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

Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона

Древние амфибии пережидали сухой сезон в самостоятельно вырытых норах

N+1
Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века

Люди из Чарльстона XVIII века оказались там в результате работорговли

N+1
Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга

Видеонаблюдение влияет на работу мозга, причем на бессознательном уровне

ТехИнсайдер
Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь

Сексуальная жизнь напрямую связана со способностью человека хорошо зарабатывать

Maxim
Что такое дневник питания, как его вести: разбираемся вместе с диетологом Что такое дневник питания, как его вести: разбираемся вместе с диетологом

Дневник питания — это простой, но эффективный способ контролировать свой рацион

РБК
Айфон не заряжается: как диагностировать и решить проблему Айфон не заряжается: как диагностировать и решить проблему

Почему iPhone может отказываться восполнять заряд?

CHIP
Долго и счастливо: 5 мифов об идеальном союзе — проверьте себя Долго и счастливо: 5 мифов об идеальном союзе — проверьте себя

Cамые распространенные заблуждения, которые мешают обрести реальную любовь

Psychologies
7 невероятных преимуществ зеленого чая для здоровья: всего одна чашка в день, а пользы — на год вперед! 7 невероятных преимуществ зеленого чая для здоровья: всего одна чашка в день, а пользы — на год вперед!

Разбираемся, чем так хорош зеленый чай и есть ли у него минусы

ТехИнсайдер
Самодержавие, православие, смартфон Самодержавие, православие, смартфон

«Фандорин. Азазель»: Эраст Петрович в 2023 году

Weekend
Да будет свет! Да будет свет!

Светлый функциональный интерьер без излишней декоративности

SALON-Interior
Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение

Что мешает распространению прогрессивных взглядов и почему опускать руки нельзя

Forbes
Идеальный порядок: 16 вещей, которые стоит выбросить — попробуйте дома Идеальный порядок: 16 вещей, которые стоит выбросить — попробуйте дома

Наша читательница поделилась списком вещей, которые точно стоит выбросить

Psychologies
Как привить ребенку интерес к учебе — отвечает учитель Как привить ребенку интерес к учебе — отвечает учитель

Как педагоги и родители могут привить школьнику интерес к учебе?

СНОБ
Медики вырастили в пробирке искусственную кровь и впервые перелили ее людям: что с ними стало? Медики вырастили в пробирке искусственную кровь и впервые перелили ее людям: что с ними стало?

Как изготовили искусственную кровь и зачем она вообще нужна

ТехИнсайдер
«Не то же самое, что в одиночку»: зачем мастурбировать вдвоем — мнение сексолога «Не то же самое, что в одиночку»: зачем мастурбировать вдвоем — мнение сексолога

Из такого «одинокого» занятия, как мастурбация, может родиться наслаждение двоих

Psychologies
Искатель шедевров: как сооснователь Microsoft собрал коллецию, проданную за $1,5 млрд Искатель шедевров: как сооснователь Microsoft собрал коллецию, проданную за $1,5 млрд

В Поле Аллене можно разглядеть страстного коллекционера

Forbes
Все кончено Все кончено

Секс как средство от тревоги

СНОБ
Большой минус. Как живут в Якутии в минус 50 Большой минус. Как живут в Якутии в минус 50

Как живут люди в одном из самых холодных городов мира

СНОБ
Преодоление раскисшего просёлка. Полезные советы Преодоление раскисшего просёлка. Полезные советы

Как правильно использовать рисунок протектора грязевой резины

4x4 Club
Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника Марго Гритт: «Вторжение». Рассказ из сборника

Рассказ Марго Гритт о хрупкости внутреннего мира современного человека

СНОБ
Как уроженка Торжка зарабатывает 50 млн рублей в год на турах в провинцию Как уроженка Торжка зарабатывает 50 млн рублей в год на турах в провинцию

Возможно ли развить в провинции туристическую инфраструктуру?

Forbes
Сериалы, которые вся Россия смотрела в 90-е. Выбираем главный Сериалы, которые вся Россия смотрела в 90-е. Выбираем главный

От одних только названий этих сериалов 90-х вздрагиваешь

Maxim
«У нас рождались дети»: Светлана Иванова рассказала о закулисье съемок сериала «Тест на беременность» «У нас рождались дети»: Светлана Иванова рассказала о закулисье съемок сериала «Тест на беременность»

Актрисы рассказали о своей работе в новом сезоне сериала «Тест на беременность»

VOICE
Как макияж помогает полюбить себя: 4 важных аргумента — мнение визажистов и психологов Как макияж помогает полюбить себя: 4 важных аргумента — мнение визажистов и психологов

Как макияж улучшает наше психологическое состояние?

Psychologies
Беги от него: 6 фраз, по которым можно понять, что тренер — непрофессионал Беги от него: 6 фраз, по которым можно понять, что тренер — непрофессионал

Выбирая наставника в спортзале, следует знать о «красных флажках»

VOICE
Ученые выяснили, почему вступать в брак полезно для вашего здоровья - удивительные факты! Ученые выяснили, почему вступать в брак полезно для вашего здоровья - удивительные факты!

Брак способен увеличить продолжительность жизни мужчин

ТехИнсайдер
«Тяжело на душе»: 5 способов сбросить эмоциональный груз — откройте новые возможности «Тяжело на душе»: 5 способов сбросить эмоциональный груз — откройте новые возможности

Как понять, что с вами происходит?

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

Книги, которые помогают строить бизнес

Правила жизни
Локус контроля: почему мы приписываем свои неудачи и заслуги внешним обстоятельствам Локус контроля: почему мы приписываем свои неудачи и заслуги внешним обстоятельствам

Локус контроля: рассказываем об этом непростом внутреннем механизме психики

Forbes
Не выходя из дома Не выходя из дома

15 способов найти достойную работу на фрилансе

Лиза
Открыть в приложении