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

Базальтовые бусины в невесомости подтвердили вклад трибоэлектричества в формирование планет Базальтовые бусины в невесомости подтвердили вклад трибоэлектричества в формирование планет

Зачем ученые отправили в суборбитальный полет кучку базальтовых бусин

N+1
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
В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных

Археологи обнаружили в Португалии новые произведения палеолитического искусства

N+1
«Я жертва, вы мне должны»: как быть страдальцем и всеми манипулировать «Я жертва, вы мне должны»: как быть страдальцем и всеми манипулировать

Кто эти люди, сидящие на игле собственной «несчастности»?

Psychologies
Психологический портрет: что такое дисморфофобия, или синдром Квазимодо Психологический портрет: что такое дисморфофобия, или синдром Квазимодо

Что нужно знать о дисморфофобии?

Forbes
Жанна д’Арк при осаде Орлеана Жанна д’Арк при осаде Орлеана

Картина французского живописца Жюля-Эжена Леневё, посвященная посланнице Бога

Дилетант
Как быть модной этой зимой и не замерзнуть? Тренды сезона для русской зимы Как быть модной этой зимой и не замерзнуть? Тренды сезона для русской зимы

Как не замерзнуть зимой и выглядеть стильно?

VOICE
Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания Лекарство от астмы оказалось способно возвращать утраченные воспоминания

«Забытые» воспоминания могут быть восстановлены

ТехИнсайдер
Ученые разгадали, зачем в Великой Китайской стене были сделаны секретные ходы Ученые разгадали, зачем в Великой Китайской стене были сделаны секретные ходы

Великая Китайская стена до сих пор хранит секреты

Maxim
Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются

Сегодня проверить качество советских товаров можно без особого труда

ТехИнсайдер
8 способов вывести токсины из организма, которые действительно работают 8 способов вывести токсины из организма, которые действительно работают

Эти 8 способов очистки организма не скажутся негативно на вашем здоровье

ТехИнсайдер
Не бро ты мне: что делать, если тебе не нравятся его друзья Не бро ты мне: что делать, если тебе не нравятся его друзья

Как научиться принимать и уважать друзей своего партнера

VOICE
Уроки русского: что общего между икрой рыб, кабачковой икрой и икроножной мышцей? Уроки русского: что общего между икрой рыб, кабачковой икрой и икроножной мышцей?

Почему икрами называются мышцы на голенях человека?

ТехИнсайдер
Mini Moke. Легенда на колесах Mini Moke. Легенда на колесах

Биография Mini Moke дает право называть его легендарным

Y Magazine
Чем полезен калий и как его получать с пищей Чем полезен калий и как его получать с пищей

Зачем нам нужен калий? И неужели он есть только в бананах?

ТехИнсайдер
Севастьян Смышников: Севастьян Смышников:

Сева Смышников — о том, как делал первые шаги в столице, и о планах на будущее

Коллекция. Караван историй
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
Не медовый год для пчеловодов Не медовый год для пчеловодов

Производство меда становится все менее доходным

Агроинвестор
Любовь, деньги или секс: на чем держится брак Костенко и Тарасова, объясняет астролог Любовь, деньги или секс: на чем держится брак Костенко и Тарасова, объясняет астролог

Астролог рассказывает, в чем их секрет Дмитрия Тарасова и Анастасии Костенко

VOICE
Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций

Агрессор показывает, что относится к жертве как к вещи. Как можно дать отпор?

Psychologies
Как принять свою неидеальность: 7 основных правил Как принять свою неидеальность: 7 основных правил

Как во всем преуспевать и всем нравиться?

Psychologies
Наталью Крачковскую Гайдай грозился снять с роли, если она не наберет двадцать килограммов Наталью Крачковскую Гайдай грозился снять с роли, если она не наберет двадцать килограммов

Называть вещи своими именами и не унывать — простые правила жизни от Крачковской

Коллекция. Караван историй
5 продуктов, которые вызывают хроническое воспаление в организме 5 продуктов, которые вызывают хроническое воспаление в организме

Потребление какой пищи стоит контролировать?

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
6 способов заставить мозг интенсивно работать 6 способов заставить мозг интенсивно работать

Ученые отмечают, что есть лучшие способы стать умнее!

ТехИнсайдер
Новая жизнь издательского проекта «Каталог «Социальное предпринимательство России» | New Life of the Publishing Project “Catalog “Social Entrepreneurship of Russia” Новая жизнь издательского проекта «Каталог «Социальное предпринимательство России» | New Life of the Publishing Project “Catalog “Social Entrepreneurship of Russia”

Зачем мы с 2014 года собираем примеры, кейсы и обзоры социальных предприятий?

Позитивные изменения
«Новые Пацанки»: психологический разбор участниц седьмого сезона «Новые Пацанки»: психологический разбор участниц седьмого сезона

Психолог проекта «Новые Пацанки» — о работе с яркими участницами

Psychologies
Неизведанный Байкал Неизведанный Байкал

Факты о Байкале, которые мало кто знает

Наука и жизнь
Уроки русского: всем знакомо выражение Уроки русского: всем знакомо выражение

Откуда взялось такое странное слово как "зюзя", и что оно обозначает?

ТехИнсайдер
Нет ничего нарядного? Как из обычного гардероба сделать вечерний — 3 секретных трюка Нет ничего нарядного? Как из обычного гардероба сделать вечерний — 3 секретных трюка

Как составить стильный праздничный наряд, при этом не потратив сутки на шоппинг

VOICE
Открыть в приложении