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

«Ирландские мифы. От Племен Богини Дану и Кром Круаха до „кельтских сумерек“ и Самайна» «Ирландские мифы. От Племен Богини Дану и Кром Круаха до „кельтских сумерек“ и Самайна»

Как языческих богов изображали в Средневековье

N+1
Секс, маргиналы и апокалипсис: 20 лучших британских сериалов последних лет Секс, маргиналы и апокалипсис: 20 лучших британских сериалов последних лет

Собрали для вас подборку сериалов из Великобритании

Правила жизни
Зачем сверлить дыру в океане или Как работает маленький флот необычных научных кораблей Зачем сверлить дыру в океане или Как работает маленький флот необычных научных кораблей

5 научных открытий были сделаны на борту единственного судна Joides Resolution

ТехИнсайдер
Британка начала новую жизнь к 60 годам. Она отправилась в Китай и Куала Лумпур, проехавшись по транссибирской магистрали Британка начала новую жизнь к 60 годам. Она отправилась в Китай и Куала Лумпур, проехавшись по транссибирской магистрали

Как Нурайни Мидин набралась смелости осуществить свою давнюю мечту

ТехИнсайдер
6 фильмов с очень интересными деталями на заднем плане 6 фильмов с очень интересными деталями на заднем плане

Фильмы и сериалы, которые стоит пересмотреть ради заднего плана

Maxim
Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом

Как заводить знакомства в олдскульном стиле — иными словами, без помощи Сети

VOICE
После стольких лет: 20 фактов о «Гарри Поттере», которых вы, скорее всего, не знали После стольких лет: 20 фактов о «Гарри Поттере», которых вы, скорее всего, не знали

20 самых неожиданных фактов о волшебной вселенной «Гарри Поттере»

Правила жизни
Народ сказал свое! Факты об убийстве президента Чаушеску и революции 1989 года в Румынии Народ сказал свое! Факты об убийстве президента Чаушеску и революции 1989 года в Румынии

Как волеизъявление народа может приобрести драматичный характер

ТехИнсайдер
Топ-10 лучших бизнес-книг 2022 года для предпринимателей: выбор Forbes Топ-10 лучших бизнес-книг 2022 года для предпринимателей: выбор Forbes

Бизнес-книги, которые помогут расширить кругозор и научиться принимать решения

Forbes
Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать

Многие развивают способность не испытывать негативных эмоций. Чем это чревато?

Psychologies
«Глаза бы мои не видели!» «Глаза бы мои не видели!»

11 опасных фраз, которые провоцируют болезни

Лиза
«Я вас боюсь!»: «Леня Голубков» из «МММ» женился на актрисе, младше него на 15 лет «Я вас боюсь!»: «Леня Голубков» из «МММ» женился на актрисе, младше него на 15 лет

Владимир Пермяков рассказал о своей четвертой супруге

VOICE
Повелители молний: как управлять небесным электричеством с помощью лазера Повелители молний: как управлять небесным электричеством с помощью лазера

Физики впервые вызвали искусственный разряд молнии с помощью лазерного луча

Forbes
«Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов «Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов

Как правильно подготовиться к интервью?

Psychologies
Хроники потерянного человека Хроники потерянного человека

Николай Досталь и его герои

Weekend
«Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога «Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога

Что делать, если свекровь — настоящий манипулятор?

Psychologies
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

ТехИнсайдер
И это всё Якутия! И это всё Якутия!

Говорят, в республике Саха можно отыскать все!

Лиза
От ареста Радищева до травли Пастернака: краткая история цензуры в России От ареста Радищева до травли Пастернака: краткая история цензуры в России

Историк рассказывает о становлении цензуры как социального института в России

Forbes
Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС

Инвесторам пришло время подумать о плане Б

Forbes
Traveller 4х4. Peugeot и немцы Traveller 4х4. Peugeot и немцы

Можно ли не заинтересоваться Peugeot Traveller с полным приводом?

4x4 Club
Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов

Как женщине узнать, для чего она на самом деле предназначена?

VOICE
Когда лучше принимать душ: утром или вечером? Когда лучше принимать душ: утром или вечером?

4 главных недостатка утреннего душа

ТехИнсайдер
Общение в интернете: как создать реальные связи — советы психологов Общение в интернете: как создать реальные связи — советы психологов

Психологи объясняют, как выстроить доверительные отношения в соцсетях

Psychologies
Что такое еврозима и почему этот термин может стоить тебе больших денег: так ты обманываешься в магазинах Что такое еврозима и почему этот термин может стоить тебе больших денег: так ты обманываешься в магазинах

Как одежда с припиской "еврозима" на бирке может невовремя подвести тебя

VOICE
Горячий сезон Горячий сезон

Аргентинцы не представляют себе праздничного застолья без рагу локро

Вокруг света
Самые обедневшие в 2022 году российские миллиардеры Самые обедневшие в 2022 году российские миллиардеры

Кто и почему больше всех потерял из миллиардеров России?

Forbes
Зачем лошадям подковы и как дикие лошади обходятся без них? Зачем лошадям подковы и как дикие лошади обходятся без них?

Почему лошадям нужно менять подковы каждые четыре недели?

ТехИнсайдер
Песни Севера Песни Севера

Позволь себе еще одно зимнее путешествие – в снежную морозную Карелию

Лиза
Шоколадный маркетинг. Как «говорящие конфеты» спасли бренд M&M’s в 90-х Шоколадный маркетинг. Как «говорящие конфеты» спасли бренд M&M’s в 90-х

Как Желтый и Красный спасли M&M’s от разорения

СНОБ
Открыть в приложении