Биолог Гельфанд — о продлении жизни и о том, почему следующая пандемия будет гораздо опаснее

Михаил Гельфанд — российский ученый мирового уровня, он больше 40 лет занимается изучением молекулярной биологии и наследственности, а еще много сил и времени вкладывает в популяризацию науки. В интервью шеф-редактору E1.RU Александру Ашбелю биоинформатик рассказал, можно ли прокачать иммунитет и есть ли у нас шансы радикально увеличить продолжительность жизни.

Будем ли мы жить до 150 лет

— Михаил Сергеевич, не так давно политики снова сделали актуальным вопрос о продлении жизни: китайский лидер заявил, что в этом веке у людей есть шанс дожить до 150 лет. Если отбросить политическую пыль, то реально ли расширить эти пределы, в том числе за счет трансплантации?

— Чтобы орган трансплантировать, его надо у кого-нибудь отрезать — и если этот кто-то должен умереть, тогда мы не решили проблему продления жизни. Хотя, с другой стороны, я не сомневаюсь, что, если бы кому-нибудь из сильных мира сего внезапно понадобился орган для пересадки, то донора бы нашли, и его бы даже не спросили.

Кроме того, старение — это системный процесс. Если есть патология какого-то конкретного органа (печени, легких, сердца), тогда трансплантация поможет, но это не решает проблемы отказа и ухудшения работы сразу нескольких систем организма. Именно поэтому радикально продлить человеческую жизнь не получится.

— А каков реальный предел?

— Мы знаем, что есть люди, которые доживали до 120 лет, поэтому теоретически это возможно. Во всем мире, особенно в Японии, растет доля людей, которым больше 100 лет, то есть это выглядит совсем реалистично.

Продолжительность жизни зависит много от чего. В очень значительной степени влияют внешние условия. Например, люди, которые нервничают, стареют быстрее. Вот сейчас говорят, что очень сильно на старение влияют так называемые heat waves — волны продолжительной и очень большой жары. Я думаю, что в 2010 году население Москвы заметно состарилось из-за пожаров и смога.

Несомненно, поверх этого есть какая-то генетическая предрасположенность, но она очень сложная. Мы не можем сказать, что есть какой-то конкретный ген, который отвечает за старение, поэтому я в этом вопросе пессимист. Думаю, что за счет хорошего здравоохранения и, главное, хорошей жизни реалистично доживать до ста лет.

Михаил Гельфанд принял участие в фестивале науки и технологии «Контур Фест: Пикник ИТ» в Екатеринбурге.

— Как вы в целом относитесь к идее биохакинга?

— Понимаете, этим термином называют разные вещи. Я знал одного товарища, который себе вживил чип в ладонь и в метро входил, просто прикладывая руку. Он называл себя биохакером. Я действительно не очень понимаю, что это такое.

С одной стороны, закидываться всякими веществами в расчете на то, что станешь умнее, рискованно. С другой стороны, вся медицина — это по большому счету биохакинг, ведь мы вмешиваемся в естественные процессы. Поэтому к медицине отношусь хорошо. В целом это плохая идея, что дилетант, не понимая биологии, может начать себя улучшать.

Даже люди, которые строят самодельные самолеты, все-таки имеют какое-то представление об аэродинамике.

Михаил Гельфанд

биоинформатик

На самом деле есть материальный случай биохакинга — это геномное редактирование. Мы знаем один пример из Китая, только там все криво пошло.

В 2018 году ученый Хэ Цзянькуй впервые в мире генетически спроектировал девочек-близнецов. Он заявил, что сумел искусственно создать мутацию у эмбрионов, которая дает врожденную устойчивость к ВИЧ. Позже исследователя приговорили к трем годам тюрьмы за незаконный эксперимент.

Надо понимать, о чем вообще идет речь. Есть ген, продукт которого является рецептором для вируса иммунодефицита — и если его сломать, то вирус в клетку проникать не будет. В Евразии действительно встречаются люди с ВИЧ, которые не заболевают, потому что у них сломан рецептор, и идея была в том, чтобы воспроизвести этот природный феномен.

Но если этот рецептор исходно был — значит, он зачем-то нужен. Это базовый принцип эволюции: бесполезные гены просто ломаются. В Африке, где таких сломанных вариантов нет, этот рецептор защищает от лихорадок, которые переносят комары. И не дай бог этим девочкам поехать в Африку — не говоря уже про всемирное потепление, когда комары-переносчики полезут на север.

Что интересует биохакеров? Они хотят быть умными и красивыми, но тут слишком много переплетенных систем. Я всегда объясняю основную идею так: если вы полезете молотком чинить черно-белый телевизор, то цветным он не станет. В лучшем случае он будет работать как радио, а в худшем — как подставка вместо ножки стола.

Можно ли прокачать иммунитет

— Обещания улучшить иммунитет чудо-таблетками выглядят абсурдно, но есть ли вообще смысл в этом разговоре с точки зрения науки?

— Смысл в этом разговоре есть, но не очень понятно, что значит улучшить. Взять, например, ковид. Люди же тогда умирали не от вируса, а от гиперреакции иммунной системы. Тяжелые последствия ковида — это просто генерализованное воспаление, спровоцированное вирусом. Аутоиммунные заболевания, аллергии — это все от слишком чуткого иммунитета.

Большую часть своей истории человечество жило, когда медицины не было, а поток патогенов был большим. В таких условиях напряженный иммунитет — штука полезная, потому что он будет лучше реагировать на патоген. Но в современном городе мы живем в относительно чистой среде и с инфекционными болезнями боремся уже другими способами. Тут напряженный иммунитет — это уже плохо.

Это основной биологический принцип: если есть система, не загруженная основной работой, она начинает делать ерунду.

Михаил Гельфанд

биоинформатик

Есть подсистема иммунитета, которая в норме должна бороться с крупными паразитами. Что происходит при классических аллергиях? Например, когда человек чихает — эта реакция создана для того, чтобы быстро избавиться от того, кто к вам в нос заполз. То же самое с диареей: это способ избавиться от глистов, которые в кишечнике завелись.

Если же у вас нет паразитов, то эта ветка иммунитета простаивает и начинает реагировать на клубнику, пыльцу и все что угодно. Более того: есть экзотические схемы, которые я не рекомендую ни в коем случае, — когда аллергию лечат затаскиванием в организм червей-нематод. По этой теме были серьезные медицинские работы, но так делать не надо.

Поэтому, когда мы говорим про улучшение иммунитета, не очень понятно, в какое именно место лезть «отверткой». Это очень тонкая система маятников с большим количеством обратных связей. Толкнете один из них — все остальные начнут колыхаться, и начнется абсолютно непредсказуемая динамика.

Гельфанд — один из самых известных популяризаторов науки в России

Источник: Анастасия Сибирякова / E1.RU

— Насколько реалистично появление лет через 50 генетического гаджета, который можно имплантировать эмбриону, чтобы он родился с заданными свойствами организма и внешности?

— Во-первых, я не умею рассуждать о том, что будет через 50 лет. Если бы я умел, то был бы венчурным капиталистом и знал бы, куда вкладываться, чтобы мои наследники разбогатели.

Вообще говоря, избавление от тяжелых болезней делается по-другому. В традиционном обществе делают предварительное генетическое тестирование молодоженов. Если в семьях у них была история заболеваний, то им запрещают вступать в брак. В условном западном обществе разрешен жесткий вариант — тестировать эмбрион и делать аборт. Промежуточный вариант — ЭКО и проверка эмбриона.

Я разговаривал с медицинскими генетиками и задал примерно ваш вопрос: можно ли при ЭКО вычищать плохие варианты в человеческой популяции? И мне ответили: «Нет, мы так не делаем, потому что не знаем, что еще зависит от этих вариантов. Мы следим, чтобы не было больных людей, но не занимаемся распространением добра в планетарном масштабе».

Какая польза от нейросетей

— Искусственный интеллект помогает ученым или вредит?

— Это очень хороший инструмент, он позволяет делать вещи, которых без него мы делать не умеем. Классический пример — предсказание структуры белка по последовательности. Это программа AlphaFold, ее в Google сделали.

— Это она просчитала миллион разных вариантов белка за месяц?

— Да. Но дело даже не в этом, а в том, что этого в принципе никто не умел делать. Это классическая задача, ее очень долго пытались решить, практически полвека — а потом пришел искусственный интеллект и более-менее с ней справился.

— Какую пользу принесут эти наблюдения?

— Занятия биологией вообще полезны, для человечества в том числе. А вот предсказание структуры белка страшно полезно, потому что разработка лекарств сейчас станет намного более эффективной.

Что такое лекарство? Это маленькая молекула, которая взаимодействует с белком. Чтобы предсказать, какая молекула будет взаимодействовать с белком, надо знать его пространственную структуру — и дальше ясно, что с помощью нейронных сетей фармкомпании будут быстрее и дешевле проходить предварительный этап разработки.

После лекции на фестивале к ученому выстроилась очередь за автографами и селфи

Источник: Анастасия Сибирякова / E1.RU

— А как насчет того, что нейросети галлюцинируют: это критично?

— Абсолютно некритично. У меня в Сколтехе есть курс для аспирантов, и я попросил их побеседовать с разными нейросетками про свои диссертационные работы. В итоге выяснили, что поиск подходящих статей становится легче: и мусора меньше, и находится то, что стандартным поиском можно было пропустить. Это как любой другой инструмент: вы пилой можете дом построить, а можете себе ногу отпилить.

Чего мы еще не знаем про ДНК

— Много разговоров про то, что какие-то болезни передаются от отца, а какие-то — от матери. Есть у этого научное обоснование?

— Ну смотрите. У нас каждый ген есть в двух копиях: одна от папы, другая от мамы. Обычно они равноправны, но есть гены, у которых работает только материнский или отцовский вариант. Не очень понятно, почему так получается, но это правда. Соответственно, если варианты этого гена вызывают болезнь, то они действительно будут наследоваться либо от отца, либо от матери.

Болезни, вызванные мутациями в митохондриальном геноме, будут наследоваться строго по материнской линии — другое дело, что люди, которые так говорят, с большой вероятностью имеют в виду что-то совсем другое.

— Есть популярный миф: возьмешь из детдома ребенка алкоголиков или наркоманов — и будешь иметь дело с дурной наследственностью. Насколько это обоснованно?

Первое: дети алкоголиков и наркоманов с большей вероятностью имеют генетические дефекты, просто потому что это увеличивает частоту мутаций. Второе: есть варианты генов, которые предрасполагают к разным сортам зависимости. Это уже вопрос взаимодействия генетического субстрата и среды.

Понятно, что есть генетическое основание у шизофрении, у расстройств аутистического спектра. Но если ребенок с таким пограничным субстратом воспитывался в хорошей любящей семье — ну так и слава богу. А если его били, ставили в угол или не дай бог еще чего-нибудь делали — ну так он и сорвется.

Давайте я вам историю расскажу. Есть дофаминовый рецептор, который работает в головном мозге и связан с системой получения удовольствия. У него есть два варианта — белок чуть длиннее и белок чуть короче, и люди с длинным вариантом показывают более высокие баллы по психологическому тесту на поиск новизны (novelty seeking).

Например, среди белого населения Австралии носителей этого варианта больше, чем во всех других частях света. Давайте вспомним, чьими потомками они являются: в викторианской Англии поиски нового вполне увеличивали вероятность стать преступником. А вот в Китае этого практически нет — и тоже известно почему. Там вместе с государственным преступником казнили всех его кровных родственников. Соответственно, все эти варианты вычищались.

Михаил Гельфанд умеет наглядно объяснить сложные биологические процессы

Источник: Анастасия Сибирякова / E1.RU

— Чего ученые еще не знают про ДНК и наследственность?

— Тут ситуация такая: прогресс в биологии приводит к увеличению нашего незнания. Я всегда привожу один тот же пример. Представьте, что Робинзона Крузо выкинуло на берег, кругом дымка. Он побродил по острову, а потом залез на дерево, дымка рассеялась — и оказалось, что это целый континент. Биология становится все сложнее за счет того, что мы ее лучше понимаем.

Вопрос, к которому никак не подступиться, — это проблема происхождения жизни. Она действительно очень фундаментальная и интересная, но над ней работает очень мало ученых, потому что практического выхода нет, а исследования тяжелые. Общество вкладывает мало денег — хотя, чем строить какой-нибудь ускоритель, лучше бы биологией занялись. Но ускоритель — это почему-то понтово, а происхождение жизни — не понтово.

Почему мы не готовы к следующей пандемии

— Чему нас должна была научить пандемия ковида и чему в итоге не научила?

— Научить она нас должна была тому, что в очень проницаемом современном мире вероятность появления таких вот пандемий довольно большая. Почему вирус, который вызывал ковид, назывался SARS-CoV-2? Потому что был SARS-CoV-1 — но он тогда так не назывался. Это была атипичная пневмония, и смертность от нее была процентов 30.

В этом смысле нам с ковидом повезло, потому что он не такой ужасный — но не повезло, потому что очень много людей были носителями, в том числе бессимптомно. То есть первый урок такой: если возникает опасность эпидемии, не надо это заметать под ковер. Китайские начальники боялись огорчить более вышестоящих китайских начальников.

Врали на каждой ступени, пока это действительно не превратилось в проблему сначала всей страны, а потом и всей планеты.

Михаил Гельфанд

биоинформатик

Второй урок — это то, что меры надо принимать до того, как пандемия станет пандемией. В авторитарном государстве пропускают начало эпидемии, потому что все всем врут, а в условно демократическом государстве пандемию запускают, потому что, пока она не приобретет национальных масштабов, население не позволит применять жесткие меры.

Егор Базыкин, который тогда был профессором в Сколтехе, сделал с командой работу по эволюции вируса в России, которую долго не разрешали публиковать — и там много всего красивого сделали.

Например, есть известный случай в институте травматологии имени Вредена в Питере, где была прямо больничная эпидемия. Там все говорили, что произошло все из-за одного заноса — а их было минимум три. Вирус очень быстро меняется, и можно построить родословное дерево конкретных штаммов прямо в реальном времени. Кроме того, там репродуктивное число резко упало с трех до единицы, когда устроили карантин между этажами.

Базовое репродуктивное число — показатель, отражающий, сколько людей заражает один заболевший. Если оно меньше единицы, то эпидемии не происходит.

А еще это родословное дерево показало чудесные случаи. Например, была одна ветка со штаммами из Швейцарии, Якутии и Москвы. Проследили по газетам и поняли: это менеджмент одной компании съездил на лыжах покататься. А другую ветку можно оставить в качестве загадки для читателей: Чечня и Саудовская Аравия.

Михаил Гельфанд — вице-президент по биомедицинским исследованиям Сколковского института науки и технологий (Сколтеха)

— А мы вообще готовы к еще одной пандемии?

— Нет, и стало еще хуже, потому что в 2020 году мир все-таки был единым. Тогда можно было предпринимать какие-то скоординированные усилия, а за последние несколько лет общее состояние человечества сильно ухудшилось, поэтому представить себе согласованные действия всего человечества я сейчас не могу. Например, Трамп назначил начальником над медициной антивакцинатора Кеннеди-младшего, а сам американский президент, по-моему, объяснял, что вообще никакого ковида не существует.

Зачем ученых зовут на корпоративы

— Вы уже много лет занимаетесь популяризацией науки. По вашему мнению, научпоп как проект сработал или провалился?

— Это довольно трудно померить, но иногда какими-то косвенными способами удается понять. Например, в какой-то момент упали продажи гомеопатических средств. В этом смысле проект сработал. Граждане стали умнее и больше понимают — как минимум некоторые.

Есть, например, такая чудесная вещь: на корпоративах теперь часто проводят лекцию какого-нибудь хорошего популяризатора. Меня тоже стали звать чаще — но я подозреваю, что это просто на безрыбье, потому что многие блестящие люди (например, Марков или Панчин) сейчас не в России, поэтому их так легко не позовешь. Тем не менее это показывает, что даже на таком уровне у людей есть запрос. В этом смысле научпоп сработал на ура.