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

Новые гибкие актуаторы позволили колесному роботу трансформироваться в квадрокоптер Новые гибкие актуаторы позволили колесному роботу трансформироваться в квадрокоптер

Инженеры разработали гибкие актуаторы, которые могут плавно деформироваться

N+1
Audi Activesphere – элегантное кросс-купе, которое превращается в пикап Audi Activesphere – элегантное кросс-купе, которое превращается в пикап

Новый концепт Audi объединяет преимущества внедорожника и пикапа

4x4 Club
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
10 лет спустя: как изменились актеры сериала «Молодежка» с первых серий 10 лет спустя: как изменились актеры сериала «Молодежка» с первых серий

Сегодня мы расскажем, как изменились главные герои сериала «Молодежка»

VOICE
Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы

Как снизить уровень стресса и снять тревогу в домашних условиях?

ТехИнсайдер
Джеймс Уэбб нашел элементы жизни в глубинах темного межзвездного облака Джеймс Уэбб нашел элементы жизни в глубинах темного межзвездного облака

Группа исследователей обнаружила в молекулярном облаке Chamaeleon I жизнь

ТехИнсайдер
«Страдающее Средневековье»: как разбогатеть и поумнеть благодаря голове из глины «Страдающее Средневековье»: как разбогатеть и поумнеть благодаря голове из глины

Глава из книги «Восковые ноги и железные глаза» про феномен вотив

Forbes
Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца

Можно ли быть близким другом своему отцу?

Psychologies
Оспа оказалась намного старше, чем считали ученые — этому вирусу не меньше трех тысяч лет Оспа оказалась намного старше, чем считали ученые — этому вирусу не меньше трех тысяч лет

Ученые отодвинули примерные границы возникновения оспы еще на 2000 лет назад

ТехИнсайдер
Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой

О великой актрисе и великой женщине Инне Чуриковой вспоминает Сергей Николаевич

СНОБ
Марш антиподов Марш антиподов

Образ загадочных «антиподов» продолжает будоражить воображение

Вокруг света
Раскрыта причина волны детской смертности, случившейся 80 лет назад Раскрыта причина волны детской смертности, случившейся 80 лет назад

Ученые из Университета Восточной Англии разгадали 80-летнюю загадку медицины

ТехИнсайдер
Бюджетный Bentley. Тест-драйв Audi Q8 2023 года Бюджетный Bentley. Тест-драйв Audi Q8 2023 года

Q8 действительно не хуже Bentley Bentayga или Lamborghini Urus, только дешевле

4x4 Club
Мясо в плюсе Мясо в плюсе

Экспорт мяса может превысить 560 тыс. т

Агроинвестор
После стольких лет: 20 фактов о «Гарри Поттере», которых вы, скорее всего, не знали После стольких лет: 20 фактов о «Гарри Поттере», которых вы, скорее всего, не знали

20 самых неожиданных фактов о волшебной вселенной «Гарри Поттере»

Правила жизни
«Мой трехлетка и то лучше нарисует!»: почему мы обесцениваем современное искусство «Мой трехлетка и то лучше нарисует!»: почему мы обесцениваем современное искусство

Почему нам сложно воспринимать «непонятное искусство»?

Psychologies
Не сыпь на рану. 10 продуктов, содержащих наибольшее количество скрытой соли Не сыпь на рану. 10 продуктов, содержащих наибольшее количество скрытой соли

Почему необходимо регулировать поступление соли и где она чаще всего обитает

Лиза
Почему детям нельзя смотреть порно: 2 главные опасности Почему детям нельзя смотреть порно: 2 главные опасности

Чем именно так плох просмотр порно в детском возрасте

Psychologies
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

Ради неё он бросил свою верную подругу Дженнифер Флавин — и остался в дураках

VOICE
Неизвестный науке зверь. Как «Чебурашке» удалось собрать больше 5 млрд руб. и стать самым кассовым фильмом в истории российского проката Неизвестный науке зверь. Как «Чебурашке» удалось собрать больше 5 млрд руб. и стать самым кассовым фильмом в истории российского проката

Как «Чебурашке» удалось стать самым кассовым фильмом российского проката

Inc.
Астрономы нашли самые далекие звезды нашей галактики на полпути к Андромеде Астрономы нашли самые далекие звезды нашей галактики на полпути к Андромеде

Млечный путь и галактика Андромеды могут касаться своими внешними гало

ТехИнсайдер
Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности

Развить в себе привлекательность, которая будет приманивать мужчин, может каждая

VOICE
И снова Новый год! По-китайски И снова Новый год! По-китайски

7 обязательных традиций, которые привлекут счастье и богатство

Лиза
Украсть ребенка Украсть ребенка

Психолог рассказывает об одном из самых необычных случаев в ее практике

СНОБ
Туризм в одном здании! Как устроена жизнь отеля, который стоит на границе двух стран Туризм в одном здании! Как устроена жизнь отеля, который стоит на границе двух стран

Отель, который расположился прямо на вершине международной границы

ТехИнсайдер
Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях

Чемпинг: что особенного в этом виде туризма?

ТехИнсайдер
Онлайн-банк в Telegram: как это работает и насколько безопасно Онлайн-банк в Telegram: как это работает и насколько безопасно

Смогут ли чат-боты заменить приложения онлайн-банков?

Forbes
Расслабляющий чай, удобрение для растений и еще кое-что: 8 потрясающих идей, как использовать хвою от елки Расслабляющий чай, удобрение для растений и еще кое-что: 8 потрясающих идей, как использовать хвою от елки

Еловые иголки — материал, который непременно пригодится в каждом доме

ТехИнсайдер
Внутренние связи Внутренние связи

Новый год и Рождество – семейные праздники и возможность возвращаться к истокам

Лиза
Открыть в приложении