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

Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа Противовирусные не принесли значимой пользы при амбулаторном лечении гриппа

Противовирусная терапия не влияет на смертность при нетяжелом течении гриппа

N+1
Пабы и дорогая жизнь для студентов и айтишников: кто и зачем переезжает в Ирландию Пабы и дорогая жизнь для студентов и айтишников: кто и зачем переезжает в Ирландию

Ирландия: зачем экспатам покупать жилье в ипотеку и получать лицензию на рыбалку

Forbes
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Сложный шифр: что означают имена детей Анджелины Джоли и Брэда Питта Сложный шифр: что означают имена детей Анджелины Джоли и Брэда Питта

Каждое из имен детей Анджелины Джоли стало настоящим заявлением миру

VOICE
Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины» Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины»

Ученые показали, что собаки также как и человек страдают от лихорадки долины

ТехИнсайдер
На изящном: Жан-Мишель Баския и античные мотивы На изящном: Жан-Мишель Баския и античные мотивы

Если вы не задумывались, о чем писал картины Баския, этот текст вам очень нужен

Правила жизни
Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт! Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт!

Некоторые персонажи проникли в массовое сознание после Второй мировой

ТехИнсайдер
Majesty Rocket One Majesty Rocket One

Проверяем суперяхту Majesty 120 морем

Y Magazine
Ехидны надувают огромные пузыри из соплей, чтобы не умереть от жары: хитроумная адаптация Ехидны надувают огромные пузыри из соплей, чтобы не умереть от жары: хитроумная адаптация

Ехидна, чтобы сохранять прохладу в жару, использует несколько необычный трюк

ТехИнсайдер
Tinder-разведка: как женщины пытаются защитить друг друга от опасных мэтчей Tinder-разведка: как женщины пытаются защитить друг друга от опасных мэтчей

Появились женские объединения, нацеленные на то, чтобы защититься от обманщиков

Forbes
Послеродовой психоз. Женщины страдают больше, чем кажется со стороны! Послеродовой психоз. Женщины страдают больше, чем кажется со стороны!

Почему у женщин возникает послеродовая депрессия и как с ней справляться?

ТехИнсайдер
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
Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем

В России разразился еще один «суррогатный» скандал

Psychologies
3 уровня финансовых отношений — проверьте вашу пару 3 уровня финансовых отношений — проверьте вашу пару

Дело не в доходах и расходах, а в уровне финансовых отношений

Psychologies
Яжмать и яжотец: как общаться с родителями, помешанными на детях? Яжмать и яжотец: как общаться с родителями, помешанными на детях?

Что делать, если ваши знакомые навязывают вам общение с их ребенком?

Psychologies
Самые действенные советы по избавлению от жира на животе для женщин старше 40 лет — проверь, что ты упускаешь! Самые действенные советы по избавлению от жира на животе для женщин старше 40 лет — проверь, что ты упускаешь!

С возрастом метаболизм замедляется и худеть действительно становится труднее

VOICE
Как встречали Новый год и Рождество жители Российской империи Как встречали Новый год и Рождество жители Российской империи

Что нужно было человеку в Российской империи для правильной встречи Рождества?

СНОБ
Звезды Бухдаля: как устроены невероятные черные дыры, у которых нет горизонта событий Звезды Бухдаля: как устроены невероятные черные дыры, у которых нет горизонта событий

Неуловимые «звезды Бухдаля» — это черные дыры без горизонта событий

ТехИнсайдер
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение Почему в культуре и обществе гендерные стереотипы передаются из поколения в поколение

Что мешает распространению прогрессивных взглядов и почему опускать руки нельзя

Forbes
«Он не отпустит вас легко»: 4 стадии расставания с нарциссом «Он не отпустит вас легко»: 4 стадии расставания с нарциссом

Как противостоять нарциссу?

Psychologies
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.
Песни Севера Песни Севера

Позволь себе еще одно зимнее путешествие – в снежную морозную Карелию

Лиза
Эксперт по богатым русским Элизабет Шимпфессль: «Все хотели найти хорошего олигарха» Эксперт по богатым русским Элизабет Шимпфессль: «Все хотели найти хорошего олигарха»

Элизабет Шимпфессль — с каких пор миллиардеры начали гордиться крепкими браками

Forbes
«Если мужчина изменял жене, почему будет верен вам?»: в чем опасность роли любовницы — личный опыт «Если мужчина изменял жене, почему будет верен вам?»: в чем опасность роли любовницы — личный опыт

Если мужчина изменяет своей жене, почему он не будет изменять своей любовнице?

Psychologies
Праздники подошли к концу: главная ошибка первой рабочей недели — проверьте себя Праздники подошли к концу: главная ошибка первой рабочей недели — проверьте себя

Как настроиться на работу после праздников?

Psychologies
«Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери «Кто дарит жизнь — дарит смерть»: как женщины воспринимают старение матери

Как принять старение своей матери?

Psychologies
Ученые из Университета Джорджии: умеренный стресс улучшает рабочую память Ученые из Университета Джорджии: умеренный стресс улучшает рабочую память

Низкий или умеренный уровень стресса может положительно влиять на работу мозга

Inc.
Отношения на расстоянии Отношения на расстоянии

Как поддерживать любовь, когда вы не рядом, и есть ли в этом смысл?

Лиза
Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed

У младшей модели премиум-бренда Exeed появился привод на все четыре колеса

РБК
Открыть в приложении