การแก่ชราไม่ใช่ความจริงของชีวิตที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ สัตว์จำนวนมากได้ค้นพบวิธีที่จะชะลอความตายแล้ว เบาะแสของพวกเขาอาจช่วยให้เราทุกคนมีชีวิตที่ยืนยาวและมีสุขภาพดีขึ้น
เพียง 30 ปีหลังจากการตีพิมพ์ของ Moby Dick กลุ่มวาฬอลาสก้าพยายามที่จะเชื่องยักษ์ในมหาสมุทรของพวกเขาเอง เป้าหมายของพวกเขาคือวาฬหัวโค้งตัวผู้ ซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก สายพันธุ์นี้ขึ้นชื่อในเรื่องอายุขัยที่ยืนยาวอย่างน่าทึ่ง ตามนิทานพื้นบ้านของชาวเอสกิโม พวกเขาสามารถมีชีวิตอยู่ “สองช่วงชีวิตของมนุษย์” และเป็นที่รู้กันว่าพวกมันหนีฉมวกด้วยพละกำลังมหาศาล
ชาวเอสกิโมในท้องถิ่นอ้างว่าปลาวาฬมีชีวิตอยู่ “สองช่วงชีวิตของมนุษย์”
นักล่าวาฬเหล่านี้ติดอาวุธด้วยเทคโนโลยีล่าสุด อย่างไรก็ตาม “หอกระเบิด” ที่ยิงด้วยดินปืนเพื่อเจาะทะลุแผ่นปลาวาฬหนา แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะพิชิตวาฬได้ หอกสามชิ้นติดอยู่ที่ด้านข้าง แต่เช่นเดียวกับโมบี้ ดิก มันดึงออกไปและรอดพ้นจากบาดแผลบนพื้นผิวเพียงเล็กน้อย
วาฬจะเดินทางต่อไปอย่างอิสระต่อไปอีก 120 ปี จนถึงปี 2550 เมื่อกลุ่มนักล่า Inupiat จับสัตว์ร้ายได้ในที่สุด พวกเขายังพบชิ้นส่วนของหอกดั้งเดิมที่ยังคง ฝังอยู่ในอึ ของปลาวาฬ
ตามการประมาณการจำนวนมาก วาฬเหล่านี้มีอายุอย่างน้อย 150 ปี และอาจยาวนานถึง 210 ปี นอกเหนือจากผิวหนังที่หยาบกร้านเล็กน้อย ความหยาบกร้านเล็กน้อย และรอยแผลเป็นจากการสู้รบแล้ว พวกมันยังแสดงผลร้ายเล็กน้อยของการมีอายุยืนยาวอย่างน่าทึ่งอีกด้วย และนั่นทำให้พวกเขาสนใจหมอที่กำลังศึกษาเรื่องอายุมาก
Joao Pedro de Magalhaes จากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลกล่าวว่า “พวกมันมีอายุยืนยาวกว่ามนุษย์มาก แต่พวกมันยังอาศัยอยู่ในป่าโดยไม่ต้องไปพบแพทย์หรือผลประโยชน์ใดๆ ของสังคมมนุษย์ “ดังนั้นพวกเขาจึงต้องได้รับการปกป้องโดยธรรมชาติจากโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ”
หากเราชะลอความแก่ได้แม้เพียงเล็กน้อย ก็จะเป็นประโยชน์แก่มนุษย์อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน
จากการศึกษาวาฬเหล่านี้และสิ่งมีชีวิตที่มีอายุยืนยาวเป็นพิเศษอื่นๆ de Magalhaes และเพื่อนร่วมงานหวังว่าเราจะสามารถหายาใหม่ๆ ที่จะช่วยชะลอการสลายตัวของร่างกายมนุษย์และชะลอความตายได้เช่นเดียวกัน “การแก่ชราเป็นเรื่องลึกลับ เรารู้เรื่องนี้ค่อนข้างน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการทางชีววิทยาอื่น ๆ แต่ก็เป็นสาเหตุโดยตรงของความทุกข์ทรมานและความตายในโลกสมัยใหม่” de Magalhaes กล่าว “ถ้าเราสามารถชะลอมันได้แม้เพียงเล็กน้อย มันจะมีประโยชน์ต่อมนุษย์อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน”
Vadim Gladyshev จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเห็นด้วย “นี่เป็นคำถามทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุด เพราะโรคเรื้อรังในมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความชราภาพ วิธีจัดระเบียบวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ โดยส่วนใหญ่เน้นไปที่โรคเฉพาะ เช่น มะเร็ง โรคอัลไซเมอร์ หรือโรคเบาหวาน” เขากล่าว “แต่หากคุณชะลอความชรา คุณอาจชะลอการเกิดโรคเหล่านี้ได้ในคราวเดียว”
ปัจจัยต่างๆ ที่คิดว่า มีส่วนทำให้ เกิดความชรา อย่างแรกคือสภาพแวดล้อม: ไม่มีใครสามารถอยู่ในฟองสบู่ที่บริสุทธิ์ได้ ดังนั้น DNA และกลไกระดับโมเลกุลอื่นๆ ของเราจึงอาจได้รับความเสียหายอย่างช้าๆ จากสารเคมีหรือรังสีที่เป็นอันตราย แม้ว่าเซลล์ของเราจะมีชุดเครื่องมือ DIY ที่ช่วยแก้ไขความเสียหาย แต่ในที่สุดการทำลายล้างก็อาจขยายวงกว้างเกินไป นำไปสู่การกลายพันธุ์ที่ทำให้เซลล์กลายเป็นเนื้องอกได้
เรายังสามารถพัฒนาปัญหาเกี่ยวกับการเผาผลาญของเราได้ เช่นเดียวกับเตาเผาที่ต้องการการทำความสะอาดเป็นประจำ เซลล์ของเราผลิตของเสียจำนวนมากในขณะที่เผาผลาญพลังงาน เนื่องจากของเสียสะสมเมื่อเวลาผ่านไป อาจทำให้กระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญหยุดชะงัก “จำนวนความเสียหายสะสมและสิ่งมีชีวิตไม่สามารถรับมือกับมันได้” กลาดีเชฟกล่าว
คุณอาจคิดว่าความแก่เป็นพลังที่ผ่านพ้นไม่ได้ แต่ก็มีการเบรกเพื่อชะลอความก้าวหน้า
ในที่สุด ร่างกายประสบปัญหาในการสร้างอวัยวะขึ้นใหม่: โครโมโซมแต่ละตัวมีมัดของ DNA ที่ปลายของมัน เรียกว่าเทโลเมียร์ ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับปลายพลาสติกของเชือกรองเท้าเพื่อป้องกันไม่ให้หลุดลุ่ย อย่างไรก็ตาม เทโลเมียร์จะสั้นลงทุกครั้งที่เซลล์แบ่งตัว และในที่สุดเซลล์อาจสั้นจนเซลล์เริ่มทำงานผิดปกติหรือตาย ด้วยการสึกหรอนี้ เราจึงมีความเสี่ยงต่อโรคต่างๆ มากขึ้น
โรงเลี้ยงสัตว์ของเมธูเสลาห์
ทั้งหมดนี้ดูเหมือนจะเป็นแรงผลักดันให้เราไปสู่ความตายอย่างไม่อาจหยุดยั้งได้ แต่มีหลักฐานหลายข้อบ่งชี้ว่ามีเบรกที่สามารถชะลอการเคลื่อนตัวได้ ตัวอย่างเช่น ยารักษาโรคเบาหวานทั่วไป เมตฟอร์มิน สามารถชะลอความแก่ในหนูได้เล็กน้อย และเพียงแค่การเปลี่ยนยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของเซลล์ในพยาธิตัวกลมก็สามารถทำให้มันมีชีวิตอยู่ได้นานกว่าพ่อแม่หลายเท่า แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกันนี้ไม่น่าจะช่วยให้สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ก็เป็นนัยว่าความชราไม่ได้อยู่เหนือการควบคุมของเรา “การแก่ชราเป็นกระบวนการพลาสติกที่น่าแปลกใจที่สามารถจัดการได้” de Magalhaes กล่าว
การคัดเลือกโดยธรรมชาติได้ผลักดันสิ่งมีชีวิตบางชนิดให้พัฒนาน้ำอมฤตแห่งชีวิตของตัวเอง
นักวิทยาศาสตร์เช่น de Magalhaes และ Gladyshev กำลังตามล่าหาผู้สมัครคนอื่น ๆ โดยใช้ Methuselahs ในชีวิตจริงเป็นแนวทาง ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพียงอย่างเดียว อายุขัยที่คาดหวังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ 100 เท่าตั้งแต่ปากแหลมที่มีชีวิตอยู่ไม่เกิน 1.5 ปี ไปจนถึงวาฬหัวโค้งที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้กว่า 200 เท่า ดูเหมือนว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติได้ผลักดันสิ่งมีชีวิตบางชนิดด้วยเหตุผลหลายประการ เพื่อพัฒนาน้ำอมฤตแห่งชีวิตของตัวเอง
“เมตฟอร์มินยืดอายุขัยของหนูอย่างสุภาพ แต่เมื่อคุณมองไปที่สายพันธุ์ต่างๆ ความสามารถของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในการยืดอายุขัยจะมีพลังมากขึ้นอย่างไม่น่าเชื่อ” de Magalhaes กล่าว “พวกมันอาจมีวิวัฒนาการในการมีชีวิตที่ยืนยาวแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง และต่อต้านมะเร็งและโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุ” และแต่ละอย่างสามารถนำไปสู่ยาที่ดีขึ้นได้ หรืออย่างที่กลาดีเชฟกล่าวไว้ว่า “ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงอายุขัยตลอดเวลา คำถามก็คือ มันทำอย่างไร? และเราสามารถกำหนดเป้าหมายกลไกเหล่านั้น ซึ่งจะทำให้มนุษย์มีอายุยืนยาวขึ้นได้หรือไม่”
ค้างคาวของแบรนดท์มีอายุมากกว่า 40 ปี แม้จะหนักกว่าน้ำตาลก้อนเล็กน้อยก็ตาม
สิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจที่สุดคือสิ่งผิดปกติสุดขั้ว สายพันธุ์เดียวที่ดูเหมือนจะอายุยืนกว่าญาติสนิทของพวกมัน พวกมันไม่ได้งดงามเท่าวาฬหัวโค้งเสมอไป ด้วยผิวหนังที่มีรอยย่นและไม่มีขน หนูตุ่นเปล่าจึงดูไม่เหมือนเด็กในวัยชราที่ประสบความสำเร็จ แต่มันสามารถมีชีวิตอยู่ได้นานถึง 30 ปี ซึ่งยาวนานกว่าสองหรือสามปีที่หนูบ้านที่ได้รับอาหารอย่างดีสามารถเพลิดเพลินได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หนูตุ่นที่เปลือยเปล่ามีความทนทานต่อมะเร็งอย่างผิดปกติ ยังไม่พบเนื้องอกในคนหลายพันคนที่ศึกษาในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าพวกเขาจะอาบน้ำด้วยสารก่อมะเร็งที่มีฤทธิ์ก่อมะเร็งแล้ว แต่ก็ยังปลอดมะเร็ง
สิ่งนี้อาจอธิบายได้บางส่วนจากข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ของพวกมันมักจะหยุดเติบโตเมื่อมีความหนาแน่นมากเกินไป ซึ่งเป็นกลไกที่หยุดไม่ให้เนื้องอกทำซ้ำและเติบโตโดยควบคุมไม่ได้ ลักษณะนี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นจากสารเคมีที่ “หนัก” โดยเฉพาะที่เรียกว่าไฮยาลูโรแนน โมเลกุลนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงนั่งร้านที่อยู่รอบๆ เซลล์ และอาจมีวิวัฒนาการมาเพื่อให้ผิวหนังของหนูตุ่นเปลือยมีความยืดหยุ่นมากขึ้นเมื่อพวกมันบีบผ่านโพรงที่แน่น วันนี้ดูเหมือนว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณที่หยุดเซลล์จากการคูณอย่างไม่สามารถควบคุมได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งแม้ว่าการกลายพันธุ์จะทำให้เนื้องอกก่อตัวขึ้น แต่ hyaluronan ก็หยุดการพัฒนาต่อไป
กลาดีเชฟยังได้ศึกษาค้างคาวของแบรนดท์ ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีชีวิตมานานกว่า 40 ปี แม้จะมีน้ำหนักน้อยกว่าน้ำตาลก้อนหนึ่งก็ตาม “เมื่อพิจารณาจากขนาดแล้ว ถือเป็นกรณีที่รุนแรงที่สุด” กลาดีเชฟกล่าว เขาได้พบการกลายพันธุ์ที่ผิดปกติรอบๆ ตัวรับฮอร์โมนการเจริญเติบโตและปัจจัยการเจริญเติบโตที่คล้ายกับอินซูลิน ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่อาจให้เบาะแสเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการควบคุมการเผาผลาญในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งจำกัดความเสียหายที่ปกติจะมาพร้อมกับอายุ
วาฬหัวโค้งที่ทำลายสถิติจะเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกที่คล้ายคลึงกันหรือไม่? ขนาดมหึมาของวาฬ – ยาว 20 เมตรและหนักถึง 100 ตัน – สร้างความท้าทายที่ไม่เหมือนใครซึ่งเป็นที่สนใจเป็นพิเศษสำหรับนักชีววิทยาเช่น de Magalhaes และ Gladyshev ตัวอย่างเช่น หากเซลล์ของมันเผาผลาญพลังงานในอัตราเดียวกับเซลล์ของหนู ความร้อนที่มากเกินไปจะทำให้น้ำรอบๆ เดือด ดังนั้นมันจึงมีวิวัฒนาการเพื่อให้มีการเผาผลาญอาหารช้าลงและอุณหภูมิของร่างกายลดลง
ร่างกายที่ใหญ่โตเช่นนี้ทำให้คุณเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งอย่างมาก ต้องขอบคุณคณิตศาสตร์ง่ายๆ ยิ่งคุณมีเซลล์มากเท่าไร โอกาสที่คุณจะพัฒนาการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (อันที่จริง การศึกษาชิ้นหนึ่งพบว่าคนที่สูงกว่ามีแนวโน้มที่จะเป็นมะเร็งมากกว่าคนที่เตี้ยกว่าเล็กน้อย ด้วยเหตุผลนี้เอง ) และปัญหาก็จะยิ่งมากขึ้นไปอีกเมื่ออายุขัยของคุณยืนยาวขึ้น Leonard Nunney แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ ผู้วิจัยวิวัฒนาการของมะเร็งกล่าวว่า “เมื่อคุณอายุยืนยาวขึ้น คุณจะต้องผ่านการแบ่งแยกมากขึ้น ดังนั้นโอกาสของมะเร็งจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
จากอัตราการเกิดมะเร็งของมนุษย์ วาฬขนาดใหญ่ทั้งหมดควรเต็มไปด้วยเนื้องอกก่อนที่พวกมันจะโตเต็มที่แต่พวกมันยังคงมีชีวิตต่อไปอีกอย่างน้อยอีกหนึ่งศตวรรษ ข้อเท็จจริงนี้เรียกว่า “Peto’s Paradox” และแสดงให้เห็นว่าวาฬเช่นหนูตุ่นเปล่า มีกลอุบายวิวัฒนาการที่ชาญฉลาดเพื่อจัดการกับการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย “เมื่อใส่ในบริบทของสัตว์อื่นๆ “พวกมันต้องมีกลไกปราบปรามเนื้องอกที่เราขาด”
งานนี้คล้ายกับการทำลาย Moby Dick หลายแสนเล่มแล้วนำประโยคแต่ละประโยคกลับมารวมกัน
มันเป็นกลไกเหล่านี้และอื่น ๆ ที่เดอมากาเลสหวังที่จะตอบโดยมองเข้าไปในจีโนมของมัน ในขั้นต้น เขาพยายามหาวิธีเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม ในที่สุด เขาก็พบทีมที่สร้างสายสัมพันธ์กับนักล่าชาวเอสกิโมแล้ว เพื่อรักษาวิถีชีวิตดั้งเดิมของพวกเขา สังคมพื้นเมืองรอบอาร์กติกได้รับอนุญาตให้จับและฆ่าหัวธนูได้จำนวนจำกัดในแต่ละปี แม้ว่าในตอนแรกพวกเขาจะสงสัยคนนอก แต่ในที่สุดนักล่าก็ตกลงให้นักวิทยาศาสตร์สุ่มตัวอย่างเนื้อเยื่อบางส่วนที่เก็บรวบรวมจากการฆ่าของพวกเขา
แม้แต่เมื่อพวกเขาได้รวบรวมวัสดุแล้ว ทีมงานก็ยังต้องเผชิญกับภารกิจพิเศษในการสร้างลำดับพันธุกรรม เมื่อพิจารณาจากข้อมูลจำนวนมหาศาล งานนี้ก็เหมือนกับการทำลาย Moby Dick หลายแสนชุด แล้วจึงนำประโยคแต่ละประโยคกลับมารวมกันเป็นลำดับที่มีความหมาย
ผลที่ได้คือชุดของผู้นำที่อาจปูทางสำหรับยาในอนาคต สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือ พวกเขาเห็นการเปลี่ยนแปลงที่โดดเด่นของยีนที่เรียกว่า ERCC1 ยีนนี้เป็นที่รู้จักในรหัสสำหรับชุดเครื่องมือระดับโมเลกุลที่สามารถซ่อมแซมพื้นที่เล็กๆ ที่เกิดความเสียหายต่อจีโนมได้ ดูเหมือนว่าการกลายพันธุ์ของหัวคันธนูจะทำให้มันมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการทำงาน บางทีอาจป้องกันการสร้างการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายซึ่งก่อให้เกิดมะเร็งได้
ทีมงานยังพบการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เรียกว่า PCNA ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนเซลล์ มันกำหนดรหัสสำหรับโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นแคลมป์ชนิดหนึ่งซึ่งยึดกลไกของโมเลกุลที่ทำให้ DNA ทำซ้ำ Bowheads มีการทำซ้ำบริเวณของยีน และการกลายพันธุ์ของพวกมันดูเหมือนจะช่วยให้มันมีปฏิสัมพันธ์กับส่วนอื่น ๆ ของชุดเครื่องมือที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม DNA ทีมงานตั้งสมมติฐานว่าการเปลี่ยนแปลงเพียงครั้งเดียวนี้สามารถส่งเสริมการเติบโตของเซลล์ที่มีสุขภาพดีขึ้นโดยไม่มีความเสียหายที่มาพร้อมกับอายุ เมื่อนำมารวมกับการดัดแปลงที่โดดเด่นอื่นๆ ที่อาจช่วยให้หัวโค้งสามารถขจัดความเครียดของเซลล์ ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเบื้องต้นเกี่ยวกับเคล็ดลับในการมีอายุยืนของวาฬ
‘ลายเซ็นอายุยืน’
ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกที่ฮาร์วาร์ด กลาดีเชฟเพิ่งทำการศึกษา “การถอดเสียง ” ของวาฬหัวโค้ง ไม่เพียงแค่ศึกษายีนเท่านั้น แต่ยังสำรวจด้วยว่าพวกมันมีความกระตือรือร้นเพียงใด หากคุณเห็นว่ายีนบางตัวทำงานเป็นพิเศษ คุณก็รู้ว่ายีนนั้นอาจมีบทบาทสำคัญในการสูงวัยเช่นกัน บอกได้เลยว่าเขาพบการเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกับการส่งสัญญาณอินซูลินที่เขาเห็นในค้างคาวของแบรนดท์ “มันอาจเปลี่ยนการตั้งค่าการเผาผลาญของเซลล์เพื่อให้มีอายุยืนยาวขึ้น” เขากล่าว “แม้ว่าความซับซ้อนที่แน่นอนยังคงเป็นเรื่องของการอภิปราย” ผลลัพธ์ที่ได้คือ “ลายเซ็นที่ยืนยาว” ร่วมกัน ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นแนวทางในการวิจัยในอนาคตได้
การค้นพบนี้ดึงดูดความสนใจจากบุคคลที่สำคัญที่สุดในวงการแพทย์ ฟรานซิส คอลลินส์ ผู้อำนวยการสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐฯ รู้สึกประทับใจ โดยเขียนว่างานของกลาดีเชฟทำให้เรา “ ก้าวสู่ขีดจำกัดของข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับสุขภาพที่ดีขึ้น ชีวิตที่ยืนยาวขึ้น ”
การค้นพบนี้ดึงดูดความสนใจจากบุคคลที่สำคัญที่สุดในวงการแพทย์
เมื่อผ่านเกณฑ์ดังกล่าวแล้ว มีหลายวิธีที่การค้นพบนี้อาจช่วยปรับปรุงการรักษาได้ กลาดีเชฟแนะนำว่าเราสามารถดูได้ว่าโปรแกรมควบคุมอาหารหรือการออกกำลังกายสามารถช่วยเปลี่ยนร่างกายให้เข้ากับลายเซ็นอายุยืนของวาฬได้หรือไม่ ตัวอย่างเช่น บางคนแนะนำว่าการอดอาหารหรือ “การจำกัดแคลอรี่” ทำให้กระบวนการชราภาพช้าลง และอาจเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะเปรียบเทียบว่าการอดอาหารทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมที่ช่วยให้วาฬอยู่รอดได้นานหรือไม่ ด้วยวิธีนี้ วาฬหัวโค้งสามารถให้คำแนะนำในทันทีเพื่อชีวิตที่ยืนยาวได้ดีที่สุด
