С помощью измерения содержания радиоактивного изотопа углерода можно
определять не только возраст ископаемых и окаменелостей, но и возраст отдельных клеток организма.
Если мудрость приходит с годами, то клетки головного мозга - самые мудрые клетки в организме: с
помощью датирования по радиоактивному углероду было установлено, что ДНК клеток мозга и,
соответственно, сами клетки живут дольше представителей других органов и тканей.
Традиционно определение возраста ископаемых и археологических находок по содержанию
радиоактивного углерода применяется в палеонтологии и археологии. Последние разработки позволяют
использовать этот метод для определения возраста организма и отдельных его частей.
Принцип метода заключается в измерении соотношения содержащегося в организме радиоактивного
углерода с атомной массой 14 (масса атома нормального углерода равна 12), в небольших количествах
всегда присутствующего в окружающей среде, и обычного углерода. Если организм жив и активно
взаимодействует с внешним миром, соотношения содержания изотопов внутри и вокруг него не будут
отличаться. После смерти рассматриваемый показатель начнет снижаться по мере распада атомов
углерода-14.
Распад радиоактивного углерода – процесс очень медленный, время его полураспада составляет
около 6000 лет. Поэтому регистрация незначительных изменений в соотношении содержания атомов
изотопов углерода в течение нескольких лет практически не представляется возможным.
Однако группа шведских ученых утверждает, что в определенных условиях это вполне можно
осуществить. Этими особыми условиями послужили последствия многочисленных испытаний ядерного
оружия, проводимых рядом стран мира во время холодной войны.
К 1963 году, когда на проведение наземных ядерных испытаний был наложен мораторий, содержание
углерода-14 в атмосфере было повышено в 2 раза по сравнению с исходным природным фоном. С тех
пор содержание этого элемента в воздухе каждые 11 лет снижалось в два раза. Исследователи высказали
предположение, что данный факт позволяет регистрировать существенные изменения содержания
углерода-14 в ДНК современных организмов.
Большинство молекул организма постоянно распадаются и синтезируются заново. Однако молекулы
ДНК представляют собой особые структуры, передающиеся от родительских клеток дочерним
практически без изменений. Таким образом, они как бы "консервируют" атомы углерода, входящие в их
состав.
Ранее оценку возраста клеток пытались производить с помощью измерения длины теломер – особых
последовательностей нуклеотидов, находящихся на концах спиралей ДНК. Считается, что более короткие
теломеры соответсвуют более молодым клеткам, но адекватной шкалы для оценки возраста клеток по
длине их теломер на данный момент не существует.
Шведскими исследователями было обработано более десятка образцов тканей умерших людей, около
половины которых были рождены во второй половине 60-х. В результате проделанной работы ученые
заявили, что с помощью измерения содержания углерода-14 в ДНК они способны устанавливать даты
рождения индивидуальных клеток с точностью до 2-х лет.
При этом оказалось, что возраст всех образцов ткани зрительной коры – области головного мозга,
ответственной за обработку зрительных образов, - совпадает с возрастом человека, подтверждая
гипотезу о неспособности этих клеток к делению. Возможно, это обусловлено тем, что для полноценного
функционирования они должны занимать строго фиксированное положение относительно других
структур головного мозга.
Другие клетки головного мозга несколько менее долговечны. Клетки желудочно-кишечного тракта
среднестатистического человека к 30 годам в среднем достигают 10-летнего возраста, ненамного старше
и клетки костей. А возобновление клеток, постоянно испытывающие значительные физические
воздействия, например, эритроцитов, как известно происходит в течение нескольких месяцев.
Авторы исследования полагают, что использование описанного ими метода определения возраста
клеток может пролить свет на роль клеточной гибели в развитии различных расстройств функций
головного мозга. При этом они отмечают, что предположение о роли недостаточной регенерации клеток
головного мозга в возникновении депрессии неоднократно высказывалось в более ранних работах.
Источник новости: Nature
Пересказала Е.
Рябцева