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

Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью

Генетические факторы отвечают за 70 процентов плача

N+1
Можно ли прожить всю жизнь в кровати: эксперимент Можно ли прожить всю жизнь в кровати: эксперимент

Обычный человек проводит примерно треть жизни в кровати, но можно ли больше?

ТехИнсайдер
Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК

Белок PELOTA играет центральную роль в замедлении старения и продлении жизни

ТехИнсайдер
«Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода «Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода

«Флейшман в беде» — одно из лучших описаний банальной семейной драмы

Forbes
Тайна «пляжного тела» Тайна «пляжного тела»

«Пляжное тела»: почему оно есть у всех и в то же время не существует

VOICE
«Операция «Фортуна»: Искусство побеждать». Почему новый фильм Гая Ричи скорее плох, чем хорош «Операция «Фортуна»: Искусство побеждать». Почему новый фильм Гая Ричи скорее плох, чем хорош

Почему «Операция Фортуна» — это фильм-передышка

Правила жизни
Разговор с подростком о сущности метавселенной Разговор с подростком о сущности метавселенной

Каким будет начало метавселенной и кем в ней стать?

СНОБ
Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите! Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите!

Как живет социум закрытых от мира стран?

ТехИнсайдер
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
Породы собак, которых нельзя держать в квартире Породы собак, которых нельзя держать в квартире

Если вы решили завести четырехлапого друга, подойдите к этому вопросу с умом!

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
Заработать на звездах: как финансовая астрология применяется в инвестициях Заработать на звездах: как финансовая астрология применяется в инвестициях

Как появилась финансовая астрология и почему такие услуги находят спрос

Forbes
Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше

У Фридриха Ницше была непростая судьба. Но что именно его убило?

ТехИнсайдер
Как пересечь Мессинский пролив без моста Как пересечь Мессинский пролив без моста

Как добраться на машине на Сицилию?

4x4 Club
Что такое еврозима и почему этот термин может стоить тебе больших денег: так ты обманываешься в магазинах Что такое еврозима и почему этот термин может стоить тебе больших денег: так ты обманываешься в магазинах

Как одежда с припиской "еврозима" на бирке может невовремя подвести тебя

VOICE
Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная? Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная?

Что происходит с человеком, который страдает от двух зависимостей?

ТехИнсайдер
Ошибки при лечении щитовидки — эндокринолог объясняет, что пациенты с гипотиреозом делают не так Ошибки при лечении щитовидки — эндокринолог объясняет, что пациенты с гипотиреозом делают не так

Какие детали нельзя упускать при гипотиреозе

VOICE
«Чикагская семерка»: как нервы влияют на давление «Чикагская семерка»: как нервы влияют на давление

О чем может говорить высокое давление и как себе помочь?

Psychologies
Что на самом деле происходит с организмом во время долгого перелета? Это не так безопасно, как вы думали Что на самом деле происходит с организмом во время долгого перелета? Это не так безопасно, как вы думали

Что же происходит с нашим телом за время длительных перелетов?

ТехИнсайдер
«Величайшее благо» Оливии Мэннинг — одна из самых ожидаемых книг 2023 года. Читаем фрагмент «Величайшее благо» Оливии Мэннинг — одна из самых ожидаемых книг 2023 года. Читаем фрагмент

Фрагмент третьей части романа «Величайшее благо» — «Снег»

Правила жизни
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
8 продуктов питания, которые снижают уровень холестерина в крови 8 продуктов питания, которые снижают уровень холестерина в крови

Изменения в рационе питания могут снизить уровень холестерина в вашем кровотоке

ТехИнсайдер
«Пятница, 13-е»: почему мы подвержены суевериям — мнение психолога «Пятница, 13-е»: почему мы подвержены суевериям — мнение психолога

Почему мы избегаем определенных знаков и символов и выполняем странные ритуалы?

Psychologies
Несколько советов от эксперта, чтобы улучшить ваш сон. Стоит узнать! Несколько советов от эксперта, чтобы улучшить ваш сон. Стоит узнать!

Для всего и всех есть свой «рецепт» удачной ночи и хорошего здоровья

ТехИнсайдер
Зачем нужна стрелка на брюках и синяя сторона ластика: простые вещи, происхождение которых остается загадкой Зачем нужна стрелка на брюках и синяя сторона ластика: простые вещи, происхождение которых остается загадкой

Некоторые вещи кажутся нам обыденными, пока мы не о них не задумываемся

ТехИнсайдер
50 «идеальных» убийств: как анализ почерка и речи помогает раскрывать преступления 50 «идеальных» убийств: как анализ почерка и речи помогает раскрывать преступления

Глава из книги «Сам или помогли?» — о раскрытии убийств по почерку

Forbes
Анна Гусева Анна Гусева

Знакомьтесь, новое лицо Дома Радио — Анна Гусева

Собака.ru
Тайм-аут, мозговой штурм и сбор информации: что делать, когда ситуация кажется безвыходной — 4 совета Тайм-аут, мозговой штурм и сбор информации: что делать, когда ситуация кажется безвыходной — 4 совета

Что делать, если все усилия кажутся бесполезными?

Psychologies
Как защитить личные границы: 7 советов от практических психологов Как защитить личные границы: 7 советов от практических психологов

Как защитить свое персональное пространство? Рекомендации наших экспертов

Psychologies
Биометрические границы и аборты при помощи нанороботов: страшный сценарий развития ИИ Биометрические границы и аборты при помощи нанороботов: страшный сценарий развития ИИ

Апокалиптический сценарий будущего от футуролога Эми Уэбб

Forbes
Открыть в приложении