten wpływ jest długoterminowy.

Czy możesz sobie wyobrazić,
jaki wpływ na dzieci

mają lata mieszkania w strefie konfliktu?

Ci, którzy nie mogą ufać sąsiadom,

i którzy nie czują się bezpiecznie
w swojej dzielnicy,

konsekwentnie mają krótsze telomery.

Adres zamieszkania ma wpływ na telomery.

Z drugiej strony

zwarte wspólnoty, długotrwałe małżeństwo

i nawet przyjaźnie na całe życie

- wszystko to poprawia stan telomerów.

Co to wszystko nam mówi?

Mówi, że mogę wpłynąć na własne telomery,

ale mogę też wpłynąć na twoje.

Nauka o telomerach pokazała,
jak blisko jesteśmy związani.

Ale wciąż jestem ciekawa.

Zastanawiam się,

jakie dziedzictwo my wszyscy

pozostawimy kolejnej generacji?

Czy zainwestujemy

w kolejną osobę

spoglądającą przez mikroskop
na kolejne małe stworzenie,

na kolejny kawałek glonu,

roztrząsającą pytanie, które dzisiaj
nawet nie przychodzi nam do głowy?

Może to być świetne pytanie,
które wpłynie na cały świat.

Może intrygujecie sami siebie?

Skoro już wiecie, jak chronić telomery,

czy ciekawi was, co zrobicie

podczas dekad dobrego zdrowia?

Skoro wiecie o wpływie na telomery innych,

czy ciekawi was,

jak na nich wpłyniecie?

Skoro wiecie, jak moc ciekawości
może zmienić świat,

jak zapewnicie,
że świat zainwestuje w ciekawość

dla dobra generacji, które nadejdą po nas?

Dziękuję.

(Brawa)