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

Распространявшиеся за счет гомфотериев чилийские растения так и не оправились от их вымирания Распространявшиеся за счет гомфотериев чилийские растения так и не оправились от их вымирания

Гомфотерии регулярно поедали плоды и участвовали в распространении семян

N+1
Почему нет отношений: 6 основных причин — как изменить ситуацию Почему нет отношений: 6 основных причин — как изменить ситуацию

Что мешает найти партнера и как исправить ситуацию?

Psychologies
Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой

Из-за чего падает облачность в Антарктике?

N+1
Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания

«Забытые» воспоминания могут быть восстановлены

ТехИнсайдер
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
Про зверей и людей. О фильме «Хищники» Родриго Сорогойена Про зверей и людей. О фильме «Хищники» Родриго Сорогойена

Что «Хищники» рассказывают о жизни испанской глубинки

СНОБ
Princess S72 Princess S72

Чем удивят яхтенное сообщество британские судостроители?

Y Magazine
Свисающий живот как символ достатка: как в 20 веке в США появились «Клубы толстяков»? Свисающий живот как символ достатка: как в 20 веке в США появились «Клубы толстяков»?

Оказывается, кубики пресса и мускулистые плечи не всегда были в моде

ТехИнсайдер
«Доктор Яд. О том, кто тихо убивал молодых женщин, пока все боялись Джека-потрошителя». Отрывок из книги «Доктор Яд. О том, кто тихо убивал молодых женщин, пока все боялись Джека-потрошителя». Отрывок из книги

Отрывок из тру-крайма об одержимом ядами докторе Томасе Криме

СНОБ
Королева ненадежности: самая плохая винтовка в мире Королева ненадежности: самая плохая винтовка в мире

Автоматическая винтовка, которая давала один отказ на 30-60 выстрелов

Maxim
Сколько времени нужно, чтобы привести тело в порядок перед летним сезоном? Пора задуматься! Сколько времени нужно, чтобы привести тело в порядок перед летним сезоном? Пора задуматься!

Сколько времени нужно телу, чтобы сбросить лишний вес?

ТехИнсайдер
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
Что нужно знать о чебуреках и где это восточное блюдо подают с красной икрой Что нужно знать о чебуреках и где это восточное блюдо подают с красной икрой

Почему многие думают, что чебурек должен быть только с мясом?

СНОБ
Искали монстра, а нашли семьянина и любящего отца: история серийного убийцы Сергея Деньгуба Искали монстра, а нашли семьянина и любящего отца: история серийного убийцы Сергея Деньгуба

История «ачинского Чикатило»

VOICE
Почему болят суставы Почему болят суставы

Что делать, если появились боли в спине, отечность и хруст суставов?

Лиза
Ген, найденный у долгожителей, омолаживает сердце на 10 лет Ген, найденный у долгожителей, омолаживает сердце на 10 лет

Ученые обнаружили полезную мутацию, которая задерживает старение сердца

ТехИнсайдер
Смотри не влюбись: 30 ромкомов на все случаи жизни Смотри не влюбись: 30 ромкомов на все случаи жизни

Ромкомы вышли на пик популярности в девяностые, но до сих пор держатся на плаву

Правила жизни
15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки» 15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки»

Как Линде Лавлейс удалось забраться столь глубоко в историю кинематографа

Maxim
9 книг, которые помогут чувствовать себя лучше в 2023 году 9 книг, которые помогут чувствовать себя лучше в 2023 году

Несколько книг, которые помогут почувствовать себя более спокойными

Inc.
Частые укусы малярийных комаров вызвали лимфому у детей Частые укусы малярийных комаров вызвали лимфому у детей

Частый контакт с малярийным плазмодием не проходит бесследно для иммунитета

N+1
«Седина в бороду — бес в ребро». Что делать, если мужа потянуло на сексуальные подвиги? «Седина в бороду — бес в ребро». Что делать, если мужа потянуло на сексуальные подвиги?

Почему люди пускаются в неожиданные любовные приключения и как быть?

Psychologies
Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять? Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять?

Можно ли сделать, чтобы "химия любви" работала в твою пользу?

VOICE
Почти 40% оставшихся лесов Амазонки деградируют из-за деятельности человека Почти 40% оставшихся лесов Амазонки деградируют из-за деятельности человека

На тропические леса Амазонки влияет не только обезлесение

ТехИнсайдер
И это всё Якутия! И это всё Якутия!

Говорят, в республике Саха можно отыскать все!

Лиза
Как понравиться на первом свидании Как понравиться на первом свидании

О чем говорить на первом свидании? Как понравиться?

Psychologies
Как распознать токсичную девушку на первом свидании Как распознать токсичную девушку на первом свидании

10 признаков того, что тебе нужно убегать со свидания куда подальше

Maxim
Этот известный немецкий актер из фильма Этот известный немецкий актер из фильма

Кое-какие взаимоотношения в творческой среде становятся настоящим сюрпризом!

VOICE
Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство

Книги, которые помогают строить бизнес

Правила жизни
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
Зельфира Трегулова: «То, что отличает русский культурный код от всех остальных, — это свет и надежда» Зельфира Трегулова: «То, что отличает русский культурный код от всех остальных, — это свет и надежда»

Впечатления, которые ты получаешь в музее, могут сохраняться довольно долго

Караван историй
Открыть в приложении