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

«Смешные» упражнения помогли при синдроме сухого глаза «Смешные» упражнения помогли при синдроме сухого глаза

«Смешные» упражнения эффективно облегчают симптомы синдрома сухого глаза

N+1
Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам

Откуда берутся отеки и как от них избавиться?

ТехИнсайдер
Есть научное объяснение тому, почему у пчел соты не круглые, а в виде шестиугольников Есть научное объяснение тому, почему у пчел соты не круглые, а в виде шестиугольников

Пчелы, не зная математики, строят свои соты в форме шестиугольника. Почему?

ТехИнсайдер
Научный стендап Научный стендап

Новые лица петербургской науки дают простые ответы на сложные вопросы

Собака.ru
Менкипинг: как жены становятся «бесплатными психологами» для мужей и почему так происходит Менкипинг: как жены становятся «бесплатными психологами» для мужей и почему так происходит

Почему мужчины обращаются к своим женам, а не к психологам?

Psychologies
На Алтае обнаружили ранее неизвестную популяцию среднего голоцена На Алтае обнаружили ранее неизвестную популяцию среднего голоцена

Палеогенетики прочитали древние геномы людей, останки которых нашли в Сибири

N+1
«У нас юбилей! 35 лет вместе!»: жена Валентина Юдашкина показала редкое фото с ним в молодости «У нас юбилей! 35 лет вместе!»: жена Валентина Юдашкина показала редкое фото с ним в молодости

Супруга Валентина Юдашкина обнародовала нежные кадры с избранником

VOICE
Старая форма, которую нужно перешивать, и «полная антисанитария ночью»: как работают в ресторанах «Вкусно — и точка» Старая форма, которую нужно перешивать, и «полная антисанитария ночью»: как работают в ресторанах «Вкусно — и точка»

Что интересного в процессе труда во «Вкусно — и точка»

VC.RU
Ген, найденный у долгожителей, омолаживает сердце на 10 лет Ген, найденный у долгожителей, омолаживает сердце на 10 лет

Ученые обнаружили полезную мутацию, которая задерживает старение сердца

ТехИнсайдер
Вред или польза: разрушаем самые популярные мифы о молоке Вред или польза: разрушаем самые популярные мифы о молоке

Вместе с экспертом говорим начистоту о плюсах и минусах молочных продуктов

VOICE
Операция «Гэг» Операция «Гэг»

Как Леонид Гайдай отказался от намеков и показал мир тотальной идиотии

Weekend
Интересные факты о самом западном округе России. Добро пожаловать в Кенигсберг! Интересные факты о самом западном округе России. Добро пожаловать в Кенигсберг!

Один из самых удаленных и древних городов – Калининград

ТехИнсайдер
Не ругайтесь с Меган Маркл: почему отменили экс-ведущего «Top Gear» Джереми Кларксона Не ругайтесь с Меган Маркл: почему отменили экс-ведущего «Top Gear» Джереми Кларксона

Джереми Кларксон перегнул палку, очередной раз оскорбив Меган Маркл

Forbes
Стремление к нулю Стремление к нулю

Смогут ли суперяхты пересекать океаны без использования ископаемого топлива

Y Magazine
Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода

"Отпусти и забудь" — это не про эти пары

VOICE
15 фильмов, которые помогут вам пережить расставание 15 фильмов, которые помогут вам пережить расставание

Кинокартины, которые напомнят, что расставания — это то, через что проходят все

Psychologies
Прирожденные психотерапевты: самый эмпатичный знак зодиака - кто он? Прирожденные психотерапевты: самый эмпатичный знак зодиака - кто он?

Кто из знаков зодиака может поработать психоаналитиком?

VOICE
Свисающий живот как символ достатка: как в 20 веке в США появились «Клубы толстяков»? Свисающий живот как символ достатка: как в 20 веке в США появились «Клубы толстяков»?

Оказывается, кубики пресса и мускулистые плечи не всегда были в моде

ТехИнсайдер
Убийство короля Александра Убийство короля Александра

Убийство сербского монарха, которое видел весь мир

Дилетант
«Столица района» | “Neighborhood Capital” «Столица района» | “Neighborhood Capital”

Соседский центр как ключ к формированию городов и сообществ

Позитивные изменения
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
«Я вижу вещие сны»: как бессознательное дает подсказки — личный опыт «Я вижу вещие сны»: как бессознательное дает подсказки — личный опыт

Колумнист размышляет о феномене вещих снов на личном опыте

Psychologies
Не блоху подковать Не блоху подковать

Краткая история развития нанотехнологий

N+1
Разгрузка для печени Разгрузка для печени

Печень выполняет множество функций, а потому нуждается в особом внимании

Лиза
Почему знак сердца совсем не похож на реальное сердце? Интересное объяснение Почему знак сердца совсем не похож на реальное сердце? Интересное объяснение

Почему знак сердца не похож на реальный орган?

ТехИнсайдер
Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога

Как по древнейшим защитам определить тип характера собеседника?

Psychologies
Роман Федерики Де Паолис «Несовершенные» о шансе на новую жизнь Роман Федерики Де Паолис «Несовершенные» о шансе на новую жизнь

Отрывок из романа о том, как потерять все, но обрести себя

СНОБ
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
Оценка социального возврата на инвестиции (SROI) на примере проекта «Начни свое дело» | Assessment of the Social Return on Investment (SROI), Case: Start Your Own Business Project Оценка социального возврата на инвестиции (SROI) на примере проекта «Начни свое дело» | Assessment of the Social Return on Investment (SROI), Case: Start Your Own Business Project

Подход к оценке социального возврата на инвестиции используется во всем мире

Позитивные изменения
«Эмили в Париже»: почему полный стереотипов сериал стал культовым «Эмили в Париже»: почему полный стереотипов сериал стал культовым

Как «Эмили в Париже» удалось создать вокруг себя настоящий культ

Forbes
Открыть в приложении