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

Узкий таз защитил от артрита колена и опущения органов Узкий таз защитил от артрита колена и опущения органов

Широкий таз облегчает деторождение, но добавляет других проблем со здоровьем

N+1
Разговор с неизвестным: отберут ли технологии ИИ работу у людей Разговор с неизвестным: отберут ли технологии ИИ работу у людей

Технологии ИИ все ближе к тому, чтобы вытеснить человека из многих профессий

Forbes
Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой

Риск инфаркта миокарда ниже после шунтирования желудка, чем после гастропластики

N+1
Не выходя из дома Не выходя из дома

15 способов найти достойную работу на фрилансе

Лиза
Еда и мозг Еда и мозг

Что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью

kiozk originals
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
100 лет балет: как правнучка Николая Лескова стала прима-балериной в Рио-де-Жанейро 100 лет балет: как правнучка Николая Лескова стала прима-балериной в Рио-де-Жанейро

Правнучка писателя Николая Лескова всю жизнь посвятила балету

Forbes
ФБР, коллекция книг и геронтофилия. Факты о Мэрилин Монро ФБР, коллекция книг и геронтофилия. Факты о Мэрилин Монро

Знаменитая блондинка покорила весь мир, но оставалась непростым человеком

ТехИнсайдер
Воплощенный хаос и смерть материи: как Пабло Пикассо создал «Гернику» за 33 дня Воплощенный хаос и смерть материи: как Пабло Пикассо создал «Гернику» за 33 дня

Глава из книги «Испания от И до Я», посвященная «Гернике» Пикассо

Forbes
Как перестать бояться и начать коллекционировать искусство Как перестать бояться и начать коллекционировать искусство

Личная коллекция искусства — это привилегия узкого круга людей?

СНОБ
На затонувшем у берегов Леванта средневековом корабле нашли амфоры с рыбой На затонувшем у берегов Леванта средневековом корабле нашли амфоры с рыбой

Каким было содержимое амфор, найденных при изучении корабля «Мааган Михаэль Б»?

N+1
Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой

О великой актрисе и великой женщине Инне Чуриковой вспоминает Сергей Николаевич

СНОБ
Почему болят суставы Почему болят суставы

Что делать, если появились боли в спине, отечность и хруст суставов?

Лиза
Математики с помощью света научились мгновенно решать уравнения Математики с помощью света научились мгновенно решать уравнения

Свет поможет решать математические задачи быстрее, чем на обычном компьютере

ТехИнсайдер
Тайм-аут, мозговой штурм и сбор информации: что делать, когда ситуация кажется безвыходной — 4 совета Тайм-аут, мозговой штурм и сбор информации: что делать, когда ситуация кажется безвыходной — 4 совета

Что делать, если все усилия кажутся бесполезными?

Psychologies
Ушли с молотка: самые дорогие произведения русского искусства, проданные в 2022 году Ушли с молотка: самые дорогие произведения русского искусства, проданные в 2022 году

Самые громкие продажи, случившиеся на мировых аукционах в 2022 году

Forbes
«Операция «Фортуна»: Искусство побеждать». Почему новый фильм Гая Ричи скорее плох, чем хорош «Операция «Фортуна»: Искусство побеждать». Почему новый фильм Гая Ричи скорее плох, чем хорош

Почему «Операция Фортуна» — это фильм-передышка

Правила жизни
Когда лучше принимать душ: утром или вечером? Когда лучше принимать душ: утром или вечером?

4 главных недостатка утреннего душа

ТехИнсайдер
Парящий дом Парящий дом

Современная вилла в Подмосковье с уникальной архитектурой

SALON-Interior
Как устроена нелегальная жизнь бедных людей в Лондоне. Интересные факты и фотографии Как устроена нелегальная жизнь бедных людей в Лондоне. Интересные факты и фотографии

Как устроен быт людей, которые живут в «сквотах»?

ТехИнсайдер
Что значат слова-паразиты: психологический и лингвистический взгляд Что значат слова-паразиты: психологический и лингвистический взгляд

Слова-паразиты не имеют собственного смысла, но многое говорят о нашем обществе

Psychologies
Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией

Действительно ли слепые отборы работают?

Forbes
Как пользоваться Midjourney: простая инструкция, чтобы опробовать нейросеть с картинками Как пользоваться Midjourney: простая инструкция, чтобы опробовать нейросеть с картинками

Midjourney: делимся пошаговой инструкцией для начинающих текстовых художников

Правила жизни
Удары по голове, веселящий газ и кокаин: что в древности использовали в качестве анестезии? Удары по голове, веселящий газ и кокаин: что в древности использовали в качестве анестезии?

Как люди в древности облегчали свою боль?

ТехИнсайдер
Управление, менеджмент и творчество: как развивать бизнес в трудные времена — 11 советов коуча Управление, менеджмент и творчество: как развивать бизнес в трудные времена — 11 советов коуча

Полезные бизнес-советами, которые пригодятся на работе

Psychologies
Как заблокировать номер телефона на iOS и Android Как заблокировать номер телефона на iOS и Android

Как включить блокировку неизвестных номеров на смартфоне?

CHIP
Как быстро убрать синяки под глазами: топ-5 полезных лайфхаков от косметолога Как быстро убрать синяки под глазами: топ-5 полезных лайфхаков от косметолога

Самые частые причины появления синяков под глазами

VOICE
Совладелица галереи Booroom — о дизайне и тренде на гармонизацию Совладелица галереи Booroom — о дизайне и тренде на гармонизацию

Ирина Будцева-Виницкая об особенностях галерейного бизнеса в России

РБК
8 способов вывести токсины из организма, которые действительно работают 8 способов вывести токсины из организма, которые действительно работают

Эти 8 способов очистки организма не скажутся негативно на вашем здоровье

ТехИнсайдер
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
Открыть в приложении