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

«История Сопротивления во Франции: 1940-1944» «История Сопротивления во Франции: 1940-1944»

Как немцы выслеживали участников подполья во время Сопротивления во Франции

N+1
ChatGPT так хорошо пишет научные рефераты, что эксперты не отличают их от написанных человеком. Чем это грозит ChatGPT так хорошо пишет научные рефераты, что эксперты не отличают их от написанных человеком. Чем это грозит

При слепой оценке каждый 3-ий реферат, написанный ChatGPT, приписывают человеку

ТехИнсайдер
Как можно укрепить колени, уменьшить их скованность и ломоту с возрастом Как можно укрепить колени, уменьшить их скованность и ломоту с возрастом

Атрофия особенно сильно сказывается на коленях. Почему?

ТехИнсайдер
«Ему было сорок пять, мне — двенадцать»: о необычном похищении, наших субличностях и подлинных желаниях «Ему было сорок пять, мне — двенадцать»: о необычном похищении, наших субличностях и подлинных желаниях

Отрывок из книги «Путешествие к центру себя, или Трикстер и другие субличности»

Psychologies
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
7 вкусных блюд, которые придумали в Древнем мире и продолжают готовить до сих пор 7 вкусных блюд, которые придумали в Древнем мире и продолжают готовить до сих пор

Самые старые кулинарные рецепты, которые до сих пор популярны

ТехИнсайдер
Как создать ощущение дома: советы психолога Как создать ощущение дома: советы психолога

Как испытать «чувство дома», где бы мы ни были, и почему это важно?

Psychologies
«Ненавижу Рождество»: почему женщины в кино до сих пор ждут мужчину в подарок «Ненавижу Рождество»: почему женщины в кино до сих пор ждут мужчину в подарок

«Ненавижу Рождество» — сериал о внутренних метаниях современных женщин

Forbes
5 гениальных способов применить эпоксидную смолу: самодельные украшения, поделки и даже мебель 5 гениальных способов применить эпоксидную смолу: самодельные украшения, поделки и даже мебель

При желании из эпоксидки можно смастерить много необычных и интересных вещей

ТехИнсайдер
Города будущего в России | Cities of the Future in Russia Города будущего в России | Cities of the Future in Russia

Каким видит концепт Городов будущего в России Алексей Рыжков

Позитивные изменения
Пик разума: как стресс, плохое настроение и чувство угрозы влияют на наше внимание Пик разума: как стресс, плохое настроение и чувство угрозы влияют на наше внимание

Как как концентрироваться, чтобы быть максимально продуктивным

Forbes
«Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери «Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери

Как принять старение своей матери?

Psychologies
«Это мощное зеркало для города»: как меняется отношение людей и власти к паблик-арту «Это мощное зеркало для города»: как меняется отношение людей и власти к паблик-арту

Чем паблик-арт отличается от стрит-арта и почему меняется отношение к нему?

Forbes
Не месть от бывшей, а обязательство перед ребенком: как устроены выплаты алиментов Не месть от бывшей, а обязательство перед ребенком: как устроены выплаты алиментов

Разбираемся, почему суммы алиментов становятся поводом для судебных тяжб

Forbes
Вот почему в западных школах учатся 12 лет. Меняем систему образования в РФ? Вот почему в западных школах учатся 12 лет. Меняем систему образования в РФ?

Рассматриваем несколько необычных фактов о школьном образовании на Западе

ТехИнсайдер
Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше

У Фридриха Ницше была непростая судьба. Но что именно его убило?

ТехИнсайдер

Самые безумные рекорды из Книги Гиннесса

ТехИнсайдер
«Я продаю поэзию»: лучшие цитаты Симона Порта Жакмюса о работе, Париже и не только «Я продаю поэзию»: лучшие цитаты Симона Порта Жакмюса о работе, Париже и не только

Вашему вниманию — цитаты Жакмюса о работе, жизни и смысле моды как таковой

Правила жизни
Majesty Rocket One Majesty Rocket One

Проверяем суперяхту Majesty 120 морем

Y Magazine
6 признаков, что нужно срочно менять смартфон 6 признаков, что нужно срочно менять смартфон

Признаки того, что телефон скоро устареет

Maxim
Ученые разгадали, зачем в Великой Китайской стене были сделаны секретные ходы Ученые разгадали, зачем в Великой Китайской стене были сделаны секретные ходы

Великая Китайская стена до сих пор хранит секреты

Maxim
Шторм какой силы оторвёт вас от земли и унесёт к лешему? Шторм какой силы оторвёт вас от земли и унесёт к лешему?

Какой ветер опасен лично для вас?

ТехИнсайдер
Этот известный немецкий актер из фильма Этот известный немецкий актер из фильма

Кое-какие взаимоотношения в творческой среде становятся настоящим сюрпризом!

VOICE
Главное Главное

Никита Андреев возродил утерянную в 1930-х технологию Фальконье

Собака.ru
Эпоха рестраврации Эпоха рестраврации

Гид по самым неудобным вопросам про исторический центр Петербурга

Собака.ru
Откровенные фото: как раскрепоститься перед камерой — 6 секретов Откровенные фото: как раскрепоститься перед камерой — 6 секретов

Как чувствовать себя сексуальной и раскрепощенной перед камерой?

Psychologies
Каждый день вы должны... заправлять постель. Вот почему ученые настаивают на этом Каждый день вы должны... заправлять постель. Вот почему ученые настаивают на этом

Необходимость в застилании постели видят не специалисты по гигиене, а психологи

ТехИнсайдер
Как правильно распарить лицо: 6 способов и советы экспертов Как правильно распарить лицо: 6 способов и советы экспертов

Что значит «распарить лицо» и кому стоит отказаться от этой процедуры?

РБК
А вы знаете, почему пуговицы на мужских рубашках пришиты справа, а на женских слева? А вы знаете, почему пуговицы на мужских рубашках пришиты справа, а на женских слева?

Какой смысл в разном расположении пуговиц на мужских и женских рубашках?

ТехИнсайдер
Похоже, крысы не были виновны в пандемии Черной Смерти: новые открытия опровергают расхожую теорию Похоже, крысы не были виновны в пандемии Черной Смерти: новые открытия опровергают расхожую теорию

Возможно, крысы не распространяли Черную смерть

ТехИнсайдер
Открыть в приложении