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

Медоуказчики привели людей к змеям по ошибке Медоуказчики привели людей к змеям по ошибке

Орнитологи выяснили, почему большие медоуказчики иногда направляют людей к змеям

N+1
Что делать при шутинге? Можно ли без опыта обезоружить преступника? Советы экспертов Что делать при шутинге? Можно ли без опыта обезоружить преступника? Советы экспертов

Выработайте «привычку к безопасности», — рекомендует преподаватель единоборства

ТехИнсайдер
Во II тысячелетии до нашей эры британское олово попало на Ближний Восток Во II тысячелетии до нашей эры британское олово попало на Ближний Восток

Во II тысячелетии до н. э олово поступало из Британии на Ближний Восток

N+1
Запорожские франты Запорожские франты

В ярком казачьем костюме нищета сочеталась с роскошью, а русское — с татарским

Дилетант
6 самых популярных сюжетов снов 6 самых популярных сюжетов снов

Какие сюжеты снов чаще всего снятся людям?

ТехИнсайдер
Математики с помощью света научились мгновенно решать уравнения Математики с помощью света научились мгновенно решать уравнения

Свет поможет решать математические задачи быстрее, чем на обычном компьютере

ТехИнсайдер
Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня

Упражнения, которые помогут снять усталость в течение дня

Psychologies
Законы возбуждения: можно ли приручить сексуальность — ответ психоаналитика Законы возбуждения: можно ли приручить сексуальность — ответ психоаналитика

«Почему я не хочу того, кого надо хотеть?»

Psychologies
Музыка на полюсе Музыка на полюсе

Рэпер L’One поделился самыми яркими моментами посещения Южного полушария

Вокруг света
Монохром, розовый и стрелки: 10 бьюти-образов с «Золотого глобуса» 2023 Монохром, розовый и стрелки: 10 бьюти-образов с «Золотого глобуса» 2023

2023-й — это год сдержанных причесок и естественного сияющего макияжа

РБК
Четыре случая, когда обвинения партнера несправедливы: говорят мужчины Четыре случая, когда обвинения партнера несправедливы: говорят мужчины

Мужчины объясняют возможную мотивацию своих поступков

Psychologies
Исследование трансгенных муравьев показало, как мозг воспринимает тревожные запахи Исследование трансгенных муравьев показало, как мозг воспринимает тревожные запахи

Обработка запаха, сообщающего об опасности, находится в 4-х "клубочках" мозга

ТехИнсайдер
«Чикагская семерка»: как нервы влияют на давление «Чикагская семерка»: как нервы влияют на давление

О чем может говорить высокое давление и как себе помочь?

Psychologies
8 8

Собираем "золотую базу" гардероба

VOICE
Как выбрать вино по году урожая Как выбрать вино по году урожая

Для каких вин важен год урожая винограда и как по нему определить качество вина

СНОБ
Можно ли обойтись без дорожных реагентов? Эти 7 способов используют в разных странах Можно ли обойтись без дорожных реагентов? Эти 7 способов используют в разных странах

Традиционным реагентам есть несколько альтернатив. У каждой есть плюсы и минусы

ТехИнсайдер
Школьница, ведьма, няня и детектив: 10 фильмов и сериалов зимы Школьница, ведьма, няня и детектив: 10 фильмов и сериалов зимы

Фильмы о женщинах, которые сталкиваются с разными жизненными обстоятельствами

Forbes
Глубоко под Средиземным морем обнаружена неизвестная магматическая камера — и она растет каждый год Глубоко под Средиземным морем обнаружена неизвестная магматическая камера — и она растет каждый год

Исследователи обнаружили магматическую камеру под подводным вулканом Колумбо

ТехИнсайдер
Чек-лист для видеорегистратора: как не остаться без важного видео Чек-лист для видеорегистратора: как не остаться без важного видео

7 тонкостей видеорегистратора, на которые надо обратить внимание

CHIP
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

ТехИнсайдер
Зачем нужна стрелка на брюках и синяя сторона ластика: простые вещи, происхождение которых остается загадкой Зачем нужна стрелка на брюках и синяя сторона ластика: простые вещи, происхождение которых остается загадкой

Некоторые вещи кажутся нам обыденными, пока мы не о них не задумываемся

ТехИнсайдер
«Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов «Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов

С простыми экзаменационными вопросами ChatGPT справляется не хуже студентов

VC.RU
Наполнители желаний Наполнители желаний

Самое ценное, что можно привезти из-за рубежа, — опыт

СНОБ
Какой силы может достигать землетрясение? Какой силы может достигать землетрясение?

Могут ли землетрясения стать сильнее 9,5 баллов?

ТехИнсайдер
Гангуро: как японские загорелые блондинки боролись с традиционными канонами красоты Гангуро: как японские загорелые блондинки боролись с традиционными канонами красоты

Гангуро: как они стали одной из самых ненавистных субкультур

Forbes
Ожидания мешают нам создать счастливые отношения: как это происходит — объясняет нейробиолог Ожидания мешают нам создать счастливые отношения: как это происходит — объясняет нейробиолог

Какую роль в любви могут играть непредсказуемые события и ожидания

Psychologies
Облачный атлас. Покупка подержанного Geely Atlas Облачный атлас. Покупка подержанного Geely Atlas

Geely Atlas: соотношение недостатков и достоинств

4x4 Club
Chimera: посмотрите, как тестируют гибридный двигатель для нового мирового рекорда скорости полета Chimera: посмотрите, как тестируют гибридный двигатель для нового мирового рекорда скорости полета

Может ли беспилотник развить скорость больше, чем любой самолет в мире?

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

Как правильно подготовиться к интервью?

Psychologies
Шесть книг о войне. День памяти жертв Холокоста Шесть книг о войне. День памяти жертв Холокоста

Книги о войне: чтобы помнить, к чему может привести человеческая жестокость

Psychologies
Открыть в приложении