понедельник, 14 февраля 2011 г.

Рак похож на форму жизни, существовавшую миллиард лет назад

Рак напоминает переходную форму жизни между одноклеточными и сложными многоклеточными организмами 

Иногда, оглянувшись назад и охватив взглядом всю картину целиком, можно внести ясность в текущий спор. В нашем случае, в отдаленной перспективе, астробиологи считают, что смогут выяснить происхождение рака.

Астробиологи, работая совместно с онкологами, предположили, что рак имеет сходство с древними формами жизни, процветавшими в период от 600 миллионов до 1 миллиарда лет назад.

Гены, контролирующие поведение этих ранних многоклеточных форм жизни, все еще находятся внутри наших собственных клеток, в то время, как современные их собратья управляют ими и держат их в узде. А когда современный ген дает сбой, то старые механизмы замещают новые, и клетка возвращается к своему изначальному поведению, то есть бесконтрольно растет .

Новая теория, опубликованная в журнале Physical Biology, была выдвинута двумя ведущими фигурами в мировой космологии и астробиологии - Полем Дэвисом (Paul Davies), директором Beyond Center for Fundamental Concepts in Science Государственного университета Аризоны, и Чарльзом Лайнуивером (Charles Lineweaver) из Австралийского национального университета.

В своей статье они предположили, что при более детальном взгляде на рак можно заметить его сходство с ранними формами многоклеточной жизни. “Жизни ‘сложных’ многоклеточных форм, известных нам в настоящее время, т.е. организмов, состоящих из разных групп клеток, выполняющих различающиеся функции и способных видоизменять отдельные органы, предшествовали колонии эукариотических клеток, в которых межклеточное взаимодействие находилось, фактически,  в зачаточном виде, и состояло из сети ‘липких’ клеток, обменивающихся информацией химическим путем и образующих самоорганизующуюся структуру с довольно умеренным разделением труда”, - пишут они.

Согласно мнению Лайнуивера, рак - это атавизм или, другими словами, возвращение к предыдущему состоянию развития. “В отличии от бактерий и вирусов, рак не имеет способности к развитию новых форм. Фактически, рак проще объяснить, как возврат клеток к образу жизни, который они вели чуть менее миллиарда лет назад, когда человечество было ничто иное, как колонии свободно связанных, лишь частично дифференцированных клеток. Мы думаем, что опухоли, которые развиваются у больных раком сегодня, принимают такую же форму, которую простейшие клеточные структуры создавали более миллиарда лет назад.” - говорит он.

В известном смысле, гены, которые управляли этой ранней многоклеточной формой жизни сродни ‘безопасному режиму’  компьютерной операционной системы. И когда случаются сбои или мутации у современных генов, управляющих специализацией клетки и ее взаимодействием с сегодняшними, сложными формами жизни, тогда их замещает старая программа.

Одним из доказательств в поддержку этой теории является то, что рак возникает, поистине, у всех многоклеточных, кром, за выдающимся исключением, только довольно странных животных - голых землекопов. “Эта, практически полная вездесущность, свидетельствует о том, что механизмы рака уходят корнями глубоко в прошлое эволюции, догадка, поддерживаемая, как палеонтологами, так и генетиками” - пишут они.

Их понятие контрастирует с превалирующей теорией, утверждающей, что раковые клетки - это ‘клетки-паразиты’ , которые очень быстро развиваются внутри организма и преодолевают защитные порядки ‘нормальных’  клеток. Однако Дэвис и Лайнуивер указали, что раковые клетки - это высокоорганизованная структура, т.к. они могут соперничать с ‘клетками-хозяевами’. Наличие такой сложной структуры позволяет предположить схожесть с ранними многоклеточными.

Они также указали, что множество защитных механизмов рака прогнозируемо, и маловероятно, что они возникают спонтанно в процессе эволюции внутри отдельных организмов в такой согласованной последовательности.

Хорошая новость в том, что это значит борьба с раком не обязательно такая сложная вещь, как борьба с к ‘клетками-паразитами’ , изобретающими новые, оригинальные методы защиты внутри организма. Взамен этого, из-за того, что рак опирается на механизмы, которые эволюционировали таким же образом, что и ранние формы жизни, мы можем предположить, что он останется предсказуемым и далее, и маловероятно, что болезнь, будучи восприимчивой к лечению, сэволюционирует, с целью обойти его (лечение).

“Если рак такой чудовищно сложный и разнообразный, как добиться прогресса в попытке управления им? В случае же, если гипотеза атавизма верна, появляются новые причины для оптимизма.” - пишут они.

“Предложенный набор ‘Метазоа 2.0’ хоть и тоже, признаться,  не простой, но тем не менее является постоянным и конечным свойством многоклеточных форм жизни. Количество инструментов в наборе не бесконечно. Чему ‘научится’ одна болезнь не может быть передано следующим поколениям рака у других пациентов. Рак не собирается никуда эволюционировать, он просто начинает каждый раз все сначала, у каждого следующего больного заново.”

Они также предложили, что поиски новых методов лечения могли бы быть сконцентрированны на развитии существующих механизмов клеточного регулирования, с целью держать эти древние гены в узде.

Статья доступна онлайн на сайте Physical Biology.

среда, 2 февраля 2011 г.

Воспоминания о катастрофе "Челленджера" все еще не дают NASA спать спокойно

В конце января весь мир вспоминал погибших астронавтов, жизни которых унесли страшные катострофы: 28 января 1986 года - шаттла "Челленджер" и 27 января 2003 "Колумбии". 

Астронавты экипажа шаттла "Челленджер" дают нтервью журналистам перед отправкой на стартовую площадку для тренировки перед их трагическим полетом. Фото: Michael R. Brown, FLORIDA TODAY 1986
Катастрофу  “Челленджера” в 1986 можно было бы предотвратить, так же, как и произошедшую 17 лет спустя трагедию с шаттлом “Колумбия”. Это “неудобная правда” с которой NASA приходится жить и сейчас. Сигналы о неисправностях оборудования были задолго до обоих фатальных полетов.

Где то недосмотрели, где то недооценили, где то что-то усовершенствовали ради сокращения расходов – все делалось только из лучших побуждений, но неожиданно последствия оказались губительны. NASA отремонтировали оборудование, подлатали задетую гордость, попытались восстановить пошатнувшуюся репутацию. И вот, солдат снова в строю.

Катастрофа “Челленджера”, снятая любительской камерой

То упорство и та самоотверженность, которые пришлось проявить в те чудовищно трудные времена – это главное наследие, оставшееся после катастроф “Челленджера” и “Колумбии”, урок, который NASA необходимо заново прочувствовать, находясь перед фактом завершения в этом году программы полетов “шаттлов” и началом неопределенного будущего.

Стивен Маколифф, чья жена, учительница Криста Маколифф была среди погибших на борту “Челленджера”, как-то выразился: “Ординарные люди могут совершать экстраординарные поступки, когда они остаются верны себе и своим мечтам, невзирая на то, куда они могут их завести.”

Криста Маколифф полетела в качестве участника образовательной инициативы NASA, – "Учитель в космосе". И хотя, на этом, все подобные программы были свернуты, в результате был создан частный фонд – "Челленджер-центр космической науки и образования" (Challenger Center for Space Science Eduction), и в конечном счете,  учителя, проходившие подготовку по программе, были включены в число астронавтов NASA.

“Детям предоставлялась возможность увидеть, что делают взрослые в самых трудных ситуациях” – сказала Барбара Морган, которая тренировалась в качестве замены Кристе Маколифф, и позже стала астронавтом. "Что было действительно важно для детей, я думаю, так это наблюдать, как мы находим неисправность, устраняем ее и продолжаем двигаться дальше. Таким образом, мы даем нашему молодому поколению дорогу в будущее", - сообщила Морган в интервью "Discovery News" перед полетом 2007 года. "Я чувствую, что это очень важно сегодня, и буду так думать всегда".


"За достижение великих целей иногда приходится заплатить великую цену", - сказал президент Барак Обама в своем заявлении, посвященном авариям - "Челленджера" 28 января 1986 года, "Колумбии" 27 января 2003 и "Аполлона-1" в 1967.  "Не смотря на трудности, стоящие перед нами сегодня, давайте примем на себя обязательства - не сдаваться и продолжить их доблестный путь к еще более полному жизни и безопасному будущему".

Помимо Маколифф, экипаж "Челленджера" включал в себя командира корабля Фрэнсиса Дика Скоби, пилота Майкла Смита, астронавтов Роальда Макнейра,  Джудит Резник, Эллисон Онизука и инженера-исследователя Грегори Брюса Джарвиса, который работал в корпорации "Хьюс Эйркрафт" (Hughes Aircraft Co). Шаттл был разрушен через 73 секунды после пуска из-за поломки твердо-топливного ускорителя, которая вызвала взрыв топливного бака корабля. Это был 25-й полет шаттлов...