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

Люди не уследили за мурашками на собственной коже Люди не уследили за мурашками на собственной коже

Ощущение мурашек по коже (пилоэрекция) часто нас обманывает

N+1
6 признаков, что нужно срочно менять смартфон 6 признаков, что нужно срочно менять смартфон

Признаки того, что телефон скоро устареет

Maxim
Ученые установили, что биологические нейросети работают по математическому принципу свободной энергии Ученые установили, что биологические нейросети работают по математическому принципу свободной энергии

Самоорганизация нейронов в процессе обучения подчиняется математической теории

TechInsider
Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены

История героини, которая лечится от созависимости и комментарий психолога

СНОБ
Бог в облике бактерии: история появления кислорода на Земле Бог в облике бактерии: история появления кислорода на Земле

Кислород — агрессивное, ядовитое и опасное вещество

TechInsider
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
Российские археологи обнаружили в Египте захоронение ребенка со 142 собаками Российские археологи обнаружили в Египте захоронение ребенка со 142 собаками

142 собаки: такой погребальный обряд нехарактерен для Древнего Египта

N+1
10 способов освежить чувства в паре 10 способов освежить чувства в паре

Как вернуть чувствам былую яркость

Psychologies
Не месть от бывшей, а обязательство перед ребенком: как устроены выплаты алиментов Не месть от бывшей, а обязательство перед ребенком: как устроены выплаты алиментов

Разбираемся, почему суммы алиментов становятся поводом для судебных тяжб

Forbes
Как правильно спать: 6 распространенных ошибок — советы косметолога Как правильно спать: 6 распространенных ошибок — советы косметолога

Самые распространенные ошибки, которые мы совершаем после захода солнца

Psychologies
Оказалось, что лица привлекают наше внимание не больше, чем другие части тела Оказалось, что лица привлекают наше внимание не больше, чем другие части тела

Внимание фокусируется на лицах не чаще, чем на других частях тела

TechInsider
Жуткая достоверность: сериалы про маньяков, основанные на реальных событиях Жуткая достоверность: сериалы про маньяков, основанные на реальных событиях

Поистине кошмарные сюжеты из реальной жизни, воссозданные в кино

VOICE
Что будет, если есть только шоколад целый месяц Что будет, если есть только шоколад целый месяц

Давайте узнаем, что будет, если есть только шоколад целый месяц!

TechInsider
«Пиноккио Гильермо дель Торо»: сказка про отцов и детей, фашизм и неминуемость смерти «Пиноккио Гильермо дель Торо»: сказка про отцов и детей, фашизм и неминуемость смерти

История создания красочной кукольной анимации «Пиноккио Гильермо дель Торо»

Forbes
Подросток попал в плохую компанию: как это понять и помочь ребенку Подросток попал в плохую компанию: как это понять и помочь ребенку

Ребенок резко изменился, стал грубить и убегать из дома без спроса?

Psychologies
Как остановить Как остановить

Когда вечерний перекус становится по-настоящему опасным для вашей фигуры?

TechInsider
Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек

Джефф Бек ушел из жизни после триумфального гастрольного тура с Джонни Деппом

VOICE
Александр Демьяненко говорил: Александр Демьяненко говорил:

Людмила Акимовна рассказала о настоящем Александре Демьяненко

Коллекция. Караван историй
Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения

Что нужно знать, выбирая масло для лица

РБК
Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России

Рейтинг самых безопасных автомобилей Euro NCAP 2022 года

РБК
Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62) Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62)

За Nissan Patrol всегда тянулся шлейф из мифов и легенд

4x4 Club
История со ста нулями. Как Сергей Брин создал компанию Google История со ста нулями. Как Сергей Брин создал компанию Google

Как Сергей Брин добился успеха, а главное каким образом оказался в США

Цифровой океан
«Операция «Фортуна»: Искусство побеждать»: каким получился новый боевик Гая Ричи «Операция «Фортуна»: Искусство побеждать»: каким получился новый боевик Гая Ричи

«Операция «Фортуна»: Искусство побеждать»: правда ли, что Ричи уже не тот

Forbes
Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман

Как понять природу лжи и распознать ее

Psychologies
Биометрические границы и аборты при помощи нанороботов: страшный сценарий развития ИИ Биометрические границы и аборты при помощи нанороботов: страшный сценарий развития ИИ

Апокалиптический сценарий будущего от футуролога Эми Уэбб

Forbes
20 мифов об алкоголе, в которые пора бы перестать верить 20 мифов об алкоголе, в которые пора бы перестать верить

Задаем странные вопросы врачу-токсикологу Алексею Водовозову

Maxim
Как разобрать гардероб и правильно хранить вещи: 5 простых советов Как разобрать гардероб и правильно хранить вещи: 5 простых советов

Структуризация шкафа точно снизит градус хаоса в жизни. Вот несколько советов

Правила жизни
Евгений Герасимов: Евгений Герасимов:

Евгений Герасимов поделился своими амбициозными творческими планами

Коллекция. Караван историй
«Чтобы не возбуждалась»: отец отправил 9-летнюю дочь на женское обрезание. Процедура стоила 2 тысячи рублей «Чтобы не возбуждалась»: отец отправил 9-летнюю дочь на женское обрезание. Процедура стоила 2 тысячи рублей

Сложно поверить, но эта жуткая история произошла здесь и сейчас в России

Psychologies
Большой хлопок, вечное расширение или гибель: что ждет нашу Вселенную в будущем Большой хлопок, вечное расширение или гибель: что ждет нашу Вселенную в будущем

Будет ли Вселенная существовать вечно ее ждет неминуемая гибель?

TechInsider
Открыть в приложении