Секрет безсмертя або 4 історії про те, як навчитися жити довше і краще

Скільки може прожити людина, що сповідує здоровий спосіб життя? Коли ми навчимося редагувати свої гени, щоб відстрочити старість? Чи досяжна мрія про вічне життя? Про це, а також про те, яку роль в житті сучасного вченого відіграють комп'ютери, читачам НВ розповідає український генетик Олександр Коляда.

Які більшість вчених, наш співрозмовник буквально живе своїм ремеслом. І, як і всі вкрай захоплені своєю справою, не хоче витрачати час на зайве, продуктивно використовуючи свої ресурси.

У сучасному світі ноутбук – такий само інструмент для вченого, як скальпель для хірурга. Він повинен працювати бездоганно. Допомагати в роботі. Не красти час свого власника на зайве налаштування чи боротьбу з неполадками. Не підводити несподіваними збоями і глюками. Не розчаровувати «гальмуванням».

А ще добре б, щоб цей інструмент був по-справжньому дієвим, особливо якщо мова йде про такі завдання, як ті, що поставив перед собою Олександр Коляда.

Ви хотіли б перестати турбуватися про здоров'я ваших батьків як мінімум на кілька десятиліть? Хотіли б точно знати, що побачите не тільки своїх онуків, а й правнуків?

Довголіття – одне з найважливіших завдань у сучасній науці. Про те, як і коли наука зможе перемогти хвороби і як вченим у цьому допоможуть комп'ютери,– нам розповів Олександр Коляда, котрий кілька тижнів використовував як робочий інструмент найтонший у світі ноутбук HP Spectre.

1. Коли ми житимемо хоча б 100 років?

Минулого тижня багато галасу наробила новина про те, що середня тривалість життя в Європі досягла 80 років. Всього за одне століття завдяки прогресу в медицині люди стали жити в середньому на три десятиліття довше.

І це далеко не межа, запевняє Олександр. У дітей, народжених після 1995 року, середня тривалість життя складе вже 90 років. Це означає, що вони будуть жити від 70 до 120 років. За умови якщо все буде йти так, як зараз: наприклад, якщо з'являться очікувані антибіотики п'ятого і шостого поколінь.

Але здоровий спосіб життя має свої межі. Середня тривалість життя людини, яка ретельно стежить за своїм здоров'ям, відрізняється від середньої тривалості життя людини, який плювала на ЗСЖ з високої дзвіниці, всього на 20 років.

Тому, запевняє Олександр, проста медицина і успіхи в боротьбі з хворобами – не панацея. Запобігати хворобам – невдячна справа.

«Якщо ви позбудетеся усіх видів серцево-судинних захворювань, ви продовжите життя на планеті на цілих ... 5 років, – каже він. – Якщо перемогти всі види раку – ще на 4 роки».

Для того, щоб істотно продовжити життя, має сенс боротися не з хворобами, а зі старінням організму. Саме старіння – головний фактор ризику всіх захворювань. У 20 років рак, діабет і навіть тахікардія – це швидше рідкість і виключення з правил. У 70 років – це фактично норма. Тому що найголовніша хвороба людства – старість.

«Якщо ми вилікуємо старіння, ми позбудемося всіх хвороб», – констатує Олександр. За його словами, старіння – проблема, пов'язана з тим, що клітини організму перестають оновлюватися, в них накопичується генетичне сміття, вони перестають відповідати на сигнали ззовні, поширюють у організмі молекули старості.

Припинивши все це, ми переможемо хвороби, які провокує старіння. Тобто для запобігання інфаркту, який викликається зносом серця, необхідно запобігти зносу серця, підкреслює український генетик.

2. Дорога до безсмертя

Перемогти старість допоможе щось зовсім нове, щось кардинальне, причому, швидше за все, з галузі генної терапії.

Це не фантастика, стверджує Олександр. Такі технології є вже сьогодні, і вони працюють, людей лікують генними препаратами – медикаментами, які змінюють геном.

Вчений розповідає, як це працює: «У вас щось заболіло, ви приходите до лікаря, він робить аналіз вашого генома, встановлює, який ген є причиною проблеми. Для цього достатньо простого забору крові з подальшим виділенням з неї клітин ДНК і їх аналізом».

Потім, продовжує Олександр, вам вводять препарат, який змінює роботу проблемного гена. Для його створення в кров підмішують клітини з правильною версією необхідного вам гена, наприклад, взятого у іншої людини.

 І все – проблему усунено.

 

На думку Олександра, генна терапія в перспективі веде і до появи превентивної медицини. Ви можете прийти до лікаря, і він відразу зробить вам укол, щоб у вас ніколи нічого не боліло.

Наприклад, ви любите шоколад, і рано чи пізно, це призведе до карієсу. Теоретично можна зробити ін'єкцію, яка позбавить вас від карієсу в принципі.

Хотілося б вірити, що вода буде литися не так на млин людської ліні, а на млин здоров'я людини, сміється Олександр.

Деякі такі препарати пройшли клінічні випробування і вже є на ринку, а деякі – ще тільки проходять такі випробування.

Генна терапія дозволяє думати про зовсім фантастичні речі. У природі є прецеденти довгожительства. Скажімо, у невеликого гризуна з кумедною назвою голий землекоп тривалість життя – в 10 разів більша ніж у людини. Крім того, вони ніколи не хворіють на рак. Розшифрувавши, які гени за це відповідають, можна постаратися пересадити їх людині.

3. В очікуванні дива

Проблеми сучасної генетики тісно пов'язані з недорозвиненістю комп'ютерних технологій і обчислювальних потужностей, з сумом констатує Олександр.

На цей момент розшифровки генома людини займають третє місце за обсягом після порнографії і даних про космос. А за темпами наростання обсягів даних генетика вже наздоганяє порно.

Кількість даних величезна. Наприклад, дані про геном однієї людини в «сирому» вигляді займають 15 терабайт. Враховуючи, що кількість «проаналізованих» людей склала вже кілька мільйонів, потрібні серйозні обчислювальні потужності, щоб працювати з їх даними.
«І в цих ось даних, які вже сьогодні зберігаються на серверах, закодована безцінна інформація про ліки від раку, діабету, про способи продовження життя, – пояснює Олександр. – Але ми їх не можемо дістати вже багато років». Просто тому, що немає інструмента для аналізу цих даних.

Який це має бути інструмент? Якийсь прогрес в аналізі Big Data. Даних дуже багато, а біологам дуже складно пояснити програмістам, що саме вони хочуть. Тому виник конфлікт, коли айтішники не можуть надати біологам ті інструменти, які їм потрібні.

 

Біологи досягли серйозних успіхів у так званій мокрій хімії – області отримання даних про внутрішній устрій людини, але інструменти аналізу даних поки що не встигли підтягнутися за ними.

Дані вкрай важливо проаналізувати, підкреслює Олександр. І основні прориви в цій області сьогодні трапляються найчастіше саме тоді, коли з'являються нові методи аналізу даних.

По-перше, не вистачає математичного апарату. Банально незрозуміло, як аналізувати таку складну статистику. «Зрозуміло, що робити, коли потрібно порахувати олівці, – наводить приклад Олександр. – Але що робити, коли ми отримуємо природні дані. Скажімо, якщо потрібно проаналізувати будову одного листочка на тлі мільярда інших. Природа цих цифр і їх взаємодія між собою вимагають нової математики. Її частково нема».

На ноутбуці Олександра зараз зберігаються дані про експеримент з мухами, яких годували спеціальною їжею, яка продовжує життя на 30%. Вчені досліджували цих мух і проаналізували, активність яких генів у них змінилася в зв'язку зі змінами в харчуванні.

Це потрібно для того, щоб зрозуміти, на що впливає таке харчування. Якщо воно впливає на ті гени, які є не тільки у мух, а й у людини, значить, ця речовина може продовжити життя і людям.

Проаналізувати ці дані ми не можемо вже два роки лише тому, що це дуже складно. Дані є, в них прихований секрет збільшення життя на третину, а витягти їх поки не уявляється можливим.

Це при тому, що у мух геном простіший, ніж у людей. Що вже тоді говорити про аналіз безцінних даних, які можна отримати з генома людини.

Велика частина таких обчислень відбувається на кластерах – наприклад, первинна обробка. Зокрема, щоб з 15 терабайт отримати набагато більш прийнятні кілька гігабайт, без хмарних обчислень точно не обійтися. З цими стиснутими даними вже можна працювати на звичайних ноутбуках. Але суть проблеми від цього не змінюється – IT-технології як і раніше стоять на шляху до розкриття секрету довголіття.

4. Чи допоможуть комп’ютери?

Олександр не вважає себе гіком. Більш того, він належить до числа тих, хто відверто заявляє про своє небажання вникати в те, як працюють гаджети. «Мені не 15 років, щоб порпатися в налаштуваннях», – сміється він.

Ось уже кілька років Олександр користується Apple MacBook Air і в цілому задоволений ноутбуком.

Взявши на час HP Spectre, він був приємно здивований: це тонка і легка машинка, яка має ряд відмінних рис, помітних навіть не гіку.

По-перше, на цей момент ноутбук вважається найтоншим у світі. Товщина його корпуса – трохи більше 10 мм, тобто як у батарейки ААА. Для порівняння, товщина MacBook Air, яким користується Олександр, – 17 мм.

Важить Spectre, корпус якого виконаний з алюмінію і вуглецевого волокна, всього 1,1 кг.
Сама ж Apple, що стала законодавцем мод на ринку ультратонких ноутбуків роки тому, привчила користувачів до того, що за «легкість» треба платити. І найчастіше компроміс пов'язаний з продуктивністю.

Але HP Spectre приємно радує швидкодією, зазначає Олександр. Інженерам HP вдалося втиснути в неймовірно тонкий корпус ноутбука потужний процесор Intel останнього покоління з системою охолодження. У найтоншому корпусі знайшлося місце для кольорів.

Ноутбук продуктивний і ніколи не гальмує. Він з легкістю справляється з будь-якими завданнями, зокрема й з тими, які підкидає йому Олександр.

Якщо хтось думає, що для генетика комп'ютер – в основному друкарська машинка, то це глибока помилка. У генетиці обчислень вистачає (див. вище). І в цей момент саме висока продуктивність обчислень – один з небагатьох факторів, які можуть дозволити зробити наступний прорив у генетиці.

Наприклад, порівняти одну тисячу людей з іншою тисячею людей за, скажімо, тисячею показників. Це робиться як мінімум в Microsoft Excel, але є й більш складні програми на кшталт Power BI.

«Також ми працюємо із зображеннями, оскільки те, що ми робимо, візуалізується, – розповідає Олександр. – Наприклад, іноді потрібно оцінити ступінь сивини у двох різних мишок. Для цього їх фотографують, відкривають в графічному редакторі і рахують по пікселях, скільки сивого волосся у однієї й іншої».

Робота з графікою знову ж таки впирається в продуктивність «заліза».

  

Але є й інші чинники, які хвилюють вченого.

Ноутбук має бути легким, щоб його можна було завжди носити з собою, і повинен довго працювати від однієї зарядки. У генетиків часто трапляються експедиції або конференції, і можливості знаходитися весь час поруч з розеткою немає.

З іншого боку Олександр не вважає, що потрібно гнатися за якимись рекордами в цій області. В добі обмежена кількість часу, говорить він. Ви не будете працювати 24 години. Ви можете, скажімо, 6 годин активно працювати і ще 4 години в режимі очікування і кілька годин на відпочинок. Загалом, 10-12 годин – для ноутбука цілком достатньо.

У MacBook Air це є. Але що Олександру не подобається в Mac – це складність контакту з усіма іншими пристроями. Є формати, які не підтримуються. Тому складніше показувати презентації на заходах. Потрібні перехідники, щоб пересилати комусь файли.

У Windows такої проблеми немає.

На запитання про те, чи готовий він змінити свій MacBook Air на ноутбук на Windows, Олександр поки що відповісти не готовий. Але HP Spectre для вченого абсолютно точно – непоганий варіант.