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

Военные патрули не снизили уровень преступности в колумбийском городе Кали Военные патрули не снизили уровень преступности в колумбийском городе Кали

Вооруженные силы не всегда способны влиять на уровень преступности

N+1
Вечность болот Вечность болот

Самые крупные болотистые территории на Земле

Вокруг света
В иерусалимских туалетах нашли древнейшие случаи заражения кишечными лямблиями В иерусалимских туалетах нашли древнейшие случаи заражения кишечными лямблиями

В отложениях возрастом более 2600 лет обнаружили следы паразитов

N+1
Диалог между враждующими людьми нужно начинать с тренировки мозга Диалог между враждующими людьми нужно начинать с тренировки мозга

Даже враждебно настроенные люди могут найти общий язык

TechInsider
Правда или действие: пошлые вопросы девушке (очень много идей) Правда или действие: пошлые вопросы девушке (очень много идей)

«Правда или действие» — очень классная игра для двоих и более человек

Playboy
Давай снижайся Давай снижайся

Как сбить температуру у ребенка и когда это требуется

Лиза
Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра

Полёт на каникулы к отцу обернулся долгим путешествием на грани жизни и смерти

TechInsider
История исчезнувшей в Ватикане Эмануэлы Орланди История исчезнувшей в Ватикане Эмануэлы Орланди

Расследование дела пропавшей в Ватикане 15-летней Эмануэлы Орланди возобновят

СНОБ
Квартира будущего Квартира будущего

Как совместить в интерьере собственный вкус и стильные интерьерные решения

Лиза
Arcadia Sherpa 80XL Arcadia Sherpa 80XL

Верфь Arcadia Yachts считает эту яхту самым представительным своим проектом

Y Magazine
Альфрид Лэнгле: «Мы все слабее понимаем истинную ценность жизни» Альфрид Лэнгле: «Мы все слабее понимаем истинную ценность жизни»

Почему потеря смысла — главная проблема XXI века?

Psychologies
Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман

Как понять природу лжи и распознать ее

Psychologies
Люди и вещи Люди и вещи

Воскресная ярмарка в Монтевидео – не столько рынок, сколько культурное событие

Вокруг света
Саботажники диеты: кто и почему мешает нам похудеть — 5 типов людей Саботажники диеты: кто и почему мешает нам похудеть — 5 типов людей

Возможно, вы впервые слышите это слово, но «саботажников» диет вы встречали

Psychologies
«Будьте хозяином ваших мыслей»: как освободиться от страха и тревоги — 4 полезные практики «Будьте хозяином ваших мыслей»: как освободиться от страха и тревоги — 4 полезные практики

Как вернуть самообладание и избавиться от сковывающей тревоги?

Psychologies
Mini Moke. Легенда на колесах Mini Moke. Легенда на колесах

Биография Mini Moke дает право называть его легендарным

Y Magazine
Когда фильмы уже пересмотрены: с чего начать читать книги по «Звездным войнам» Когда фильмы уже пересмотрены: с чего начать читать книги по «Звездным войнам»

Книги, которые помогут вам глубже погрузиться в далекую далекую галактику

TechInsider
Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника

Рассказ Марго Гритт о хрупкости внутреннего мира современного человека

СНОБ
Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт! Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт!

Некоторые персонажи проникли в массовое сознание после Второй мировой

TechInsider
Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник? Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник?

История загадочного озера Поянху

TechInsider
Расширенная семья: как найти общий язык с детьми и бывшими партнера — 4 шага к взаимопониманию Расширенная семья: как найти общий язык с детьми и бывшими партнера — 4 шага к взаимопониманию

Как современная семья ищет себя

Psychologies
Разговор с подростком о сущности метавселенной Разговор с подростком о сущности метавселенной

Каким будет начало метавселенной и кем в ней стать?

СНОБ
С какой обувью носить самые модные брюки зимы и весны: простой гид на сезон С какой обувью носить самые модные брюки зимы и весны: простой гид на сезон

Несколько простых комбинаций с брюками, который разнообразят твои образы

VOICE
Не бро ты мне: что делать, если тебе не нравятся его друзья Не бро ты мне: что делать, если тебе не нравятся его друзья

Как научиться принимать и уважать друзей своего партнера

VOICE
Как киберпреступники создают вредоносные программы при помощи чат-бота ChatGPT Как киберпреступники создают вредоносные программы при помощи чат-бота ChatGPT

Хакеры используют чат-бот ChatGPT для быстрого создания инструментов взлома

Forbes
Сверхчеловек: попытка не испугаться Сверхчеловек: попытка не испугаться

Человечество готовится к использованию технологии генного редактирования

Эксперт
Жанна д’Арк при осаде Орлеана Жанна д’Арк при осаде Орлеана

Картина французского живописца Жюля-Эжена Леневё, посвященная посланнице Бога

Дилетант
Взаимо(не)выгодные отношения: стоит ли давать деньги в долг — личный опыт Взаимо(не)выгодные отношения: стоит ли давать деньги в долг — личный опыт

Можно ли давать деньги в долг и сохранить хорошие отношения?

Psychologies
Уехала в Германию, сменила профессию, поздно родила: что стало с Людкой из фильма «Любовь и голуби» Уехала в Германию, сменила профессию, поздно родила: что стало с Людкой из фильма «Любовь и голуби»

Что стало с той самой Людкой из фильма «Любовь и голуби»?

VOICE
Какие продукты нужно убрать из рациона навсегда Какие продукты нужно убрать из рациона навсегда

Что не так с трансжирами и белым сахаром и как без них жить

Psychologies
Открыть в приложении