Эти-то буферные концы ДНК (или тех хромосом, внутри которых упакованы ДНК) и есть теломеры.
А весь тот сложный процесс, который мы выше попытались грубо, но наглядно представить, можно коротко выразить двумя-тремя фразами: при каждом очередном делении клетки теломеры ее хромосом несколько укорачиваются, а обусловливается это тем, что белки, заведующие удвоением хромосом (происходящим перед всяким делением клетки), теряют свою эффективность, как только дело доходит до удвоения их концов (то есть теломер). Иначе говоря, теломеры не способны копироваться полностью, а потому каждый раз, когда клетка делится, ее теломеры теряют часть своей длины. Что немедленно подталкивает к ошеломляющему выводу: количество возможных делений клетки, то есть время ее жизни, ограничено исходной длиной ее теломер, ибо как только эти теломеры укоротятся до минимально допустимой длины, клетка утратит способность делиться — она умрет.
Именно так родилась гипотеза, связавшая теломеры со старостью. По существу, она впервые предложила наглядное, молекулярное объяснение процесса старения и смерти. По мере старения организма, говорила она, его теломеры становятся все короче, пока, наконец, не достигают той минимальной длины, на которую исходно рассчитаны. Эта их исходная длина и задает длительность жизни данного организма. Теломеры — это те песочные часы, что отмеряют отпущенное ему время. Это все три богини Мойры в едином лице: и та, что прядет нить человеческой жизни, и та, что измеряет ее длину, и та, с ножницами, которая в положенный момент ее обрезает. Но все это, добавляла гипотеза, относится к жизни нормальных клеток. А вот в клетках, пораженных раком, теломеры, напротив, почему-то не укорачиваются; и это объясняет, почему раковые клетки способны делиться — и размножаться — до бесконечности. Иными словами, это объясняет главную особенность этой страшной болезни. Но это не только объяснения. Все это имеет и чисто прикладное значение. Ибо все сказанное означает, что в принципе наука может победить и старость, и рак: для этого ей достаточно научиться (открыть способ) предотвращать укорочение теломер в хромосомах нормальных клеток и, напротив, ускорять их укорочение в хромосомах раковых клеток.
Одного этого открытия было бы достаточно, чтобы обессмертить крохотные теломеры. Но этим дело не кончилось. В самое последнее время на теломеры обратили свое внимание и специалисты по СПИДу. Оказалось, что в иммунных клетках определенного типа теломеры, в результате атаки вируса СПИДа, укорачиваются намного больше, чем им положено по возрасту,— как будто атака вируса эквивалентна быстрому искусственному старению. Эти результаты породили гипотезу, что, возможно, то же самое происходит в иммунных клетках всех других типов, и тогда воздействие вируса на организм сводится к преждевременному изнашиванию его иммунной системы (на «молекулярном языке» — к преждевременному укорочению его теломер). Опять- таки весьма соблазнительная в своей простоте и общности гипотеза, согласитесь.
Напомним, что все эти открытия следовали одно за другим, и каждое поднимало теломеры еще на одну ступеньку славы: вот они объясняют старение, вот они объясняют рак, а вот уже и загадочный СПИД тоже оказывается связан с ними. И вдруг — как удар литавр в самой высшей точке симфонического накала — прозвучал громовой голос: все эти гипотезы являются ошибочными! Теломеры не имеют абсолютно никакого отношения ни к старению, ни к раку, ни к СПИДу!
В научной печати были опубликованы результаты новых исследований. Если верить им, то теломеры вовсе не сокращаются с каждым делением в нормальных клетках и вовсе не остаются неизменными в раковых клетках. Авторы этих новых работ — Элизабет Блэкберн из Калифорнийского университета и Тития де Ланге из университета Рокфеллера.
Что же послужило основанием для столь радикального пересмотра всех прежних представлений? Какие новые результаты понудили Блэкберн и де Ланге вынести теломерам столь суровый приговор?
Как утверждают эти исследовательницы, все прежние экспериментальные выводы, указывавшие на непрерывное сокращение теломер при каждом очередном делении, были ошибочными, потому что базировались на слишком малом числе наблюдений. В экспериментах Блэкберн и де Ланге была прослежена достаточно длинная последовательность делений, и это позволило им обнаружить, что после некоторого периода укорочения длина теломер снова начинает возрастать, пока не достигает прежней величины; после этого она опять начинает укорачиваться, и так далее. Иными словами, достаточно продолжительное наблюдение показывает, что процесс изменения длины теломер представляет собой не столько неумолимое укорочение, сколько чередование укорочений и удлинений — этакий «маятниковый» процесс!
По мнению Блэкберн и де Ланге, укорочение теломер не связано с каким бы то ни было «врожденными» особенностями белков, заведующих удвоением ДНК, а потому не является неизбежным. Напротив, когда длина теломер становится так мала, что на них остается очень мало белковых молекул, тогда сплошной белковый слой, прежде покрывавший теломеры, распадается, и белки, заведующие удвоением, получают возможность пробиться к концам молекулы ДНК. А следующее деление клетки сопровождается уже вполне нормальным удвоением ДНК, вместе с ее концами; в результате теломеры становятся чуть длиннее и с каждым новым делением продолжают удлиняться — пока не достигнут такой длины, когда удлинение снова сменится укорочением.
