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

Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Найдены свыше 400 черных дыр, укрытых от нашего взора коконами космической пыли Найдены свыше 400 черных дыр, укрытых от нашего взора коконами космической пыли

Астрономы обнаружили более 400 ранее скрытых черных дыр

ТехИнсайдер
Самые научно точные фильмы про космос Самые научно точные фильмы про космос

Существуют ли достоверные художественные фильмы про космос?

Maxim
Сладкие напитки обложат акцизом Сладкие напитки обложат акцизом

Чем это обернется для рынка безалкогольной продукции

Агроинвестор
Лидерство в коллективе: как завоевать авторитет и доверие в группе? Лидерство в коллективе: как завоевать авторитет и доверие в группе?

Какие лидерские качества стоит развивать, чтобы завоевать доверие в группе

Psychologies
Прогулка вокруг марсианских вулканов Прогулка вокруг марсианских вулканов

Отправляемся в экспедицию на Марс

Наука и жизнь
«Ты не останешься одна на всю жизнь»: письмо незамужней себе — пример психотерапевта «Ты не останешься одна на всю жизнь»: письмо незамужней себе — пример психотерапевта

Если что-то идет не по плану, мы начинаем волноваться: все так и останется?

Psychologies
«Я хочу вернуть отца и брата. Но меня с женой выставляют злодеями»: принц Гарри сделал новые душещипательные признания «Я хочу вернуть отца и брата. Но меня с женой выставляют злодеями»: принц Гарри сделал новые душещипательные признания

Принц Гарри заверил, что болезненно переживает разрыв с венценосным отцом

VOICE
Audi Q3. Совершенство не может стоить дёшево Audi Q3. Совершенство не может стоить дёшево

Audi Q3: сильные и слабые стороны кроссовера

4x4 Club
Секс, фантазии или тайная связь: психологи выяснили, что психопаты считают неверностью Секс, фантазии или тайная связь: психологи выяснили, что психопаты считают неверностью

Психопаты склонны воспринимать сексуальные фантазии партнера о других как измену

Psychologies
Режиссер Олег Трофим — о комиксах, «Майоре Громе», Петербурге и 90-х Режиссер Олег Трофим — о комиксах, «Майоре Громе», Петербурге и 90-х

Олег Трофим — о жанре кинокомикса, а также о том, каким бывает Петербург

РБК
С дерева – в лечебный чай С дерева – в лечебный чай

Чага березовая: польза, применение, рецепты

Лиза

Самые безумные рекорды из Книги Гиннесса

ТехИнсайдер
Настроить четкость Настроить четкость

Можно ли исправить астигматизм и вернуть зрению остроту

Лиза
«Я стала бояться меньше» «Я стала бояться меньше»

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

OK!
Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин

Давайте разберемся, что стоит за мужской ложью

Psychologies
Подключение к Swift: как Тейлор Свифт выросла из девочки с гитарой в миллиардера Подключение к Swift: как Тейлор Свифт выросла из девочки с гитарой в миллиардера

Почему Тейлор Свифт достойна всего, что имеет

Правила жизни
Как быть модной этой зимой и не замерзнуть? Тренды сезона для русской зимы Как быть модной этой зимой и не замерзнуть? Тренды сезона для русской зимы

Как не замерзнуть зимой и выглядеть стильно?

VOICE
Евгений Герасимов: Евгений Герасимов:

Евгений Герасимов поделился своими амбициозными творческими планами

Коллекция. Караван историй
Владимир Чистяков Владимир Чистяков

«Сноб» обсудил с Владимиром Чистяковым амбиции, санкции и жареные пельмени

СНОБ
Что делать, если ничего не хочется. Cоветы психолога Что делать, если ничего не хочется. Cоветы психолога

Как по-научному называется состояние «ничего не хочу» и можно ли с ним бороться

Лиза
Почему твой капсульный гардероб не работает, хотя ты собирала его по правилам: мнение фэшн-эксперта Почему твой капсульный гардероб не работает, хотя ты собирала его по правилам: мнение фэшн-эксперта

Как подобрать себе хорошие повседневные look'и?

VOICE
Найден дешевый способ добычи экологически чистого водородного топлива Найден дешевый способ добычи экологически чистого водородного топлива

Исследователи UMich продемонстрировали устройство искусственного фотосинтеза

ТехИнсайдер
Россиянам разрешили покупать авто в Белоруссии: там дешевле Россиянам разрешили покупать авто в Белоруссии: там дешевле

Белорусские автодилеры вновь начали продавать автомобили россиянам

РБК
Одна вокруг света: Перст Бога в парке Серра-дуз-Органс и «золотой маршрут» Одна вокруг света: Перст Бога в парке Серра-дуз-Органс и «золотой маршрут»

203-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Перст Бога

Forbes
Физики в почете: 115 лет назад родился Лев Ландау Физики в почете: 115 лет назад родился Лев Ландау

Ухабистая, но в целом удачная судьба физика-теоретика Льва Ландау

Правила жизни
8 неожиданных методов использования горчичного порошка в быту: полезные советы для дома и дачи 8 неожиданных методов использования горчичного порошка в быту: полезные советы для дома и дачи

Горчичный порошок сделает все, что угодно!

ТехИнсайдер
Как добавить музыку в Яндекс Музыку Как добавить музыку в Яндекс Музыку

Как слушать свои треки через Яндекс Музыку на смартфоне и компьютере

CHIP
Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times

Отрывок из трагикомического романа «Уроки химии»

СНОБ
Никаких кубиков на животе: каких мужчин считали красивыми на Руси Никаких кубиков на животе: каких мужчин считали красивыми на Руси

Что имели в виду наши «прапра», когда говорили: «Красивый парень!»

VOICE
Открыть в приложении