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

Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями

Дети и взрослые шимпанзе проявляют особый интерес к социальным взаимодействиям

N+1
Почему болят суставы Почему болят суставы

Что делать, если появились боли в спине, отечность и хруст суставов?

Лиза
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Когда уже пора подарить телефон ребенку: мнение ученых Когда уже пора подарить телефон ребенку: мнение ученых

Если ребенок давно просит личный телефон, стоит подумать об этом

ТехИнсайдер
Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции

Езда на велосипеде полезнее, чем вы думали

ТехИнсайдер
3 простых способа сохранить молодость вашего мозга 3 простых способа сохранить молодость вашего мозга

Есть несколько способов сохранить работоспособность нашего мозга с годами

ТехИнсайдер
«Партнер мастурбирует»: стоит ли беспокоиться — разбор с сексологами «Партнер мастурбирует»: стоит ли беспокоиться — разбор с сексологами

Почему нам сложно принять то, что партнер может наслаждаться и без нас?

Psychologies
Зачем советские люди вешали ковры на стену? Не для красоты, как вы могли подумать! Зачем советские люди вешали ковры на стену? Не для красоты, как вы могли подумать!

Его рассматривали, на него откладывали деньги, им хвалились перед гостями

ТехИнсайдер
Почему йога так популярна: большой разбор Почему йога так популярна: большой разбор

Что стоит за удивительной популярностью йоги?

Psychologies

Как живет Бекка Батчер, которая от природы лишена второй груди

VOICE
Откуда и как растут социальные предприниматели? | Where Do Social Entrepreneurs Come From and How Do They Grow? Откуда и как растут социальные предприниматели? | Where Do Social Entrepreneurs Come From and How Do They Grow?

Опыт инкубатора импакт-стартапов фонда «Навстречу переменам»

Позитивные изменения
Каково это — быть слепоглухим. Монолог американской писательницы Хелен Келлер Каково это — быть слепоглухим. Монолог американской писательницы Хелен Келлер

Хелен Келлер рассказывает, что она услышала в «Девятой симфонии» Бетховена

Правила жизни
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
Медвежья услуга: почему слишком активное желание помочь не всегда приносит пользу Медвежья услуга: почему слишком активное желание помочь не всегда приносит пользу

Отрывок из книги психотерапевта Илсе Санд «Исцеляющие беседы»

Forbes
7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин 7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин

Семь самых главных шагов к здоровью от Сергея Бубновского

ТехИнсайдер
Шарлотта Генсбур и эволюция мальчиков: чем запомнилась неделя мужской моды в Париже Шарлотта Генсбур и эволюция мальчиков: чем запомнилась неделя мужской моды в Париже

Как прошли показы коллекций осень-зима 2023/24

Forbes
Страшная трагедия СССР: тайна крушения парохода «Адмирал Нахимов», в котором погибло почти 500 человек Страшная трагедия СССР: тайна крушения парохода «Адмирал Нахимов», в котором погибло почти 500 человек

31 августа 1986 года в акватории Новороссийской бухты столкнулись два судна

ТехИнсайдер
Ежик в тумане — как режиссер Юрий Норштейн создал свой знаменитый мультфильм Ежик в тумане — как режиссер Юрий Норштейн создал свой знаменитый мультфильм

Как была создана самая знаменитая лента Юрия Норштейна

СНОБ
Закон детской травмы: что делать, если прошлое мешает жить в настоящем Закон детской травмы: что делать, если прошлое мешает жить в настоящем

Как детские травмы мешают нам быть счастливыми?

Psychologies
Туризм в жилище эскимосов: на сколько там холодно? Вы поразитесь! Туризм в жилище эскимосов: на сколько там холодно? Вы поразитесь!

Кто-то выберет отдых на море и под палящим солнцем

ТехИнсайдер
«Мой живот накладной, потому что мне 45?»: беременную Ольгу Орлову возмутили завистники «Мой живот накладной, потому что мне 45?»: беременную Ольгу Орлову возмутили завистники

Ольга Орлова пожаловалась, что ее обвинили в симуляции беременности

VOICE
Как заблокировать номер телефона на iOS и Android Как заблокировать номер телефона на iOS и Android

Как включить блокировку неизвестных номеров на смартфоне?

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

Общественное садоводство может играть важную роль в предотвращении рака

ТехИнсайдер
Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций

Агрессор показывает, что относится к жертве как к вещи. Как можно дать отпор?

Psychologies
Как создать ощущение дома: советы психолога Как создать ощущение дома: советы психолога

Как испытать «чувство дома», где бы мы ни были, и почему это важно?

Psychologies
Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники

Джонни Кулон — фокусник в легком веке, которого никто не мог поднять

VOICE
«Аборт — главный контрацептив». Как предохранялись в СССР «Аборт — главный контрацептив». Как предохранялись в СССР

Как была устроена контрацепция в крупных городах и в деревнях СССР

СНОБ
Национальная гордость: 5 суперкаров из неожиданных стран Национальная гордость: 5 суперкаров из неожиданных стран

Необычные спортивные автомобили из Афганистана, Ливана, Индии, Ливии и Марокко

РБК
Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов Как раскрыть свое женское предназначение: 5 самых простых и рабочих приемов

Как женщине узнать, для чего она на самом деле предназначена?

VOICE
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
Открыть в приложении