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

Бактерию обвинили в гибели миллиардов морских звезд у западного побережья Северной Америки Бактерию обвинили в гибели миллиардов морских звезд у западного побережья Северной Америки

Биологи выяснили, что было возбудителем истощающей болезни морских звезд

N+1
Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания

«Забытые» воспоминания могут быть восстановлены

ТехИнсайдер
CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы

Рассказ Яны Верзун «Папа»

Psychologies
Инфекционный след: что вызывает болезнь Альцгеймера и зачем нужен когнитивный резерв Инфекционный след: что вызывает болезнь Альцгеймера и зачем нужен когнитивный резерв

О вероятных причинах и механизмах развития болезни Альцгеймера

Forbes
Что значат слова-паразиты: психологический и лингвистический взгляд Что значат слова-паразиты: психологический и лингвистический взгляд

Слова-паразиты не имеют собственного смысла, но многое говорят о нашем обществе

Psychologies
Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире

Aston Martin DBX707: заслуживает ли он своей цены?

4x4 Club
Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС) Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС)

Для чего нужен ОТТС, как его получить и какую информацию он содержит

РБК
Почему ставить цели вредно: 3 главные причины Почему ставить цели вредно: 3 главные причины

Как научиться правильно планировать, чтобы не потерять мотивацию?

Psychologies
Как «гормоны счастья» могут принести несчастье: «темные стороны» окситоцина, дофамина, серотонина и эндорфина Как «гормоны счастья» могут принести несчастье: «темные стороны» окситоцина, дофамина, серотонина и эндорфина

Рассматриваем светлые и темные стороны каждого из «гормонов счастья»

Psychologies
Садоводство снижает риск рака. Пора в огород! Садоводство снижает риск рака. Пора в огород!

Общественное садоводство может играть важную роль в предотвращении рака

ТехИнсайдер
Красота — страшная сила: как советская манекенщица получила мировую известность и в итоге покончила с собой Красота — страшная сила: как советская манекенщица получила мировую известность и в итоге покончила с собой

Регину Збарскую за рубежом прозвали «самым красивым оружием Кремля»

ТехИнсайдер
Харакири по всем правилам Харакири по всем правилам

6 марта 1929 года произошло событие, которое взбудоражило всю Москву

Дилетант
День нематери: как я потеряла двоих детей и нашла силы жить дальше День нематери: как я потеряла двоих детей и нашла силы жить дальше

Как пережить потерю детей, простить себя и жить дальше

VOICE
Ваше такси подлетает Ваше такси подлетает

Возможность взмыть на такси над пробками успешно ищут в компании Airbus

Y Magazine
По законам исторической драмы: как правда и вымысел сочетаются в сериале «Корона» По законам исторической драмы: как правда и вымысел сочетаются в сериале «Корона»

Что в сериале «Корона» соответствует действительности, а что — плод фантазии

Forbes
Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере

Рассказываем, как увеличить шрифт в Яндексе, используя настройки браузера

CHIP
Варисцитовые бусины из Франции указали на контакты с жителями Иберии эпохи неолита Варисцитовые бусины из Франции указали на контакты с жителями Иберии эпохи неолита

Ученые исследовали 17 варисцитовых бусин, обнаруженных в пещере Сальпетр

N+1
Время рожать Время рожать

Плюсы и минусы каждого возраста для рождения ребенка – от 20 до 40+

Лиза
Интервальное голодание: все, что нужно знать об одном из самых популярных режимов питания последних лет Интервальное голодание: все, что нужно знать об одном из самых популярных режимов питания последних лет

Многие, сами того не подозревая, иногда прибегают к интервальному голоданию

Правила жизни
История мальчика, которого пытались превратить в девочку: жизнь Дэвида Реймера История мальчика, которого пытались превратить в девочку: жизнь Дэвида Реймера

Правда ли, что любого ребенка можно превратить хоть в мальчика, хоть в девочку?

VOICE
Долька к дольке: пятиминутный путеводитель по мандаринам Долька к дольке: пятиминутный путеводитель по мандаринам

Рассказываем, как мы вообще влюбились в сочный румяный манарин

Правила жизни
7 необычных музеев Москвы 7 необычных музеев Москвы

Мы собрали семь самых интересных экспозиций в Москве

Караван историй
Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок

Основные признаки нехватки витаминов в организме

VOICE
Вcе дело в нише Вcе дело в нише

Новых жильцов ниши в квартире иногда пугают. А зря, есть масса классных решений!

Лиза
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
«Ему было сорок пять, мне — двенадцать»: о необычном похищении, наших субличностях и подлинных желаниях «Ему было сорок пять, мне — двенадцать»: о необычном похищении, наших субличностях и подлинных желаниях

Отрывок из книги «Путешествие к центру себя, или Трикстер и другие субличности»

Psychologies
3 простых способа сохранить молодость вашего мозга 3 простых способа сохранить молодость вашего мозга

Есть несколько способов сохранить работоспособность нашего мозга с годами

ТехИнсайдер
Совладелица галереи Booroom — о дизайне и тренде на гармонизацию Совладелица галереи Booroom — о дизайне и тренде на гармонизацию

Ирина Будцева-Виницкая об особенностях галерейного бизнеса в России

РБК
Полина Кардымон Полина Кардымон

В Полине Кардымон чуть ли не все качества нового поколения российских режиссеров

СНОБ
Открыть в приложении