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

Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка

Как редких южноамериканских лягушек спасли в Лондонском зоопарке

N+1
Почти 40% оставшихся лесов Амазонки деградируют из-за деятельности человека Почти 40% оставшихся лесов Амазонки деградируют из-за деятельности человека

На тропические леса Амазонки влияет не только обезлесение

ТехИнсайдер
«Джеймс Уэбб» вновь нашел в атмосфере потенциального гикеана диметилсульфид «Джеймс Уэбб» вновь нашел в атмосфере потенциального гикеана диметилсульфид

«Джеймс Уэбб» вновь обнаружил признаки наличия диметилсульфида

N+1
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
Тихоходкам набили татуировки электронным пучком Тихоходкам набили татуировки электронным пучком

Китайские материаловеды нанесли татуировки живым тихоходкам

N+1
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
Объятия, комплименты, свидания: 14 рецептов семейного счастья — советы психологов Объятия, комплименты, свидания: 14 рецептов семейного счастья — советы психологов

Уважение, одобрение, близость… Как воплотить эти принципы в реальной жизни?

Psychologies
7 тревел-трендов 2023 7 тревел-трендов 2023

Даже те, кто раньше жаждал экстрима, теперь ставят безопасность в приоритет

Лиза
В чем смысл «Сказки о рыбаке и рыбке» Пушкина В чем смысл «Сказки о рыбаке и рыбке» Пушкина

Итак, на каком уровне мы воспринимаем пушкинскую «сказку о рыбаке и рыбке»?

СНОБ
Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой

Стоит ли купаться в холодной воде и как это делать правильно

Правила жизни
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
VisionF 80 Blck VisionF 80 Blck

VisionF 80 Black Edition радикально отличается от многих двухкорпусных яхт

Y Magazine
Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни

Все рушится, опор больше нет, ориентиры сбиты. Как быть?

Psychologies
Севастьян Смышников: Севастьян Смышников:

Сева Смышников — о том, как делал первые шаги в столице, и о планах на будущее

Коллекция. Караван историй
Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман

Как понять природу лжи и распознать ее

Psychologies
В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске

Результаты исследования двух стел окуневской культуры раннего бронзового века

N+1
Королева ненадежности: самая плохая винтовка в мире Королева ненадежности: самая плохая винтовка в мире

Автоматическая винтовка, которая давала один отказ на 30-60 выстрелов

Maxim
7 классных идей, как повторно использовать пустые пластиковые бутылки 7 классных идей, как повторно использовать пустые пластиковые бутылки

Старые бутылки разного объема можно применить в хозяйстве

ТехИнсайдер
Почему нет отношений: 6 основных причин — как изменить ситуацию Почему нет отношений: 6 основных причин — как изменить ситуацию

Что мешает найти партнера и как исправить ситуацию?

Psychologies
«У нас рождались дети»: Светлана Иванова рассказала о закулисье съемок сериала «Тест на беременность» «У нас рождались дети»: Светлана Иванова рассказала о закулисье съемок сериала «Тест на беременность»

Актрисы рассказали о своей работе в новом сезоне сериала «Тест на беременность»

VOICE
Жанна д’Арк при осаде Орлеана Жанна д’Арк при осаде Орлеана

Картина французского живописца Жюля-Эжена Леневё, посвященная посланнице Бога

Дилетант
Новая эпоха Голливуда: кто такие «непо-дети» и можно ли стать звездой по наследству Новая эпоха Голливуда: кто такие «непо-дети» и можно ли стать звездой по наследству

Как устроено новое ответвление непотизма в медийной индустрии

Forbes
Устойчивость в неустойчивом | Stability in the Unstable Устойчивость в неустойчивом | Stability in the Unstable

Как социальные предприятия выживают и адаптируются в VUCA-мире

Позитивные изменения
Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение

Что мешает распространению прогрессивных взглядов и почему опускать руки нельзя

Forbes
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
Евгений Герасимов: Евгений Герасимов:

Евгений Герасимов поделился своими амбициозными творческими планами

Коллекция. Караван историй
Сорос, Гейтс, Брин: самые щедрые благотворители США в 2023 году по версии Forbes Сорос, Гейтс, Брин: самые щедрые благотворители США в 2023 году по версии Forbes

Рейтинг самых щедрых миллиардеров США 2023

Forbes
Форты Форты

Как происходит грандиозная реставрация вокруг Кронштадта

Собака.ru
Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем

В России разразился еще один «суррогатный» скандал

Psychologies
Как сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому! Как сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому!

Несколько простых фактов о том, как можно улучшить свою сексуальную жизнь

ТехИнсайдер
Открыть в приложении