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

«Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни» «Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни»

Какая нечистая сила обитает в вихре

N+1
7 мифов о беременности, в которые ты до сих пор веришь (и зря!) 7 мифов о беременности, в которые ты до сих пор веришь (и зря!)

Мы живем в век технологий, но беременность по-прежнему окутана массой мифов

VOICE
Микропластик проникает в мозг «автостопом» в иммунных клетках Микропластик проникает в мозг «автостопом» в иммунных клетках

Из-за чего микропластик застревает в кровеносных сосудах головного мозга

ТехИнсайдер
Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция

Рассказываем о том, как установить сертификат Минцифры 2022 года

CHIP
Исследование выявило один фактор, по которому можно понять, что вы находитесь в здоровых отношениях Исследование выявило один фактор, по которому можно понять, что вы находитесь в здоровых отношениях

Как узнать, что ваши отношения здоровые? Поможет поступок, выявленный учеными

ТехИнсайдер
Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня

Упражнения, которые помогут снять усталость в течение дня

Psychologies
Как обустроить детскую комнату: советы для родителей Как обустроить детскую комнату: советы для родителей

Как обустроить современную детскую комнату с учетом особенностей пола и возраста

VOICE
«Радость жизни стала исчезать»: прославившиеся в детстве знаменитости, которых эксплуатировали родители «Радость жизни стала исчезать»: прославившиеся в детстве знаменитости, которых эксплуатировали родители

Грустные и шокирующие истории некоторых знаменитостей

VOICE
Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой

О великой актрисе и великой женщине Инне Чуриковой вспоминает Сергей Николаевич

СНОБ
Почему листья у одних растений живут долго, а у других быстро опадают Почему листья у одних растений живут долго, а у других быстро опадают

От чего зависит продолжительность жизни листьев?

ТехИнсайдер
«Устала быть удобной для всех»: как сказать нет и не испортить отношения «Устала быть удобной для всех»: как сказать нет и не испортить отношения

Как мягко, но эффективно защитить свои интересы?

Psychologies
Неандертальцы из Комб-Греналя предпочли охоту на открытой местности Неандертальцы из Комб-Греналя предпочли охоту на открытой местности

Палеозоологи изучили зубы оленей и быков, найденные на памятнике Комб-Греналь

N+1
Воплощенный хаос и смерть материи: как Пабло Пикассо создал «Гернику» за 33 дня Воплощенный хаос и смерть материи: как Пабло Пикассо создал «Гернику» за 33 дня

Глава из книги «Испания от И до Я», посвященная «Гернике» Пикассо

Forbes
«Не скрещивайте руки и ноги»: парикмахеры рассказали, что нельзя делать во время стрижки «Не скрещивайте руки и ноги»: парикмахеры рассказали, что нельзя делать во время стрижки

Уверена, что клиент всегда прав? А вот твой мастер считает иначе!

VOICE
Просто космос Просто космос

Большинству Антарктида представляется такой же далекой и неуютной, как космос

Вокруг света
Осознанное дыхание Осознанное дыхание

Стоит освоить регулярную и простую практику медитации перед сном

Лиза
Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца

Можно ли быть близким другом своему отцу?

Psychologies
Как правильно разводиться: рассказывает адвокат Как правильно разводиться: рассказывает адвокат

Как развестись так, чтобы не жалеть об этом долгие годы?

VOICE
Пугающие фото Санта-Клауса в американских ТЦ. Вы не захотите к нему на коленки! Пугающие фото Санта-Клауса в американских ТЦ. Вы не захотите к нему на коленки!

Несколько рождественских фотографий, от которых станет не по себе

ТехИнсайдер
Как помочь жертве и остановить хулиганов в школе? Это нужно знать! Как помочь жертве и остановить хулиганов в школе? Это нужно знать!

Как бороться с буллингом?

ТехИнсайдер
Что будет, если питаться лишь сырым мясом Что будет, если питаться лишь сырым мясом

Может быть, сырым мясом можно питаться постоянно?

ТехИнсайдер
Каково это — быть слепоглухим. Монолог американской писательницы Хелен Келлер Каково это — быть слепоглухим. Монолог американской писательницы Хелен Келлер

Хелен Келлер рассказывает, что она услышала в «Девятой симфонии» Бетховена

Правила жизни
Разгрузка для печени Разгрузка для печени

Печень выполняет множество функций, а потому нуждается в особом внимании

Лиза
Набирают скорость: почему «Формула-1» перестает быть мужским чемпионатом Набирают скорость: почему «Формула-1» перестает быть мужским чемпионатом

«Академия F1» — гоночная серия и программа тренировок для женщин

Forbes
В Италии обнаружили убитого мечом средневекового мужчину В Италии обнаружили убитого мечом средневекового мужчину

Антропологи исследовали останки из средневекового захоронения

N+1
С дерева – в лечебный чай С дерева – в лечебный чай

Чага березовая: польза, применение, рецепты

Лиза
Нестандартные и неликвидные: почему инвестиции в алмазы не так уж хороши Нестандартные и неликвидные: почему инвестиции в алмазы не так уж хороши

Зачем покупать инвестиционные бриллианты и каким инвесторам они подойдут?

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.
21 год сражений 21 год сражений

Северная война полностью изменила географию Балтийского региона

Дилетант
Основные преимущества концепта RAM 1500 Revolution Основные преимущества концепта RAM 1500 Revolution

Концепт RAM 1500 Revolution BEV – первый электрический пикап легендарной марки

4x4 Club
Открыть в приложении