В материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас

N+1Наука

Изменчивый враг

Сломанные хромосомы, клеточные бури и многоликие опухоли: что мы знаем о генетике рака сегодня

Эдуард Кацман

Еще не так давно ученые надеялись найти секрет победы над раком в изучении отдельных мутаций. Оказалось, однако, что изменения в геноме, превращающие обыкновенную клетку в раковую, многочисленны, сложны и разнообразны. Каждая опухоль — уникальная генетическая мозаика, а раковые клетки эволюционируют прямо в организме пациента. В этом материале мы поговорим о том, что новое понимание рака меняет для всех нас.

В проекте «Биодизайн» вместе с Сеченовским Университетом мы рассказываем, как медицина становится все более персонализированной, зачем нам нужны биобанки и есть ли они в России, а также сможем ли мы отказаться от исследований на мышах, собаках и обезьянах.

Часть 1. Рак — это мутации

О том, что причина рака — сбой механизмов передачи наследственной информации, ученые начали догадываться больше сотни лет назад. С середины XIX века начала формироваться мутационная теория рака. Традиционно ее историю отсчитывают с работы немецкого биолога Теодора Бовери Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren («Об истоках злокачественных опухолей»). В ней Бовери предположил, что опухоли возникают вследствие потери ключевых клеточных характеристик. Однако Бовери не мог знать, какова природа этих потерь. Он описывал в первую очередь роль хромосомных аномалий, но предполагал, что опухоли могут возникать и в результате таких генетических изменений, которые не затрагивают целые хромосомы и которые по этой причине невозможно обнаружить, исследуя хромосомы под микроскопом.

Рис. 1. Механизм деления клетки. Иллюстрация метода Теодора Бовери — комбинации техники окрашивания, наблюдений под микроскопом и зарисовок Boveri, T. Zellenstudien II: Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris megalocephala. Jenaer Zeitschrift für Naturwissenschaft 22, 685–882, plates XIX–XXIII (1888)

От хромосом — к отдельным генам

Бовери не занимался исследованием рака у человека — к этому приступили его последователи и спустя полвека обнаружили подтип рака, развитие которого бывает связано с заметной деформацией хромосомы. Это была одна из разновидностей хронического миелоидного лейкоза (CML). Необычно маленькую хромосому, встретившуюся ученым Питеру Новеллу и Дэвиду Хангерфорду в лейкоцитах больных CML, назвали по городу, где проводили исследования, — филадельфийской хромосомой.

В 1973 году американская исследовательница генетики рака Джанет Роули объяснила природу деформации филадельфийской хромосомы. Используя относительно простые техники окрашивания препаратов — Роули часто подчеркивала, что для ее исследований не требовалось «космических» технологий, — она показала, что филадельфийская хромосома есть результат транслокации — мутации, при которой участок хромосомы переносится на другую, негомологичную хромосому. В случае с филадельфийской хромосомой это был перенос генетического материала с 9-й на 22-ю хромосому, и наоборот.

История исследования филадельфийской хромосомы прекрасно отражает прогресс в изучении механизмов онкогенеза. Спустя 20 лет после работы Роули были описаны конкретные гены, на активность которых влияет транслокация 9-й и 22-й хромосом. Было показано, что в результате транслокации образуются химерные гены — комбинации нуклеотидных последовательностей BCR 22-й хромосомы и протоонкогена ABL 9-й хромосомы. Продукты экспрессии этих химерных генов связаны с развитием разных подтипов лейкемии.

Дженет Роули. В левом верхнем углу — структура домена Abl-киназы (синим цветом) в комплексе с ингибитором тирозин-киназы 2-го поколения нилотинибом (красным цветом). Нилотиниб и другие ингибиторы тирозин-киназы нашли применение в терапии хронического миелолейкоза — заболевание, характерезующееся Филадельфийской хромосомой, механику которой объяснила Роуи. University of Chicago Medicine, University of Pennsylvania School of Medicine, Wikipedia

Гены, ответственные за рак

Исследователи, которые продемонстрировали, как химерные гены BCR/ABL влияют на развитие лейкоза, опирались на работы своих предшественников, которые показали, какие генетические изменения приводят к развитию рака и как они это делают. Пионерами в разработке той теории была группа американских исследователей Калифорнийского университета: Джон Бишоп, Харолд Вармус и Доминик Стеелин. Они исследовали известный с начала XX века вирус, вызывающий рак у кур.

Бишоп и Вармус открыли куриный ген, аналогичный гену ретровируса, после встраивания которого в ДНК у кур развивалось заболевание. Дальнейшие исследования структуры обоих генов показали, что в вирусном варианте отсутствовал ингибиторный участок, регулирующий активность гена. Ген src (от английского sarcoma — «саркома») кодирует протеинкиназу — фермент, который участвует в ответе на факторы роста в ходе нормального развития организма. Вирусный вариант этого гена стимулирует деление клеток даже в отсутствие факторов роста. Другими словами, нормальные гены, претерпевшие изменения структуры и функции, могут вызывать рак. За это открытие Бишоп и Вармус получили в 1989 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет

Рисунки в пещере Альтамира могут иметь возраст в 20-30 тысяч лет

N+1
Как «исправить» избалованного ребенка: 9 шагов Как «исправить» избалованного ребенка: 9 шагов

Избалованный ребенок привык получать все. Но подобная ситуация обратима!

Psychologies
Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
Главный архитектор Москвы восстановит Анненкирхе в Петербурге Главный архитектор Москвы восстановит Анненкирхе в Петербурге

Как Сергей Кузнецов решил заняться восстановлением Анненкирхе в Петербурге

Собака.ru
Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц

Шесть современных произведений, которые переосмысляют легендарные сюжеты

Forbes
Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники

Джонни Кулон — фокусник в легком веке, которого никто не мог поднять

VOICE
Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи

Ограбление, которое по своей эффектности больше напоминает сюжет для фильма

Maxim
Что такое Что такое

"Тантрический секс" — древняя техника сближения

ТехИнсайдер
Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды

Поздоровайтесь с новым ионокалорическим охлаждением

ТехИнсайдер
6 успешных коллабораций люкса и стритвира 6 успешных коллабораций люкса и стритвира

Какова цена хайпа?

Правила жизни
«Мы могли бы победить»: почему в России никак не могут справиться с эпидемией ВИЧ «Мы могли бы победить»: почему в России никак не могут справиться с эпидемией ВИЧ

Как эксперты считают статистику по ВИЧ и почему она отличается у разных ведомств

Forbes
Что не так с принцем Гарри и его книгой «Запасной» — мнение психолога Что не так с принцем Гарри и его книгой «Запасной» — мнение психолога

Как стоит вести себя «обидчику» и «обиженному», чтобы разрешить конфликт?

Psychologies
Как принять разные потери: 9 шагов, чтобы победить страх, — продолжайте действовать Как принять разные потери: 9 шагов, чтобы победить страх, — продолжайте действовать

Как не мучить себя понапрасну и действовать сообразно ситуации?

Psychologies
Курманджан-датка: как некоронованная степная царица управляла армией джигитов Курманджан-датка: как некоронованная степная царица управляла армией джигитов

Эта женщина построила головокружительную политическую карьеру в исламском мире

Forbes
Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция

Рассказываем о том, как установить сертификат Минцифры 2022 года

CHIP
Что заводит ее больше всего: топ-3 женских фантазий Что заводит ее больше всего: топ-3 женских фантазий

Женщины выбирают партнера не только сознательно, но и бессознательно

Maxim
«Не то же самое, что в одиночку»: зачем мастурбировать вдвоем — мнение сексолога «Не то же самое, что в одиночку»: зачем мастурбировать вдвоем — мнение сексолога

Из такого «одинокого» занятия, как мастурбация, может родиться наслаждение двоих

Psychologies
Выброси их немедленно: посмотри, как стилист изменил внешность девушки, заменив эти брюки стильными моделями Выброси их немедленно: посмотри, как стилист изменил внешность девушки, заменив эти брюки стильными моделями

Грамотно подобранные брюки — действительно хорошая инвестиция в твой стиль

VOICE
Шифр для атомной войны: по какой логике нумеровали американские шоссе Шифр для атомной войны: по какой логике нумеровали американские шоссе

За номерами американских шоссе стоит интересный эпизод истории

ТехИнсайдер
Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях

Чемпинг: что особенного в этом виде туризма?

ТехИнсайдер
Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере

Рассказываем, как увеличить шрифт в Яндексе, используя настройки браузера

CHIP
«Только спокойствие!»: можно ли достичь безмятежности в кризисное время — интервью психотерапевта «Только спокойствие!»: можно ли достичь безмятежности в кризисное время — интервью психотерапевта

Как даже в переполненном вагоне метро можно найти островок умиротворения?

Psychologies
«Метод серого камня»: как эффективно защищаться от нарциссов и других токсичных личностей «Метод серого камня»: как эффективно защищаться от нарциссов и других токсичных личностей

Что делать, если ваш близкий страдает нарциссическим расстройством личности

Psychologies
Коворкинг, фотошоп и прототип экосистемы Apple: 10 главных советских дизайн-решений, которые изменили (или могли бы изменить) будущее Коворкинг, фотошоп и прототип экосистемы Apple: 10 главных советских дизайн-решений, которые изменили (или могли бы изменить) будущее

Что занимало лучшие умы прошлого столетия

Правила жизни
Анна Гусева Анна Гусева

Знакомьтесь, новое лицо Дома Радио — Анна Гусева

Собака.ru
Внутренние связи Внутренние связи

Новый год и Рождество – семейные праздники и возможность возвращаться к истокам

Лиза
Откуда берутся круги на полях и замешаны ли в этом инопланетяне? Откуда берутся круги на полях и замешаны ли в этом инопланетяне?

Круги на полях — что это?

Maxim
5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя 5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя

Низкая самооценка способна отравить человеку жизнь. Как не надо делать?

Maxim
Художник Яков Хомич — о выдуманных мирах, маршрутах и свободе воплощений Художник Яков Хомич — о выдуманных мирах, маршрутах и свободе воплощений

Художник Яков Хомич — как придумывает героев своих работ и где черпает надежду

РБК
Верить нельзя проверить Верить нельзя проверить

Оцениваем истинный урон окружающей среде на всех этапах жизненного цикла яхты

Y Magazine
Открыть в приложении