18 декабря 2017, понедельник

Секрет бессмертия или 4 истории о том, как научиться жить дольше и лучше

комментировать
Александр Коляда, украинский генетик

Александр Коляда, украинский генетик

Сколько может прожить человек, исповедующий здоровый образ жизни? Когда мы научимся редактировать свои гены, чтобы отсрочить старость? Достижима ли мечта о вечной жизни? Об этом, а также о том, какую роль в жизни современного ученого играют компьютеры, читателям НВ рассказывает украинский генетик Александр Коляда.

Как и большинство ученых, наш собеседник буквально живет своим ремеслом. И, как и все крайне увлеченные своим делом, не хочет тратить время на лишнее, продуктивно используя свои ресурсы.

В современном мире ноутбук  такой же инструмент для ученого, как скальпель для хирурга. Он должен работать безупречно. Помогать в работе. Не красть время своего владельца на лишнюю настройку или борьбу с неполадками. Не подводить неожиданными сбоями и глюками. Не разочаровывать «тормозами».

А еще хорошо бы, чтобы этот инструмент был по-настоящему действенным, в особенности если речь идет о таких задачах, как те, что поставил перед собой Александр Коляда.

Вы хотели бы перестать беспокоиться о здоровье ваших родителей как минимум на пару десятилетий? Хотели бы точно знать, что увидите не только своих внуков, но и правнуков?

Долголетие — одна из самых важных задач в современной науке. О том, как и когда наука сможет победить болезни и как ученым в этом помогут компьютеры, нам рассказал Александр Коляда, несколько недель использовавший в качестве рабочего инструмента самый тонкий в мире ноутбук HP Spectre.

1. Когда мы будем жить хотя бы 100 лет?

На прошлой неделе много шума наделала новость о том, что средняя продолжительность жизни в Европе достигла 80 лет. Всего за одно столетие благодаря прогрессу в медицине люди стали жить в среднем на три десятилетия дольше.

И это далеко не предел, уверяет Александр. У детей, рожденных после 1995 года, средняя продолжительность жизни составит уже 90 лет. Это значит, что они будут жить от 70 до 120 лет. При условии если все будет идти так, как сейчас: к примеру, если появятся ожидаемые антибиотики пятого и шестого поколений.

Но здоровый образ жизни имеет свои пределы. Средняя продолжительность жизни человека, который тщательно следит за своим здоровьем, отличается от средней продолжительности жизни человека, который плевал на ЗОЖ с высокой колокольни, всего на 20 лет.

Поэтому, уверяет Александр, простая медицина и успехи в борьбе с болезнями — не панацея. Предупреждать болезни — неблагодарное дело.

«Если вы избавитесь от всех видов сердечно-сосудистых заболеваний, вы продлите жизнь на планете на целых… 5 лет, - говорит он. - Если победить все виды рака — еще на 4 года».

Для того, чтобы существенно продлить жизнь, имеет смысл бороться не с болезнями, а со старением организма. Именно старение — главный фактор риска всех заболеваний. В 20 лет рак, диабет и даже тахикардия — это скорее редкость и исключение из правил. В 70 лет — это фактически норма. Потому что самая главная болезнь человечества — старость.

«Если мы излечим старение, мы избавимся от всех болезней», - констатирует Александр. По его словам, старение — проблема, связанная с тем, что клетки организма перестают обновляться, в них накапливается генетический мусор, они перестают отвечать на сигналы извне, распространяют по организму молекулы старости.

Прекратив все это, мы победим болезни, которые провоцирует старение. Т.е. для предотвращения инфаркта, который вызывается износом сердца, необходимо предотвратить износ сердца, подчеркивает украинский генетик.

2. Дорога к бессмертию

Победить старость поможет нечто совершенно новое, что-то кардинальное, причем, скорее всего, из области генной терапии.

Это не фантастика, утверждает Александр. Такие технологии есть уже сегодня, и они работают, людей лечат генными препаратами — медикаментами, которые меняют геном.

Ученый рассказывает, как это работает: «У вас что-то заболело, вы приходите к доктору, он делает анализ вашего генома, устанавливает, какой ген является причиной проблемы. Для этого достаточно простого забора крови с последующим выделением из нее клеток ДНК и их анализом».

Затем, продолжает Александр, вам вводят препарат, который меняет работу проблемного гена. Для его создания в кровь подмешивают клетки с правильной версией необходимого вам гена, к примеру, взятой у другого человека.

И все — проблема устранена.

 

 

По мнению Александра, генная терапия в перспективе ведет и к появлению превентивной медицины. Вы можете прийти к врачу, и он сразу сделает вам укол, чтобы у вас никогда ничего не болело.

К примеру, вы любите шоколад, и рано или поздно, это приведет к кариесу. Теоретически можно сделать инъекцию, которая избавит вас от кариеса в принципе.

Хотелось бы верить, что вода будет литься не на мельницу человеческой лени, а на мельницу здоровья человека, смеется Александр.

Некоторые такие препараты прошли клинические испытания и уже есть на рынке, а некоторые - еще только проходят такие испытания.

Генная терапия позволяет думать о совсем фантастических вещах. В природе есть прецеденты долгожительства. Скажем, у небольшого грызуна с забавным названием голый землекоп продолжительность жизни — в 10 раз больше, чем у человека. Кроме того, они никогда не болеют раком. Расшифровав, какие гены за это отвечают, можно постараться пересадить их человеку.

3. В ожидании чуда

Проблемы современной генетики тесно связаны с недоразвитостью компьютерных технологий и вычислительных мощностей, с грустью констатирует Александр.

На данный момент расшифровки генома человека занимают третье место по объему после порнографии и данных о космосе. А по темпам нарастания объемов данных генетика уже догоняет порно.

Количество данных огромно. Например, данные о геноме одного человека в «сыром» виде занимают 15 терабайт. Учитывая, что число «проанализированых» людей составило уже несколько миллионов, нужны серьезные вычислительные мощности, чтобы работать с их данными.
«И в этих вот данных, которые уже сегодня хранятся на серверах, закодирована бесценная информация о лекарствах от рака, диабета, о способах продления жизни, - поясняет Александр. - Но мы их не можем достать уже много лет». Просто потому, что нет инструмента для анализа этих данных.

Какой это должен быть инструмент? Какой-то прогресс в анализе Big Data. Данных очень много, а биологам очень сложно объяснить программистам, что именно они хотят. Поэтому возник конфликт, когда айтишники не могут предоставить биологам те инструменты, которые им нужны.

 

 

Биологи достигли серьезных успехов в так называемой мокрой химии - области получения данных о внутреннем устройстве человека, но инструменты анализа данных пока еще не успели подтянуться за ними.

Данные крайне важно проанализировать, подчеркивает Александр. И основные прорывы в этой области сегодня случаются чаще всего именно тогда, когда появляются новые методы анализа данных.

Во-первых, не хватает математического аппарата. Банально непонятно, как анализировать такую сложную статистику. «Понятно, что делать, когда нужно посчитать карандаши, - приводит пример Александр. - Но что делать, когда мы получаем природные данные. Скажем, если нужно проанализировать строение одного листочка на фоне миллиарда других. Природа этих цифр и их взаимодействие между собой требуют новой математики. Ее частично нет».

На ноутбуке Александра сейчас хранятся данные об эксперименте с мухами, которых кормили специальной пищей, которая продлевает жизнь на 30%. Ученые исследовали этих мух и проанализировали, активность каких генов у них изменилась в связи с переменами в питании.

Это нужно для того, чтобы понять, на что воздействует такое питание. Если оно влияет на те гены, которые есть не только у мух, но и у человека, значит, это вещество может продлить жизнь и людям.

Проанализировать эти данные мы не можем уже два года просто потому, что это очень сложно. Данные есть, в них сокрыт секрет увеличения жизни на треть, а извлечь их пока не представляется возможным.

Это притом что у мух геном проще, чем у людей. Что уж тогда говорить об анализе бесценных данных, которые можно извлечь из генома человека.

Большая часть таких вычислений происходит на кластерах - например, первичная обработка. В частности, чтобы из 15 терабайт получить намного более приемлемые пару гигабайт, без облачных вычислений точно не обойтись. С этими ужатыми данными уже можно работать на обычных ноутбуках. Но суть проблемы от этого не меняется - IT-технологии по-прежнему стоят на пути к раскрытию секрета долголетия.

4. Помогут ли компьютеры?

Александр не считает себя гиком. Более того, он принадлежит к числу тех, кто откровенно заявляет о своем нежелании вникать в то, как работают гаджеты. «Мне не 15 лет, чтобы лазить в настройки», - смеется он.

Вот уже несколько лет Александр пользуется Apple MacBook Air и в целом доволен ноутбуком.

Взяв на время HP Spectre, он был приятно удивлен: это тонкая и легкая машинка, которая имеет ряд отличительных черт, заметных даже не гику.

Во-первых, на данный момент ноутбук считается самым тонким в мире. Толщина его корпуса — чуть больше 10 мм, то есть как у батарейки ААА. Для сравнения, толщина MacBook Air, которым пользуется Александр, - 17 мм.

Весит Spectre, корпус, которого выполнен из алюминия и углеродного волокна всего 1,1 кг.
Сама же Apple, ставшая законодателем мод на рынке ультратонких ноутбуков годы назад, приучила пользователей к тому, что за «воздушность» надо платить. И чаще всего компромисс связан с производительностью.

Но HP Spectre приятно радует быстродействием, отмечает Александр. Инженерам HP удалось втиснуть в неимоверно тонкий корпус ноутбука мощный процессор Intel последнего поколения с системой охлаждения. В тончайшем корпусе нашлось место для кулеров.

Ноутбук производительный и никогда не тормозит. Он с легкостью справляется с любыми задачами, в том числе и с теми, которые подбрасывает ему Александр.

Если кто-то думает, что для генетика компьютер — в основном печатная машинка, то это глубокое заблуждение. В генетике вычислений хватает (см. выше). И в данный момент именно высокая производительность вычислений — один из немногих факторов, которые могут позволить совершить следующий прорыв в генетике.

Например, сравнить одну тысячу людей с другой тысячей людей по, скажем, тысяче показателей. Это делается как минимум в Microsoft Excel, но есть и более сложные программы вроде Power BI.

«Также мы работаем с изображениями, поскольку то, что мы делаем, визуализируется, - рассказывает Александр. - Например, иногда нужно оценить степень седины у двух разных мышек. Для этого их фотографируют, открывают в графическом редакторе и считают по пикселям, сколько седых волос у одной и другой».

Работа с графикой опять-таки упирается в производительность «железа».

 

  

Но есть и другие факторы, которые волнуют ученого.

Ноутбук должен быть легким, чтобы его можно было всегда носить с собой, и должен долго работать от одной зарядки. У генетиков часто случаются экспедиции или конференции, и возможности находится все время рядом с розеткой нет.

С другой стороны Александр не считает, что нужно гнаться за какими-то рекордами в этой области. В сутках ограниченное количество времени, говорит он. Вы не будете работать 24 часа. Вы можете, скажем, 6 часов активно работать и еще 4 часа в режиме ожидания и пару часов на отдых. В общем, 10-12 часов — для ноутбука вполне достаточно.

В MacBook Air это есть. Но что Александру не нравится в Mac — это сложность контакта со всеми остальными устройствами. Есть форматы, которые не поддерживаются. Поэтому сложнее показывать презентации на мероприятиях. Нужны переходники, чтобы пересылать кому-то файлы.

В Windows такой проблемы нет.

На вопрос о том, готов ли он сменить свой MacBook Air на ноутбук на Windows, Александр пока ответить не готов. Но HP Spectre для ученого совершенно определенно — неплохой вариант.


Комментарии

1000

Правила комментирования
Показать больше комментариев

Последние новости

ТОП-3 блога

Читайте на НВ style

Технологии успеха ТОП-10

Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер: