Åldrande är inte ett oundvikligt faktum i livet - många djur har redan hittat ett sätt att försena dödsögonblicket. Deras tips kan hjälpa oss alla att njuta av långa och hälsosamma liv. Till exempel åtminstone upp till två hundra år. Kan du föreställa dig detta? Jag är.
Bara 30 år efter publiceringen av Moby Dick försökte en grupp alaskanska valfångare att tygla in sin egen havsjätt. Deras mål var den manliga valen, det näst största däggdjuret på jorden.
Denna art är känd för sin fantastiska livslängd: enligt inuitisk folklore lever dessa valar "två människoliv" och befrias också från harpuner på grund av sin enorma styrka.
Dessa valfångare var beväpnade med den senaste tekniken, i synnerhet en "spjutbomb" som exploderar vid kollision för att tränga igenom ett tjockt lager av valolja. Detta var dock inte tillräckligt för att besegra valen. Tre spjutfragment slog honom i sidan, men - som Moby Dick - slog han sig fri och lämnade med endast ytliga sår.
Valen fortsatte att vandra ofångad i ytterligare 120 år fram till 2007, då en grupp valfångare äntligen fångade honom. Hon hittade till och med fragment av själva spjutet som fanns kvar i valoljan.
Enligt olika uppskattningar lever dessa valar i minst 150 år, och möjligen upp till 210 år. Bortsett från lite skrynklig hud, överflödigt fett och stridsärr, har valar förvånansvärt få skadliga effekter från ett långt liv. Vilket i sin tur är av stort intresse för läkare som studerar åldrande.
"De lever mycket längre än människor, men de lever i naturen utan att gå till läkare eller åtnjuta fördelarna med det mänskliga samhället", säger João Pedro de Magalhaes från University of Liverpool. "Således måste de skyddas naturligt från sjukdomar i ålderdom."
Kampanjvideo:
Genom att studera dessa valar och andra extremt långlivade varelser hoppas de Magalhaes och kollegor att vi kan hitta nya läkemedel som på liknande sätt kommer att bromsa människokroppens förfall och försena döden.
"Åldrande är ett mysterium, vi vet relativt lite om de biologiska processer som är förknippade med det, och det är fortfarande grundorsaken till lidande och död i den moderna världen", säger de Magalhaes. "Om vi kunde skjuta upp det även en liten stund, skulle det vara ett aldrig tidigare skådat mirakel för en person."
Vadim Gladyshev från Harvard University håller med honom.”Detta är en kritisk biologisk fråga, eftersom de flesta kroniska sjukdomar hos människor härrör från åldrande. Biomedicinsk vetenskap är organiserad för att fokusera på specifika sjukdomar som cancer, Alzheimers eller diabetes, säger han. "Men om du skjuter upp åldrandet kan du skjuta upp alla dess associerade sjukdomar också."
Många faktorer är förknippade med åldrande. För det första miljön: ingen kan leva i en bubbla, så vårt DNA och annan molekylär teknik skadas långsamt av skadliga kemikalier eller strålning. Även om våra celler har verktygen att reparera, så småningom blir förstörelsen för omfattande, leder till mutationer och cellerna växer till tumörer.
Vi kan också lösa problem med vår egen ämnesomsättning: precis som kaminer måste rengöras regelbundet, genererar våra celler mycket avfall när energi bränns. Avfall byggs upp över tiden och kan störa viktiga biologiska processer.”Mängden skador ackumuleras och kroppen klarar inte av det”, säger Gladyshev.
Slutligen står kroppen inför orga-
Telomeren blir kortare varje gång cellen delar sig tills den så småningom blir så kort att cellen inte fungerar eller dör. Med detta resultat blir vi utsatta för olika sjukdomar.
Menageriet av Metusalah
Allt tyder på att någon oemotståndlig kraft driver oss till döds - men flera bevis tyder på att det finns bromsar som kan sakta ner denna process. Till exempel kan ett vanligt diabetiskt läkemedel, metformin, sakta åldras något hos möss.
Och en enkel förändring av en gen som är involverad i cellulär metabolism i annelider kan avsevärt förlänga dess livslängd; och även om det är osannolikt att samma förändringar hjälper mer komplexa organismer, antyder allt detta att åldrandet är ganska hanterbart. "Åldrande är förvånansvärt flexibelt och hanterbart", säger de Magalhaes.
Forskare som Magalhaes och Gladyshev letar efter andra kandidater och använder riktiga mafusaili som ledare (Metusalah är den bibelsk karaktär som har levt längst).
Bara bland däggdjur är den förväntade livslängden väldigt annorlunda, från spetskruvar, som inte lever längre än sex månader, till valhvalar, som lever mer än tvåhundra år. Av någon anledning har naturligt urval drivit vissa varelser att utveckla sina egna livsixlar.
"Metformin förlänger mössens livslängd lite, men när man tittar på olika varelser är det naturliga urvalets förmåga att öka livslängden mycket kraftfullare", säger de Magalhaes. "De kommer sannolikt att utveckla andra livsförlängande mekanismer, motstå cancer och andra åldersrelaterade sjukdomar."
Och var och en av dem kan förbättra vår medicin. Eller, som Gladyshev konstaterar,”naturen förändrar livslängden hela tiden, den enda frågan är hur den gör det. Kan vi vägledas av denna mekaniker och därmed förlänga människors livslängd?"
De mest intressanta varelserna är bland de speciella hundraåringarna; specifika arter kan överleva, verkar det, även närmaste släktingar. Och de är inte alltid lika majestätiska som valvvalen.
Med sin skrynkliga och hårlösa hud ser den nakna molråttan alls inte ut som ett barn på en hälsofrämjande affisch - men lever upp till 30 år, mycket mer än de 2-3 år som vanliga möss har råd.
Dessutom är den nakna molråttan extremt motståndskraftig mot cancer - inte ett enda fall av cancer har identifierats i tusentals enskilda molråttor som studerats i laboratorier. Även när de badades i starka cancerframkallande ämnen förblev de immun mot cancer.
Detta kan delvis förklaras av det faktum att deras celler slutar växa när de blir för täta - denna mekanism stoppar tumörmultiplikation och tar tillväxt under kontroll. Och det verkar härröra från en särskilt "tung" version av en kemikalie som kallas hyaluronsyra.
Denna molekyl är en del av skogarna som omger buret och kan ursprungligen ha varit inblandad i att utveckla elasticiteten hos den nakna molråttans hud för att göra det lättare för den att pressa genom täta hål.
Idag verkar det vara en del av ett signalsystem som hindrar celler från att sprida sig okontrollerat. Med andra ord, även om mutationen tillåter bildandet av en tumör, stoppar hyaluron dess vidare utveckling.
Gladyshev studerade också Brandts fladdermus, en liten varelse som lever i över 40 år trots att den väger lite mer än en kub av raffinerat socker. "Med tanke på dess storlek är detta det mest extrema fallet", säger Gladyshev.
Han hittade ovanliga mutationer runt receptorerna hos möss som förmedlar hormontillväxt och insulinliknande tillväxtfaktor - förändringar som kan få oss att tänka på hur man kan kontrollera ämnesomsättningen hos djur, vilket begränsar skadorna som vanligtvis kommer med åldern.
Kommer den rekordbrytande valen att hämta sådana tips? Valens enorma storlek - 20 meter lång och upp till hundratals ton i vikt - skapar några unika problem av intresse för biologer som Magalhaes och Gladyshev. Till exempel, om dess celler brände energi i samma takt som muscellerna, skulle överskottsvärmen koka det omgivande vattnet, så utvecklingen gav en långsam metabolism och låg kroppstemperatur i valen.
En sådan enorm kropp utsätter dig också för en enorm risk för cancer tack vare enkel matematik: ju fler celler du har, desto större är chansen att du kommer att utveckla skadliga mutationer. (I själva verket fann en studie till och med att långa människor är lite mer benägna att utveckla cancer än korta människor, av denna anledning.)
Och problemet blir värre om du lever längre, du upplever "mer celldelning, så risken för cancer ökar dramatiskt", säger Leonard Nanni från University of California, Riverside, som studerar utvecklingen av cancer.
Odödlig djurpark
Kan några varelser leva för evigt?
Vallhvalen kan leva längre än två århundraden, vilket gör den till det äldsta däggdjuret. Men hur jämförs detta med andra typer av organismer? En studie av fröna från bristlecone, som lever upp till 4700 år, har inte avslöjat några specifika cellulära mutationer som kan ha utvecklats över tiden.
Koloniala djur som koraller kan leva i över 4000 år. Men enskilda polyper håller inte mer än några år.
Gruvmusslan anses vara det äldsta ensamma djuret. Denna havslevande långlever var 507 år gammal när biologer hämtade den från kustvatten nära Island 2006.
Baserat på den mänskliga graden av cancerutveckling, bör alla stora valar kasta tumörer före födseln - men de fortsätter att leva och leva. Detta faktum är känt som "Peto-paradoxen" och antyder att valar, som nakna mullvadsråttor, har listiga evolutionära knep i ärmarna för att klara skadliga mutationer.
Om du sätter dem i sammanhang med andra djur kommer de verkligen att leva länge. De måste ha några mekanismer för att undertrycka tillväxten av tumörer, vilket vi inte har.
Det är dessa mekanismer och mycket mer som Magalhaes försöker hitta genom att kika in i valens genom. Inledningsvis försökte han experimentera med tyg. Och så småningom hittade han ett lag som redan hade knutit till Inuit-jägarna.
För att bevara sina traditioner fångar och dödar inhemska samhällen runt Arktis ett begränsat antal valhvalar varje år. Även om de ursprungligen var misstänksamma mot utomstående, kom jagarna så småningom överens om att hjälpa forskare att ta en del av vävnaden från bytet.
Även efter att ha samlat in materialet stod gruppen inför den extraordinära uppgiften med genetisk sekvensering. Med tanke på den stora mängden data var uppgiften som att skära hundratals eller tusentals kopior av Moby Dicks och sedan ordna de enskilda sekvenserna i meningsfull ordning.
Resultatet var en serie fynd som kunde bana väg för framtida medicin. Forskare såg särskilt intresse för förändringar i en gen som heter ERCC1. Denna gen är känd för att koda molekylära verktyg som kan lappa små sektioner av ett skadat genom. Det verkar som om en mutation hos valhvalar har gått ett steg längre och kan förhindra ansamling av skadliga mutationer som orsakar cancer.
Forskarna upptäckte också förändringar i PCNA-genen, som är involverad i cellproliferation. Det kodar för ett protein som fungerar som ett slags klämma som förbinder de molekylära maskinerna som utlöser DNA-replikering. Valhvalar har duplicerat regioner med denna gen, och deras mutationer verkar hjälpa till att interagera med andra delar av DNA-reparationsverktyget.
Forskare har föreslagit att den här förändringen kan provocera celltillväxt utan den skada som uppstår under åren. Med tanke på andra viktiga anpassningar kan detta hjälpa valar att minska cellulär stress, vilket i sin tur kan leda till långt däggdjursliv.
Ett tecken på livslängd
Över Atlanten, vid Harvard, genomförde Gladyshev nyligen sin egen studie av "transkriptom" av båghuvvalar; inte bara genom att studera gener utan också genom att studera deras aktivitet. Om du ser att vissa gener är särskilt aktiva, vet du att de också kan spela en viktig roll i åldrandet. Forskaren fann samma typer av förändringar i insulinsignalsystemet som han märkte i Brandts fladdermöss.
”Kanske så förändras den metaboliska inställningen av celler, på något sätt blir de långlivade. Dessa resultat kräver dock noggrann analys. " Resultaten leder till "ett tecken på livslängd", enligt forskaren, och kan därför användas i vidare forskning.
Dessa resultat har väckt uppmärksamhet hos nyckelpersoner inom medicin. Francis Collins, chef för US National Institutes of Health, var imponerad och skrev att Gladyshevs arbete ger oss "rätt till tröskeln till nya upptäckter om hälsosamt och långt liv."
Utöver denna tröskel kan vi upptäcka många möjliga sätt att förbättra vår behandling. Gladyshev hävdar att vi kunde se om någon form av diet eller motion kan hjälpa våra kroppar att utveckla en valliknande livslängd.
Till exempel har vissa hävdat att fasta, eller "kaloribegränsning", saktar ner åldringsprocessen, och det skulle vara intressant att jämföra metaboliska förändringar för att se om de liknar dem som gör att valar kan leva så länge. I denna bemärkelse kan valvval vara våra guider till ett långt och lyckligt liv.
Dessutom kan dessa långlivade varelser inspirera oss till mer radikala behandlingar. De första stegen, säger de Magalhaes, kommer att vara att odla mänsklig vävnad med mutationer som ses i båghuvvalar, Brandts fladdermöss och naken mullvad.
"Om vi byter humana proteiner så att de liknar djur kan vi se förändringar i DNA", säger han. "Och jag skulle vilja ta boghvalens gener och sätta dem i möss för att se om de lever längre."
Efter dessa första tester kommer nästa hinder att hitta ett sätt att skapa samma förändringar i en extremt komplex människokropp, kanske med läkemedel som härmar genetiska effekter.
I vissa fall kan organismer som jäst modifieras genetiskt för att odla de intressanta proteinerna i stora kärl som kommer att rena själv för mänskligt bruk, eller läkemedel kan hittas för att efterlikna dessa effekter.
I framtiden kan genterapi till och med tillåta oss att fixa levande människors DNA; vi kunde låna genetiska mutationer från valhvalar som de har producerat i miljontals år. Med tanke på de senaste framstegen inom genterapi, "finns det ingen anledning att tro att detta är omöjligt."
Uppenbarligen är det svåraste framöver. Även om vi är relativt nära släktingar ur ett evolutionärt perspektiv, kan det som fungerar för valen eller den nakna mullvaden fungera begränsat eller inte alls för människokroppen.
"Du kan alltid hitta olika sätt på vilka olika organismer undertrycker cancer - men om de kommer att vara användbara terapeutiskt kan du inte veta i förväg", säger Nanni.
Det naturliga svaret på cancer utvecklades genom en "lycklig process", där en unik lösning härstammar från de unika omständigheterna hos varje enskild organism. Med allt detta välkomnar han ett nytt tillvägagångssätt för att hitta lösningar i naturen.
"Jag tror att cancerbiologer börjar förstå att införlivande av evolutionära idéer kommer att vara en fruktbar strävan."
De Magalhaes och Gladyshev har inga illusioner om vägens komplexitet - men de tappar inte hoppet. "Historien är full av påståenden från experter som tyckte att vissa saker var omöjliga och slutade bli fel", säger de Magalhaes.
Tänk på läget för medicin för 120 år sedan, då en del av dagens valhvalar bara var barn. Då var livshotande infektioner vanliga. Idag används antibiotika för att behandla dem framgångsrikt.
I slutändan ser de Magalhaes åldrande som den ultimata sjukdomen - en sjukdom som kan botas på egen hand.
”Vi förlänger inte bara nedgångstiden”, säger han. "Vi vill att 70-åringar ska ha hälsan hos 50-åringar - det är målet."
Kanske 2120 kommer vi att se bakåt och undra på de första stegen mot detta mål.