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

Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов

У капуцинов появилась традиция похищать и носить детенышей ревунов

N+1
Почему не стоит использовать гаджеты перед сном? Почему не стоит использовать гаджеты перед сном?

Почему специалисты не рекомендуют использовать гаджеты перед сном?

CHIP
Colossal возродит новозеландских моа Colossal возродит новозеландских моа

Colossal Biosciences заявила о планах возродить новозеландских моа

N+1
Квартира будущего Квартира будущего

Как совместить в интерьере собственный вкус и стильные интерьерные решения

Лиза
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Уроки русского: всем знакомо выражение Уроки русского: всем знакомо выражение

Откуда взялось такое странное слово как "зюзя", и что оно обозначает?

ТехИнсайдер
«Я стала бояться меньше» «Я стала бояться меньше»

Что помогает Глюк’oZе каждый день сохранять позитив и держать себя в тонусе

OK!
Утром деньги: 5 фильмов о бизнесе и предпринимателях Утром деньги: 5 фильмов о бизнесе и предпринимателях

Собрали фильмы, позволяющие иначе взглянуть на бизнес

Правила жизни
Гаутам Адани: как сын торговца текстилем стал миллиардером благодаря связям с властью Гаутам Адани: как сын торговца текстилем стал миллиардером благодаря связям с властью

Гаутам Адани накопил миллиарды благодаря давним связям с премьер-министром Моди

Forbes
В честь бывшей, деда и слонихи: россияне рассказали, как родители выбирали им имена В честь бывшей, деда и слонихи: россияне рассказали, как родители выбирали им имена

Пользователи поделились историями своих имен

Psychologies
Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed

У младшей модели премиум-бренда Exeed появился привод на все четыре колеса

РБК
Пять крупнейших катастроф в истории Земли Пять крупнейших катастроф в истории Земли

С нашей старушкой планетой случались настоящие ужасы!

Maxim
Почему у iPhone до сих пор такой большой вырез под фронталку? Почему у iPhone до сих пор такой большой вырез под фронталку?

Почему монобровь iPhone намного больше вырезов и отверстий у Android-смартфонов?

CHIP
Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство

Книги, которые помогают строить бизнес

Правила жизни
Холодные головы: как американка помогает женщинам сохранить волосы при химиотерапии Холодные головы: как американка помогает женщинам сохранить волосы при химиотерапии

Стартап, который помогает женщинам, столкнувшимся с онкологическим заболеванием

Forbes
Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены

История героини, которая лечится от созависимости и комментарий психолога

СНОБ
Основатель бренда «Инженер Гарин» — о культуре ношения головных уборов Основатель бренда «Инженер Гарин» — о культуре ношения головных уборов

Как устроена мастерская бренда «Инженер Гарин» и почему многие избегают шапок

РБК
Почему листья на комнатных растенях желтеют и как решить эту проблему? Почему листья на комнатных растенях желтеют и как решить эту проблему?

8 распространенных причин появления желтизны на листьях и способы из устранения

ТехИнсайдер
Надо ли пожилым женщинам отказаться от секса навсегда? Стоит узнать! Надо ли пожилым женщинам отказаться от секса навсегда? Стоит узнать!

Что на счет вынужденного отказа от секса? Для пожилых женщин есть советы

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

Как создать загрузочную флешку с Windows?

CHIP
Теория равновесия Теория равновесия

Четыре века продолжались поиски Неведомой Южной Земли

Вокруг света
Кабинеты редкостей Кабинеты редкостей

Китайский дворец и Павильон Катальной горки в Ораниенбауме

Собака.ru
«Не скрещивайте руки и ноги»: парикмахеры рассказали, что нельзя делать во время стрижки «Не скрещивайте руки и ноги»: парикмахеры рассказали, что нельзя делать во время стрижки

Уверена, что клиент всегда прав? А вот твой мастер считает иначе!

VOICE
Ехидны надувают огромные пузыри из соплей, чтобы не умереть от жары: хитроумная адаптация Ехидны надувают огромные пузыри из соплей, чтобы не умереть от жары: хитроумная адаптация

Ехидна, чтобы сохранять прохладу в жару, использует несколько необычный трюк

ТехИнсайдер
Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф

Что мы знаем о Луне и о нашей планете?

ТехИнсайдер
Наводнения, землетрясения, ураганы и пожары: 13 природных катастроф 2022 года Наводнения, землетрясения, ураганы и пожары: 13 природных катастроф 2022 года

С какими природными катастрофами столкнулось человечество в минувшем году

Forbes
Как влюбить его в себя за 240 секунд Как влюбить его в себя за 240 секунд

Способ влюбить в себя кого угодно существует

VOICE
Вот почему вам нужен стресс. Мышцы скажут спасибо! Вот почему вам нужен стресс. Мышцы скажут спасибо!

Стресса может улучшить когнитивные и физические способности в позднем возрасте

ТехИнсайдер
Мозг кальмара и человека развиваются одинаково, несмотря на то, что их пути разошлись 500 миллионов лет назад Мозг кальмара и человека развиваются одинаково, несмотря на то, что их пути разошлись 500 миллионов лет назад

Основной план развития сложных мозгов может быть одним и тем же у разных видов

ТехИнсайдер
Одна вокруг света: бразильские окна и секретные тропы Одна вокруг света: бразильские окна и секретные тропы

201-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Открыть в приложении