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

Способность птиц решать головоломки с едой связали с размером мозга и инновационным поведением Способность птиц решать головоломки с едой связали с размером мозга и инновационным поведением

Птицы, лучше решающие головоломки с едой, имеют более крупный мозг

N+1
Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни

Появление нового острова дает возможность узнать, как зарождаются экосистемы

ТехИнсайдер
Сверхмассивные черные дыры помогли компактным галактикам ранней Вселенной активно порождать звезды Сверхмассивные черные дыры помогли компактным галактикам ранней Вселенной активно порождать звезды

Изучение связи между галактиками и их сверхмассивными черными дырами

N+1
Как в России появилось вегетарианство — часть 4 Как в России появилось вегетарианство — часть 4

Как придумали черную икру, которую можно есть, не убивая рыб

СНОБ
Психопаты, социопаты, нарциссы: в чем разница Психопаты, социопаты, нарциссы: в чем разница

Социопаты — это не серийные убийцы, которых мы привыкли видеть на экранах

Psychologies
Такие девчонки: взлет и падение группы «Ранетки» Такие девчонки: взлет и падение группы «Ранетки»

Непростая история девичьей группы, для которой написали отдельный сериал

Правила жизни
Не выходя из дома Не выходя из дома

15 способов найти достойную работу на фрилансе

Лиза
Прости или плати Прости или плати

Что делать, если ты разбила товар в магазине: все по инструкции

Лиза
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
Едим по-русски Едим по-русски

История любимых блюд и продуктов – киселя, квашеной капусты, гречки и щей

Лиза
Страна дальнего следования: Страна дальнего следования:

Неочевидные места для путешествий, которые находятся почти у черта на куличках

СНОБ
«Жить ей оставалось недолго»: история маньяка в викторианском Лондоне «Жить ей оставалось недолго»: история маньяка в викторианском Лондоне

Отрывок из книги «Доктор Яд» об одном из самых страшных маньяков Лондона

Forbes
4 самых востребованных навыка на рынке труда: какие умения развить, чтобы заработать 4 самых востребованных навыка на рынке труда: какие умения развить, чтобы заработать

На каких навыках должны сосредоточиться соискатели, чтобы не выпасть из обоймы?

Forbes
Честность и безопасное пространство: как работают женские профессиональные сообщества Честность и безопасное пространство: как работают женские профессиональные сообщества

Какие возможности женские профессиональные сообщества дают своим участницам

Forbes
Календарь путешествий по России на 2023 год Календарь путешествий по России на 2023 год

12 идей для путешествий по России на 12 месяцев

Лиза
Ученые испытали лазерный громоотвод — он намного эффективнее обычного металлического стержня Ученые испытали лазерный громоотвод — он намного эффективнее обычного металлического стержня

Излучение мощного лазера в небо способно эффективно отклонять разряды молнии

ТехИнсайдер
Как запустить Windows с флешки: пошаговая инструкция Как запустить Windows с флешки: пошаговая инструкция

Как создать загрузочную флешку с Windows?

CHIP
Экстраверты, невротики и токсики: что говорит о вас любимое блюдо — проверьте себя Экстраверты, невротики и токсики: что говорит о вас любимое блюдо — проверьте себя

Ученые обнаружили связь между пищевыми пристрастиями и типом личности человека

Psychologies
Вот какие профессии будут востребованы в будущем. Посмотрите этот список! Вот какие профессии будут востребованы в будущем. Посмотрите этот список!

В какой сфере актуально развиваться даже через 10-20 лет

ТехИнсайдер
Вот почему вам нужен стресс. Мышцы скажут спасибо! Вот почему вам нужен стресс. Мышцы скажут спасибо!

Стресса может улучшить когнитивные и физические способности в позднем возрасте

ТехИнсайдер
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
Гангуро: как японские загорелые блондинки боролись с традиционными канонами красоты Гангуро: как японские загорелые блондинки боролись с традиционными канонами красоты

Гангуро: как они стали одной из самых ненавистных субкультур

Forbes
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
Cadillac XT4 и европейские ценности Cadillac XT4 и европейские ценности

Cadillac способен выпускать не только монументальный Escalade

4x4 Club
Смартфон упал в снег: в чем опасность и как спасать девайс Смартфон упал в снег: в чем опасность и как спасать девайс

Рассказываем, как не продавать почку, чтобы оплатить ремонт.

Maxim
Собрали все: 10 умных способов использовать белый уксус вне кухни Собрали все: 10 умных способов использовать белый уксус вне кухни

Нестандартные способы применения уксуса в быту

ТехИнсайдер
«Разные: мужское и женское глазами приматолога» «Разные: мужское и женское глазами приматолога»

Как наблюдения за животными ставят под сомнение гендерные стереотипы

N+1
7 неожиданных фактов о пиве, в которые вы можете сначала не поверить — но они реальны! 7 неожиданных фактов о пиве, в которые вы можете сначала не поверить — но они реальны!

Что может быть такого интересного в пиве? Оказывается, кое-что все-таки есть!

ТехИнсайдер
Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый» Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый»

Скандальные мемуары принца Гарри «Запасной» наделали много шума

Maxim
«Встречаюсь с женатым мужчиной и не чувствую вины»: история читательницы и комментарий психолога «Встречаюсь с женатым мужчиной и не чувствую вины»: история читательницы и комментарий психолога

Многие, но не все, женщины считают отношения с несвободным мужчиной ошибкой

Psychologies
Открыть в приложении