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

«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
6 медицинских процедур, которых больше всего боятся мужчины 6 медицинских процедур, которых больше всего боятся мужчины

Медицинские процедуры, которые могут довести мужчину до обморока

Maxim
Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне

Астрономы впервые обнаружили суперземлю Kepler-725c в зоне солнцеподобной звезды

ТехИнсайдер
Мужик с ноготочками: что такое новая маскулинность Мужик с ноготочками: что такое новая маскулинность

Почему в некоторых установках о «настоящем мужском поведении» стоит усомниться

Psychologies
Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Культовые кроссовки, выпуск 7: история adidas Samba — футбольной пары, ставшей универсальной Культовые кроссовки, выпуск 7: история adidas Samba — футбольной пары, ставшей универсальной

Разбираемся в феномене популярности модели adidas Samba

Правила жизни
Юрий Васильев: «Я никогда не играл роли Андрея Миронова» Юрий Васильев: «Я никогда не играл роли Андрея Миронова»

Всю жизнь в актерском мире меня преследуют путаницы с моей «редкой» фамилией

Караван историй
Изменил — не значит разлюбил? Почему мужчины изменяют любимым женщинам Изменил — не значит разлюбил? Почему мужчины изменяют любимым женщинам

Большинство изменников лезут в новые отношения не чтобы потерять любимых

VOICE
Осознанное дыхание Осознанное дыхание

Стоит освоить регулярную и простую практику медитации перед сном

Лиза
Как создать бота в Telegram: простая пошаговая инструкция Как создать бота в Telegram: простая пошаговая инструкция

Создать бота в Телеграм намного проще, чем кажется

CHIP
Переворот в Долине: почему Маск стал человеком года в мировом IT-бизнесе Переворот в Долине: почему Маск стал человеком года в мировом IT-бизнесе

Реформы в Twitter приведут к серьезнейшим последствиям для всей IT-индустрии

Forbes
Откуда берутся круги на полях и замешаны ли в этом инопланетяне? Откуда берутся круги на полях и замешаны ли в этом инопланетяне?

Круги на полях — что это?

Maxim
Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням

Как Обри Плаза учит любить странных героинь с недостатками

Forbes
Люди и вещи Люди и вещи

Воскресная ярмарка в Монтевидео – не столько рынок, сколько культурное событие

Вокруг света
«Незнакомец для самого себя»: как понять, что вы бежите от реальности «Незнакомец для самого себя»: как понять, что вы бежите от реальности

Принимаем ли мы реальность по-настоящему?

Psychologies
Своя игра Своя игра

Арам Вардеванян о своей работе в фильме, а также о спортивном прошлом

OK!
Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше

У Фридриха Ницше была непростая судьба. Но что именно его убило?

ТехИнсайдер
«Как я могу помочь?»: 5 вопросов, чтобы понять себя и других, — задавайте их регулярно «Как я могу помочь?»: 5 вопросов, чтобы понять себя и других, — задавайте их регулярно

Несколько простых вопросов, ответы на которые помогут понять суть многих вещей

Psychologies
Вспомнить все: 10 странных фанатских теорий о Гарри Поттере Вспомнить все: 10 странных фанатских теорий о Гарри Поттере

Теории поттероманов о мире чародейства и волшебства.

Правила жизни
Разговор с подростком о сущности метавселенной Разговор с подростком о сущности метавселенной

Каким будет начало метавселенной и кем в ней стать?

СНОБ
Йога для двоих Йога для двоих

10 парных асан, которые укрепят ваши отношения

Лиза
Как помочь жертве и остановить хулиганов в школе? Это нужно знать! Как помочь жертве и остановить хулиганов в школе? Это нужно знать!

Как бороться с буллингом?

ТехИнсайдер
«Королева драмы»: как распознать невротика — 9 признаков «Королева драмы»: как распознать невротика — 9 признаков

Признаки невротизма, которые помешают построить долгие и крепкие отношения

Psychologies
Что пишет пресса об автобиографии принца Гарри «Запасной» Что пишет пресса об автобиографии принца Гарри «Запасной»

Первые рецензии западной прессы на автобиографию принца Гарри «Запасной»

Правила жизни
Едим по-русски: история знаменитого салата оливье и не только Едим по-русски: история знаменитого салата оливье и не только

Кто придумал эти традиционные русские блюда и как изменился рецепт?

Лиза
Вcе дело в нише Вcе дело в нише

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

Лиза
«Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога «Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога

Что делать, если свекровь — настоящий манипулятор?

Psychologies
Плавание в открытой воде представляет серьезный риск для здоровья, о котором мало кто знает Плавание в открытой воде представляет серьезный риск для здоровья, о котором мало кто знает

Плавание в открытой воде может вызвать иммерсивный отек легких

ТехИнсайдер
Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам

Откуда берутся отеки и как от них избавиться?

ТехИнсайдер
5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров 5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров

Как обманывают с помощью мессенджеров и как не стать жертвой преступников

Maxim
Открыть в приложении