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

Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью

Ученые разобрались в природе анафилактического шока при пищевой аллергии

N+1
Секрет «Чебурашки»: почему фильм с Гармашом бьет рекорды проката в России Секрет «Чебурашки»: почему фильм с Гармашом бьет рекорды проката в России

Почему фильм про Чебурашку стал феноменом?

Forbes
Известный по единственному крылу вид козодоев оказался гибридом Известный по единственному крылу вид козодоев оказался гибридом

Как ученые раскрыли одну из главных орнитологических загадок спустя 35 лет

N+1
Взять в руки: 4 проверенные техники массажа Взять в руки: 4 проверенные техники массажа

Почему разминание кожи и мышц сегодня отбирает пальму первенства у инъекций

Psychologies
Список уловок телефонных мошенников: разбираем самые частые способы обмана Список уловок телефонных мошенников: разбираем самые частые способы обмана

Список из самых распространенных атак телефонных мошенников

Maxim
Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра

Полёт на каникулы к отцу обернулся долгим путешествием на грани жизни и смерти

ТехИнсайдер
Едим по-русски Едим по-русски

История любимых блюд и продуктов – киселя, квашеной капусты, гречки и щей

Лиза
Как бы выглядел дом, в котором могло жить все население Земли Как бы выглядел дом, в котором могло жить все население Земли

Собирай свои вещи, мы все переезжаем в дом, который будет строить весь мир!

ТехИнсайдер
Импакт всегда стоит во главе угла социального предпринимательства | Social Impact Is Always the Cornerstone of Social Entrepreneurship Импакт всегда стоит во главе угла социального предпринимательства | Social Impact Is Always the Cornerstone of Social Entrepreneurship

Что определяет успех, а что мешает развитию соцпредпринимательства

Позитивные изменения
Cadillac XT4 и европейские ценности Cadillac XT4 и европейские ценности

Cadillac способен выпускать не только монументальный Escalade

4x4 Club
Почему от ногтей отслаивается гель-лак: 9 главных причин испорченного маникюра Почему от ногтей отслаивается гель-лак: 9 главных причин испорченного маникюра

Если ты замечала, что гель-лак слезает с ногтей, значит что-то не так!

VOICE
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
Хохлома Хохлома

Роспись с секретным кодом – расшифровываем узор хохломы

Лиза
Петух прожил 1,5 года без головы! Как такое возможно? Петух прожил 1,5 года без головы! Как такое возможно?

В середине XX века одна птица стала знаменитее некоторых кинозвезд

ТехИнсайдер
Ученые опознали голландский военный корабль XVII века из Ла-Манша. Настоящее сокровище! Ученые опознали голландский военный корабль XVII века из Ла-Манша. Настоящее сокровище!

Корабль «Кляйн Холландия» предлагает нам заглянуть в 17 век

ТехИнсайдер
Как в Крещение купаться в проруби? Как в Крещение купаться в проруби?

Зачем люди прыгают в прорубь? И если прыгают, то как?

Maxim
5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров 5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров

Как обманывают с помощью мессенджеров и как не стать жертвой преступников

Maxim
Зимние забавы Зимние забавы

Лыжи, сноуборд и коньки помогут похудеть

Лиза
Дали себе обещание заниматься спортом в новом году? Вот 4 совета для новичков от спортивного ученого Дали себе обещание заниматься спортом в новом году? Вот 4 совета для новичков от спортивного ученого

Снова наступило то самое время, когда все обещают исправно заниматься спортом

Inc.
Одна вокруг света: маленький, но настоящий бразильский карнавал Одна вокруг света: маленький, но настоящий бразильский карнавал

200-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
«Не делать ничего. Совсем». Как влиться в работу после долгих выходных (и не сойти с ума) «Не делать ничего. Совсем». Как влиться в работу после долгих выходных (и не сойти с ума)

Почему возвратиться к работе после длинных выходных так тяжело?

Inc.
Уроки русского: всем знакомо выражение Уроки русского: всем знакомо выражение

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

ТехИнсайдер
Ученые рассказали о жутких изменениях, происходящих с телами астронавтов во время пребывания в космосе Ученые рассказали о жутких изменениях, происходящих с телами астронавтов во время пребывания в космосе

Воздействие, которое космос оказывает на наше тело, не просто «тяжелое»

ТехИнсайдер
Внутренние связи Внутренние связи

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

Лиза
Англомания и коллекционирование искусства: как жили женщины в семье Рябушинских Англомания и коллекционирование искусства: как жили женщины в семье Рябушинских

Отрывок из документального романа «Братья Рябушинские»

Forbes
Сумасшедший тюнинг LADA Niva Сумасшедший тюнинг LADA Niva

Кто бы что не говорил, а LADA Niva – культ...

4x4 Club
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
5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя 5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя

Низкая самооценка способна отравить человеку жизнь. Как не надо делать?

Maxim
Мы для них не авторитет: как общаться с современными детьми и подростками Мы для них не авторитет: как общаться с современными детьми и подростками

Как быть, если ребенок не признает авторитета родителей и учителей

СНОБ
«Жить ей оставалось недолго»: история маньяка в викторианском Лондоне «Жить ей оставалось недолго»: история маньяка в викторианском Лондоне

Отрывок из книги «Доктор Яд» об одном из самых страшных маньяков Лондона

Forbes
Открыть в приложении