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

Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха

Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов

N+1
Почему опасно копить обиды и как научиться прощать? Почему опасно копить обиды и как научиться прощать?

Почему важно уметь прощать и как этому научиться в любом возрасте

Правила жизни
У древних британских кельтов выявили матрилокальность У древних британских кельтов выявили матрилокальность

Ученые выяснили, что для кельтов железного века была характерна матрилокальность

N+1
Писатель Алексей Иванов — Forbes: «Мы неверно представляем Россию до революции» Писатель Алексей Иванов — Forbes: «Мы неверно представляем Россию до революции»

Алексей Иванов — о том, как история отражается в его романе «Бронепароходы»

Forbes
Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа

Как правильно воспринимать произведения искусства?

Psychologies
Я оптимист и знаю, что у меня всегда все получится | I’m an Optimist and I Know I’ll Always Succeed Я оптимист и знаю, что у меня всегда все получится | I’m an Optimist and I Know I’ll Always Succeed

Генеральный директор «Обсервер» — как создать модель понимания инвалидности

Позитивные изменения
4 главных мифа о спорте для похудения 4 главных мифа о спорте для похудения

Чтобы спорт помог вам похудеть, нужно понимать некоторые нюансы

ТехИнсайдер
Почему мы отказываем в помощи другим людям: шокирующие результаты эксперимента «Добрый самаритянин» Почему мы отказываем в помощи другим людям: шокирующие результаты эксперимента «Добрый самаритянин»

Правда ли то, что религиозные люди добрее и отзывчивее, чем атеисты?

VOICE
Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков” Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков”

В любое время находится группа людей, которые считают, что они выше закона

ТехИнсайдер
Школьница, ведьма, няня и детектив: 10 фильмов и сериалов зимы Школьница, ведьма, няня и детектив: 10 фильмов и сериалов зимы

Фильмы о женщинах, которые сталкиваются с разными жизненными обстоятельствами

Forbes
Академик Павлов: человек, без которого мир был бы другим Академик Павлов: человек, без которого мир был бы другим

Но не все себе представляют, каким в обычной жизни был академик Павлов

Караван историй
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
Все везде и сразу, но без женщин: самые интересные фильмы-номинанты на «Оскар-2023» Все везде и сразу, но без женщин: самые интересные фильмы-номинанты на «Оскар-2023»

Фильмы — оскаровские номинанты, которые стоит посмотреть

Forbes
Настроить четкость Настроить четкость

Можно ли исправить астигматизм и вернуть зрению остроту

Лиза
Гастрит с довеском Гастрит с довеском

«Гастрит у ребенка, да еще хронический – неужели такое может быть?»

Лиза
Взаимо(не)выгодные отношения: стоит ли давать деньги в долг — личный опыт Взаимо(не)выгодные отношения: стоит ли давать деньги в долг — личный опыт

Можно ли давать деньги в долг и сохранить хорошие отношения?

Psychologies
Можно ли прожить всю жизнь в кровати: эксперимент Можно ли прожить всю жизнь в кровати: эксперимент

Обычный человек проводит примерно треть жизни в кровати, но можно ли больше?

ТехИнсайдер
Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник? Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник?

История загадочного озера Поянху

ТехИнсайдер
Она не помнит имя дочери: книга об отношениях с родителем, теряющим память Она не помнит имя дочери: книга об отношениях с родителем, теряющим память

Отрывок из книги Джули Оцуки «Пловцы»

Forbes
«Детка, я решу все твои проблемы»: что больше всего возбуждает женщин в мужчинах «Детка, я решу все твои проблемы»: что больше всего возбуждает женщин в мужчинах

Как наши сексуальные фантазии способны изменить жизнь до неузнаваемости

Psychologies
Как правильно распарить лицо: 6 способов и советы экспертов Как правильно распарить лицо: 6 способов и советы экспертов

Что значит «распарить лицо» и кому стоит отказаться от этой процедуры?

РБК
Парафилия: почему людей возбуждают странные вещи — 3 любопытных факта Парафилия: почему людей возбуждают странные вещи — 3 любопытных факта

Почему и как формируется парафилия

Psychologies
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 сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому! Как сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому!

Несколько простых фактов о том, как можно улучшить свою сексуальную жизнь

ТехИнсайдер
Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной

Жизнь вблизи полюсов похожа на выживание людей за Стеной, как в «Игре престолов»

ТехИнсайдер
Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода

"Отпусти и забудь" — это не про эти пары

VOICE
Как справиться с депрессией? Ученые дали необычный ответ! Как справиться с депрессией? Ученые дали необычный ответ!

Страдающие от депрессии люди могут помочь себе неочевидным способом

ТехИнсайдер
«Одинокий волк» или эффективный бизнесмен? | A “Lone Wolf” or an Effective Businessman? «Одинокий волк» или эффективный бизнесмен? | A “Lone Wolf” or an Effective Businessman?

Сравнительный анализ образов соцпредпринимателя в России, Казахстане и Беларуси

Позитивные изменения
«Волковская пивоварня». Пиво имени себя «Волковская пивоварня». Пиво имени себя

Директор «Волковской пивоварни» рассказал нам как живёт российский крафт

4x4 Club
Монохром, розовый и стрелки: 10 бьюти-образов с «Золотого глобуса» 2023 Монохром, розовый и стрелки: 10 бьюти-образов с «Золотого глобуса» 2023

2023-й — это год сдержанных причесок и естественного сияющего макияжа

РБК
Открыть в приложении