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

Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне

Почему узоры от спускаемых На Луну космических аппаратов практически идентичны?

N+1
Мари Кондо — все: почему японка, покорившая мир системой уборки, перестала убирать Мари Кондо — все: почему японка, покорившая мир системой уборки, перестала убирать

Почему Мари Кондо вдруг отказалась от своей же системы уборки?

VOICE
Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

N+1
Насколько сложно отказаться сейчас от российского гражданства и можно ли его вернуть Насколько сложно отказаться сейчас от российского гражданства и можно ли его вернуть

Какие могут возникнуть проблемы у людей, которые хотят отказаться от гражданства

Forbes
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Что на самом деле вызывает заболевания сердца и сосудов

kiozk originals
«Королева драмы»: как распознать невротика — 9 признаков «Королева драмы»: как распознать невротика — 9 признаков

Признаки невротизма, которые помешают построить долгие и крепкие отношения

Psychologies
10 удивительных фактов об Эми Уайнхаус — спорим, ты не знала 10 удивительных фактов об Эми Уайнхаус — спорим, ты не знала

Эми Уайнхаус не всегда хотела быть певицей, а первую татуировку сделала в 14 лет

VOICE
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

Как живет Бекка Батчер, которая от природы лишена второй груди

VOICE
Крокодиловы слезы: могут ли животные плакать? Крокодиловы слезы: могут ли животные плакать?

Животные не смогут поделиться с нами, грустно им или нет. Почему же они плачут?

ТехИнсайдер
5 особенностей нашего тела, доставшихся человеку от невообразимо далеких предков 5 особенностей нашего тела, доставшихся человеку от невообразимо далеких предков

Многие черты нашего тела восходят к миллионам лет назад в древе жизни

ТехИнсайдер
Отекают ноги Отекают ноги

Почему отекают ноги и что делать в том или ином случае

Лиза
Как макияж помогает полюбить себя: 4 важных аргумента — мнение визажистов и психологов Как макияж помогает полюбить себя: 4 важных аргумента — мнение визажистов и психологов

Как макияж улучшает наше психологическое состояние?

Psychologies
Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять? Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять?

Можно ли сделать, чтобы "химия любви" работала в твою пользу?

VOICE
Как запустить Windows с флешки: пошаговая инструкция Как запустить Windows с флешки: пошаговая инструкция

Как создать загрузочную флешку с Windows?

CHIP
«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
Долго и счастливо: 5 мифов об идеальном союзе — проверьте себя Долго и счастливо: 5 мифов об идеальном союзе — проверьте себя

Cамые распространенные заблуждения, которые мешают обрести реальную любовь

Psychologies
Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются

Сегодня проверить качество советских товаров можно без особого труда

ТехИнсайдер
Локус контроля: почему мы приписываем свои неудачи и заслуги внешним обстоятельствам Локус контроля: почему мы приписываем свои неудачи и заслуги внешним обстоятельствам

Локус контроля: рассказываем об этом непростом внутреннем механизме психики

Forbes
Безногий мужчина сделал себе карьеру акробата. Удивительная история! Безногий мужчина сделал себе карьеру акробата. Удивительная история!

По сути: Эли Боуэн был человеком со ступнями, но без ног. И он стал акробатом

ТехИнсайдер
«Всевидящее око»: почему даже Кристиан Бейл не может спасти скучный детектив «Всевидящее око»: почему даже Кристиан Бейл не может спасти скучный детектив

«Всевидящее око» не спасли даже знаменитые актеры и интересный сюжет

Forbes
Впервые на русском — роман Бернхарда Шлинка «Внучка» Впервые на русском — роман Бернхарда Шлинка «Внучка»

Отрывок из точной и острой истории разных поколений

СНОБ
Chimera: посмотрите, как тестируют гибридный двигатель для нового мирового рекорда скорости полета Chimera: посмотрите, как тестируют гибридный двигатель для нового мирового рекорда скорости полета

Может ли беспилотник развить скорость больше, чем любой самолет в мире?

ТехИнсайдер
«Не так важно что, лишь бы стащить». Откровения настоящих клептоманов «Не так важно что, лишь бы стащить». Откровения настоящих клептоманов

Клептомания – психическое расстройство, связанное с влечением к кражам

Лиза
Честность и безопасное пространство: как работают женские профессиональные сообщества Честность и безопасное пространство: как работают женские профессиональные сообщества

Какие возможности женские профессиональные сообщества дают своим участницам

Forbes
5 странностей советских квартир, которые в современных домах уже не встретишь 5 странностей советских квартир, которые в современных домах уже не встретишь

В квартирах времен СССР нередко встречались странные детали

ТехИнсайдер
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
Что бодрит сильнее кофе: неожиданные напитки и продукты, которые помогут реактивно стартовать утром Что бодрит сильнее кофе: неожиданные напитки и продукты, которые помогут реактивно стартовать утром

Не только кофе: попробуй другие продукты и напитки — природные энергетики

VOICE
Девять самых безумных пикапов 6x6 Девять самых безумных пикапов 6x6

Привод на шесть колёс всегда лучше четырёх, не так ли?

4x4 Club
Распознавание доходов: как AI-компания заработала на попавших под санкции банках Распознавание доходов: как AI-компания заработала на попавших под санкции банках

Smart Engines заработал миллионы рублей на продажах специального ПО банкам

Forbes
Открыть в приложении