Ezernégyszáz évig is elélhetnek az örökifjú lények

A legtöbb élőlény megöregszik, majd jobblétre szenderül, ez alól a szabály alól pedig az ember sem kivétel. Időtlen idők óta keressük az „örök élet elixírjét”, ám az egyre jobban fejlődő tudomány és egészségügy ellenére továbbra sem kerültünk közelebb a vágyott halhatatlansághoz. A természet azonban, úgy tűnik, egy lépéssel előttünk jár – több szerencsés növény- és állatfajon egyszerűen nem fog az idő vasfoga. Sok ezer éves fák, megfiatalodó medúzák, örökifjú Hydrák és szüntelenül növő homárok titkaiba nyerhetünk bepillantást, valamint azt is megtudhatjuk, mekkora eséllyel vészelhetjük át lefagyasztva az évek múlását.

A halhatatlanság olykor nem áldás, hanem átok – jól bizonyítja ezt a görög mitológia egyik hősének, Tithónosznak a példája. A hajnal istennője, Éosz végzetesen beleszeretett az ifjú trójai hercegbe, ezért az istenektől örök életet kért a férfi számára. Zeusz azonban meglehetősen sajátosan értelmezte a kívánságot, az öröklét mellé ugyanis nem adott örök ifjúságot. Emiatt Tithónosz folyamatosan öregedett, töpörödött, és végül egy meglepő fordulattal tücsökké változott.

Tithónosz elrablása Forrás: Wikimedia Commons/Marie-Lan Nguyen

Az előbbi történet csupán kitaláció, egyszerű mítosz. Néhány esetben azonban a valóság elképesztőbb tud lenni a fantázia szüleményeinél is. Léteznek ugyanis olyan élőlények, amelyek bizonyos értelemben véve halhatatlanok. Ráadásul a herceggel ellentétben többségük fiatal marad.

Ősi fák árnyékában

A biológiai halhatatlanság mint elnevezés nem teljesen fedi a valóságot. Az érintett élőlények nagyon is halandók, csak éppen nem végelgyengülésben pusztulnak el, hanem ragadozók vagy valamilyen természeti katasztrófa áldozataivá válnak. A biológiailag halhatatlan organizmusok tehát nagyon is meghalhatnak, csak éppen nem vagy nagyon elhanyagolható mértékben öregednek.

Nagyon jó példa erre a simatűjű szálkásfenyő (Pinus longaeva). Ennek az Egyesült Államok délnyugati, hegyvidéki területein őshonos fafajnak az egyik példánya – amelynek hollétét szigorú titokban tartják – a legidősebb nem telepes felépítésű élőlény a Földön: kora körülbelül

5062 esztendőre rúg.

Az évek azonban nem voltak kegyesek a matuzsálemi korú fához, külsejét megviselték a természet csapásai – viharok, villámok, leszakadó hótömegek tépázták meg ágait. Ha viszont közelebbről szemügyre vesszük a növényt, a fenyőről alkotott képünk teljesen megváltozik.

Simatűjű szálkásfenyő (Pinus longaeva) Forrás: commons.wikimedia

Egy 2001-es kutatás során számos különböző korú – 23 és 4713 év közötti – simatűjű szálkásfenyőt hasonlítottak össze. A szerzők abból indultak ki, hogy a romboló hatású mutációk idővel felszaporodnak, és ez az élőlény öregedéséhez vezet. Meglepetésre azonban azt találták, hogy a káros mutációk felhalmozódásának valószínűsége a kor előrehaladtával nem nőtt szignifikánsan. Szintén meglepőnek számított, hogy

a szállítószövetek mind a fiatal, mind az idős fákban ugyanolyan jól működtek.

Igazából senki sem tudta biztosra megmondani, hogyan tartják ilyen jól karban magukat ezek a növények. Több teória is létezik, az egyik válasz egyes kutatók szerint a gyökércsúcsi osztódó szövetek úgynevezett nyugvó központjában rejlik.

„Lassan jársz, tovább élsz”

A növekedéshez szükséges új sejtek generálásáért – hasonlóan az állatokhoz vagy az emberhez – a növényekben is az őssejtek felelősek. Utóbbiak között különleges szerepet töltenek be az úgynevezett nyugvó központ (angolul quiescent centre rövidítve QC) sejtjei, amelyek hosszú távú forrásai és szabályozói a környező őssejteknek. A QC-sejtek abban is különböznek „szomszédjaiktól”, hogy jóval ritkábban osztódnak, így kevesebb káros mutációt gyűjtenek be.

Ez ahhoz vezet, hogy védettek lesznek a DNS-károsodással szemben.

Bizonyos biológiai képességek hihetetlenül hosszú életet biztosítanak a simatűjű szálkásfenyőknek Forrás: commons.wikimedia

Lieven De Veylder, a belga Genti Egyetem kutatója 2013-ban térképezte fel annak a fehérjének a működését, amely a QC sejtjeinek különleges védelmét ellátja. A képesség sokszor hihetetlenül hosszú életet biztosít a növény (jelen esetben a simatűjű szálkásfenyő) számára.

Persze nagyon sok fotoszintetizáló szervezet nem olyan szerencsés, mint a matuzsálemi kort megélő szálkásfenyő.

Többségük egyszerűen „túl sebesen él” – sejtjeik nagyon gyorsan működnek és osztódnak, a növényi szervek így még az előtt tönkremennek, hogy az osztódó szövetek pótolni tudnák a károsodott szövet sejtjeit.

Ezzel szemben a szálkásfenyőhöz hasonló növények életműködése sokkal lassabb, kényelmesebb tempót diktál.

Forrás: www.camptocamp.org

Az 507 éves sellőkagyló titka

Az állatok esetében csak nagyon ritkán beszélhetünk több száz éves „csodabogarakról”. Természetesen kivételek itt is akadnak. Az olyan telepes állatok, mint a korallok, akár több mint 4000 évig is fennmaradhatnak. Persze ez az adat kissé becsapós, hiszen a tekintélyes szám magának a telepnek az életkorát jelöli, nem az azt alkotó korallpolipokét, amelyek csupán néhány évig vannak az élők sorában.

Meghökkentőbb egy magányos sellőkagyló esete, amely

egészen 507 éves koráig élvezte az óceán vendégszeretetét.

2006-ban azonban kíváncsi kutatók egy csoportja kifogta a Mingnek elnevezett öreg puhatestűt, megölve ezzel az addig ismert legidősebb állatot. Ming ugyan elpusztult, viszont az is előfordulhat, hogy biológiailag halhatatlan élőlény lehetett.

Sellőkagyló (Arctica islandica) Forrás: Hans Hillewaert

Mingnek és fajtársainak ugyanis van egy különleges képességük. A sejtekben az oxigén metabolizmusa során reaktív oxigénközpontú molekulák (szabadgyökök) keletkeznek. Normális állapotban a szabadgyökök egyensúlyban vannak az őket semlegesítő antioxidánsokkal, ha azonban az egyensúly felborul, vagy túl sok reaktív oxigénmolekula keletkezik, problémák lesznek. Ilyen probléma, hogy a szabadgyökök könnyen reakcióba léphetnek a sejtmembrán fő építőelemét jelentő lipidekkel. Ennek hatására a lipidmolekulák szabadgyökállapotba kerülnek, ami károsító hatással van a hártyák épségére és általuk a sejt más alkotórészeire.

Egy 2012-es kutatás szerint azonban

a sellőkagylók sejtmembránja szokatlanul ellenálló ezzel a romboló hatással szemben, ami befolyással lehet az öregedési folyamatokra is.

A pórul járt Ming életkorát egyébként viszonylag pontosan és könnyen meg lehetett határozni, a metódus a fák életidejének megállapításához hasonlítható – meg kellett számolni a kagyló héjának belső felén növesztett évgyűrűket.

Örök fiatalság

A kisebb testméretű állatok általában nem élnek olyan hosszú ideig, mint nagyobb társaik. Kivételt képeznek az apró csalánozók, a hidrák (Hydra), amelyek a Föld számos részén, tavakban és folyókban élnek. Egy korábbi kísérletben egy biológusnak sikerült négy éven keresztül laboratóriumi körülmények között megfigyelnie hidraállatokat. Ez egy alig 15 milliméteres állatnál figyelemreméltó jelenség, ami azonban még meglepőbb volt, hogy a többéves kutatás elteltével a hidrák ugyanolyan fiatalnak tűntek, mint a kísérlet legelső napján, sejtjeik tehát látszólag nem öregedtek.

Hydra Forrás: en.wikipedia.org/wiki/Hydra_viridissima

Persze senki sem tudja, pontosan meddig is élhet a csalánozók e csoportja. A legtöbb példány néhány éven belül elhullik a ragadozók támadása vagy valamilyen más tényező miatt, vannak azonban olyan vélemények, hogy bizonyos hidraállatok (Hydra magnipapillata) még 1400 esztendős korukban is vígan a vízben fognak úszkálni.

Titkukat már évek óta igyekeznek megfejteni a tudósok.

Elméletük szerint különleges, örökéletű őssejtjeik vannak, ezek folyamatosan osztódnak, és biztosítják, hogy az állat teste a „csonkolással” járó balesetek esetén is hibátlanul regenerálódjon.

A képesség a szaporodás szempontjából sem elhanyagolható, hiszen az ivaros szaporodás mellett a csalánozó képes saját maga klónozására is – törzsének külső falából egy kis polip nő ki, és leválva önálló egyeddé válik.

Hydra Forrás: en.wikipedia.org/wiki/Hydra_viridissima

Az állat testét felépítő szövetek három különböző őssejt-populációtól származnak, amelyeknek azonban van egy közös tulajdonságuk – különleges működésüket a FoxO fehérje biztosítja. A kutatók szerint ez a molekula lehet az öregedés megállításának egyik kulcsa. Thomas Bosch sejtbiológus kutatásából kiderült, hogy ha a fehérjét előállító FoxO gént kiiktatják, a Hydra is öregedni kezd. Az, hogy az öregedésgátlásnak pontosan mi a mechanizmusa a csalánozóban, még kérdéses, és további kutatások tárgyát képezi.

Bár az biztató, hogy a FoxO gén a legtöbb állatban, így az emberben is megtalálható, a hozzánk hasonló komplex organizmusoknál jóval több tényező szükséges a hosszú élet eléréséhez –

az őssejtek és az immunrendszer zavartalan működésének fenntartása viszont elengedhetetlen.

Pillangóból hernyó

Az elmúlt években nagy médiakarriert futott be a Turritopsis dohrnii tudományos nevű medúzafaj. Elsősorban az irányította rá a reflektorfényt, hogy képes „visszafiatalodni”.

A megtermékenyítés a medúza űrbelében történik, a zigóta a szájnyíláson keresztül kerül a vízbe. Belőle lesz a lárva (planula), amely az aljzathoz rögzülve polipkolóniát hoz létre. A polipokról nőstény és hím medúzák szakadnak le, amelyek néhány hét múlva szaporodóképessé válnak. Itt veti be trükkjét a Turritopsis dohrnii.

Turritopsis dohrnii (polip forma) Forrás: Peter Schuchert

Ellentétben ugyanis a többi medúzával, szexuálisan kifejlett állapotában is képes visszaalakítani magát éretlen polippá –

szemléltetésképp az egész olyan, mintha egy pillangó visszaváltozna hernyóvá.

Maga a folyamat is egyedülálló a természetben: egy érett (differenciált) sejt alakul át egy teljesen más típusú sejtté (transzdifferenciáció).

Az újrafiatalodás elméletben a végtelenségig folytatható lenne, ha nem vadásznák le a medúzákat idő előtt a ragadozók vagy pusztítanák el a különféle betegségek.

Mi a titka a homárnak?

A legtöbb állat teste szaporodóképes korában nem vagy csak kevéssé nő tovább. A ritka kivételek közé tartozik például az amerikai homár (Homarus americanus). A faj felnőtt példányai még a végtagjukat is képesek újranöveszteni, ha „balesetben” elveszítik őket. Létezik feljegyzés olyan homárról, amelynek testtömege meghaladta a kilenc kilogrammot is, ez alapján életkorát 140 évre datálták.

A hosszú élet okát a rák örökítőanyagában érdemes keresni, pontosabban a kromoszómát alkotó DNS-szál két végén található rövid, többszörösen ismétlődő szakaszban,

a telomérában.

Amerikai homár (Homarus americanus) Forrás: Wikimedia Commons

A sejtek osztódása során a kromoszómák DNS-láncának vége valamelyest rövidül, ami értékes genetikai információk elvesztéséhez vezethet, a sejt működőképessége pedig ennek nyomán romlik. A teloméra pontosan ez ellen nyújt védelmet. Minél hosszabb az említett szakasz, annál több osztódásra képes a sejt anélkül, hogy a génkészlete sérülne. Persze idővel ez is elfogy, de ha képbe lép a telomeráz enzim, a csonkolódott teloméraszakasz újra és újra kiegészítődik a sejtosztódást követően.

Pontosan ezt használják ki a homárok. Egy 1998-as kutatás megállapította, hogy

a sejteket fiatalon tartó enzim az állat minden szervében megtalálható.

A telomerázt az emberi ivarsejtek is tartalmazzák, így azok korlátlan osztódása biztosított. Az enzim termeléséhez szükséges gén a testi sejtekben is jelen van inaktív állapotban. Ha a gén működőképessé válik, akkor sejtünk ugyan megkapja a halhatatlanságot, de nem lesz benne sok köszönet: daganat alakul ki.

És mi lesz az emberrel?

Az eddigiekben a potenciálisan halhatatlan többsejtű növények és állatok legkirívóbb eseteit vettük szemügyre, az ember lehetőségeiről viszont nem sok szót ejtettünk. Pedig valószínűleg sokakat érdekel, hogy mekkora eséllyel nézhetik premier plánban a Tejútrendszer és az Androméda összeolvadását négymilliárd évesen.

Habár a biológiai öregedés megállításának vagy visszafordításának lehetősége a közeljövő technológiai vívmányaival erősen kérdéses, a potenciális terápiákkal kapcsolatos kutatások nem állnak le. Ezek támogatásának egyik éllovasa egy nonprofit szervezet, a SENS Research Foundation, amely állítása szerint a területtel foglalkozó, hitelesnek tartott kutatómunkákat igyekszik felkarolni. Kissé sci-fiszerűbb egy másik alapítvány, a Brain Preservation Foundation szándéka – a szervezet 100 ezer dollárt kínált fel annak a kutatócsoportnak, amely sikerrel jár a funkcionáló emlősagy megőrzését illetően.

Az örökélet mint politikai ígéret

Az elmúlt években több országban – köztük Oroszországban, az Egyesült Államokban és Izraelben – is elkezdtek szerveződni olyan pártok, amik az élet meghosszabbításának ígéretét tűzték zászlajukra. Nem csupán az ezzel kapcsolatos technológiák és kutatások támogatását szorgalmazzák, de a téma társadalmi elfogadtatását is szeretnék elérni. Utóbbival vélhetően nem lesz probléma: egy felmérés szerint az oroszok 45 százaléka támogatná az emberi élettartam alapos kitolását.

Ha ez utóbbit nézzük, a múltban – és persze mostanság is – egészen bizarr kísérletezgetések zajlottak az élet meghosszabbítására. Erre jó példa, hogy évtizedekig a „tetszhalál” különböző formáinak előidézésével igyekeztek az emlősök élettartamát megnyújtani a tudósok. Az egyik legismertebb ilyen jellegű próbálkozás a krioprezerváció vagy rövidebben krionika. Hívei szerint elérhető a halhatatlanság, ha az emberi testet vagy csak az agyat lefagyasztott állapotban megőrzik addig, amíg gyógyíthatóvá nem válik a halált okozó betegség.

Fagyasztásra előkészítő csoport munkában Forrás: Alcor Life Extension Foundation

Bár a krionika ígéretei ellenére a mai napig

nemhogy embereket, de még egyszerűbb állatokat sem sikerült a kezelés után újraéleszteni,

eljárását ma már sikerrel használják emberi petesejtek, ondósejtek és bizonyos szövetek megőrzésére. Mindemellett pedig a módszer remek táptalajt kínál a hibernált Walt Disneyről szóló legendáknak.

A krionika elvi alapjairól és gyakorlati megvalósíthatóságáról korábbi cikkünkben olvashat részletesebben.