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

Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
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
«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
Можно ли путешествовать во времени с помощью черных дыр Можно ли путешествовать во времени с помощью черных дыр

Черные дыры образуют естественные машины времени. Можно ли в них перемещаться?

ТехИнсайдер
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Брюки и джинсы карго зимой: как носить, чтобы не замерзнуть и выглядеть стильно Брюки и джинсы карго зимой: как носить, чтобы не замерзнуть и выглядеть стильно

Изучаем самые стильные комбинации с карго

VOICE
52 миллиона лет назад за Полярным кругом жили родственники приматов 52 миллиона лет назад за Полярным кругом жили родственники приматов

Приматоморфы были размером с белку и хорошо приспособились к полярной ночи

ТехИнсайдер
Как найти человека по номеру телефона? 10 актуальных способов на разные случаи жизни Как найти человека по номеру телефона? 10 актуальных способов на разные случаи жизни

Узнать владельца неизвестного номера можно несколькими способами

CHIP
План на год План на год

Есть международные дни здоровья, чтобы напомнить нам о профилактике

Лиза
Вспомнить все: 10 странных фанатских теорий о Гарри Поттере Вспомнить все: 10 странных фанатских теорий о Гарри Поттере

Теории поттероманов о мире чародейства и волшебства.

Правила жизни
Подключение к Swift: как Тейлор Свифт выросла из девочки с гитарой в миллиардера Подключение к Swift: как Тейлор Свифт выросла из девочки с гитарой в миллиардера

Почему Тейлор Свифт достойна всего, что имеет

Правила жизни
О чем думать и что делать, чтобы дольше продержаться во время секса? О чем думать и что делать, чтобы дольше продержаться во время секса?

6 проверенных приемов, которые не позволят тебе прийти к финишу быстрее девушки

Maxim
Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом

Как заводить знакомства в олдскульном стиле — иными словами, без помощи Сети

VOICE
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
Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях

Чемпинг: что особенного в этом виде туризма?

ТехИнсайдер
Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога

Как по древнейшим защитам определить тип характера собеседника?

Psychologies
Выброси их немедленно: посмотри, как стилист изменил внешность девушки, заменив эти брюки стильными моделями Выброси их немедленно: посмотри, как стилист изменил внешность девушки, заменив эти брюки стильными моделями

Грамотно подобранные брюки — действительно хорошая инвестиция в твой стиль

VOICE
Renault ушел с «АвтоВАЗа»: что он после себя оставил и какие перспективы у автозавода Renault ушел с «АвтоВАЗа»: что он после себя оставил и какие перспективы у автозавода

Как сейчас живут «Автоваз» и Тольятти?

Forbes
Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман

Как понять природу лжи и распознать ее

Psychologies
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.
Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times

Отрывок из трагикомического романа «Уроки химии»

СНОБ
Самые действенные советы по избавлению от жира на животе для женщин старше 40 лет — проверь, что ты упускаешь! Самые действенные советы по избавлению от жира на животе для женщин старше 40 лет — проверь, что ты упускаешь!

С возрастом метаболизм замедляется и худеть действительно становится труднее

VOICE
Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы

Как расстаться с прошлым и начать новую жизнь?

Psychologies
Убийство короля Александра Убийство короля Александра

Убийство сербского монарха, которое видел весь мир

Дилетант
Археологи  раскрыли «водную» тайну первого крупного города на юге Африки Археологи  раскрыли «водную» тайну первого крупного города на юге Африки

В древнем Великом Зимбабве была создана специальная система накопления воды

ТехИнсайдер
6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота 6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота

Кошки способны изменить вашу жизнь к лучшему!

ТехИнсайдер
Привычные продукты, о составе которых вы и не догадывались: из чего делают крабовые палочки, гематоген и майонез Привычные продукты, о составе которых вы и не догадывались: из чего делают крабовые палочки, гематоген и майонез

Хотите узнать, из чего делают майонез, желатин и крабовые палочки?

ТехИнсайдер
Опасное слово Опасное слово

Наполеон знал толк в вождении полков и потому к словам относился серьёзно

Дилетант
Саботаж диеты Саботаж диеты

Как психология похудения мешает сбросить вес

Лиза
Локальная учетная запись Windows: как ее создать, удалить или изменить Локальная учетная запись Windows: как ее создать, удалить или изменить

Создание локальной учетной записи Windows может быть более предпочтительным

CHIP
Открыть в приложении