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

Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича

Палеогенетики проанализировали геном жестоко убитого венгерского феодала

N+1
Холодные головы: как американка помогает женщинам сохранить волосы при химиотерапии Холодные головы: как американка помогает женщинам сохранить волосы при химиотерапии

Стартап, который помогает женщинам, столкнувшимся с онкологическим заболеванием

Forbes
Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета

Регулярное употребление картофеля фри связано с риском сахарного диабета

N+1
Princess S72 Princess S72

Чем удивят яхтенное сообщество британские судостроители?

Y Magazine
Опасно ли прятаться в машине от грозы: это объяснение поймет даже школьник Опасно ли прятаться в машине от грозы: это объяснение поймет даже школьник

Если гроза застала вас в пути, чем станет машина – спасением или смертью?

ТехИнсайдер
Звезды Бухдаля: как устроены невероятные черные дыры, у которых нет горизонта событий Звезды Бухдаля: как устроены невероятные черные дыры, у которых нет горизонта событий

Неуловимые «звезды Бухдаля» — это черные дыры без горизонта событий

ТехИнсайдер
«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
Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed

У младшей модели премиум-бренда Exeed появился привод на все четыре колеса

РБК
Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода Не остались друзьями: Депп и Херд, Питт и Джоли и другие звезды, которые изводили друг друга после развода

"Отпусти и забудь" — это не про эти пары

VOICE
Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения

Девушка немецкого происхождения решила изменить свое тело... и свою жизнь

ТехИнсайдер
Чем заменить кофе: 7 бодрящих и полезных напитков Чем заменить кофе: 7 бодрящих и полезных напитков

Не только кофе: напитки, которые помогут вам проснуться

ТехИнсайдер
«Не подходи, или я отрежу себе палец»: о чем фильм «Банши Инишерина» «Не подходи, или я отрежу себе палец»: о чем фильм «Банши Инишерина»

Как Колин Фаррелл снова поссорился с Бренданом Глисоном и к чему это привело

Psychologies
Зима по правилам. 5 бьюти-заповедей, о которых важно не забывать Зима по правилам. 5 бьюти-заповедей, о которых важно не забывать

Долгие зимние каникулы многих из нас погрузили в пучину излишеств

Лиза
Лабиринт страха: как найти выход — 5 важных цитат Лабиринт страха: как найти выход — 5 важных цитат

Как пережить страх неизвестности, одиночества, боли, потери, бедности?

Psychologies
Гаутам Адани: как сын торговца текстилем стал миллиардером благодаря связям с властью Гаутам Адани: как сын торговца текстилем стал миллиардером благодаря связям с властью

Гаутам Адани накопил миллиарды благодаря давним связям с премьер-министром Моди

Forbes
6 самых важных вещей, которые наука узнала в 2022 году о том, как жить счастливой и наполненной жизнью 6 самых важных вещей, которые наука узнала в 2022 году о том, как жить счастливой и наполненной жизнью

Как сделать свою жизнь прямо сейчас? Советы ученых

Inc.
Ученые выяснили, почему вступать в брак полезно для вашего здоровья - удивительные факты! Ученые выяснили, почему вступать в брак полезно для вашего здоровья - удивительные факты!

Брак способен увеличить продолжительность жизни мужчин

ТехИнсайдер
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
Новое поколение аргентинской музыки: что известно о соавторе дисса Шакиры на Пике Новое поколение аргентинской музыки: что известно о соавторе дисса Шакиры на Пике

Кто такой диджей и продюсер Bizarrap?

Правила жизни
Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать

Многие развивают способность не испытывать негативных эмоций. Чем это чревато?

Psychologies
Послеродовой психоз. Женщины страдают больше, чем кажется со стороны! Послеродовой психоз. Женщины страдают больше, чем кажется со стороны!

Почему у женщин возникает послеродовая депрессия и как с ней справляться?

ТехИнсайдер
Президент Сорбонны и Галина Тимченко: самые успешные женщины из списка «50 Over 50» Президент Сорбонны и Галина Тимченко: самые успешные женщины из списка «50 Over 50»

Несколько ярких карьерных историй женщин старше 50 лет

Forbes
Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой

Стоит ли купаться в холодной воде и как это делать правильно

Правила жизни
Бархатная кибитка. Роман о детстве Бархатная кибитка. Роман о детстве

Глава из новой книги Павла Пепперштейна — романа-воспоминания

СНОБ
Как работает телефон неотложной психологической помощи и почему не стоит ее бояться Как работает телефон неотложной психологической помощи и почему не стоит ее бояться

Как вам могут помочь сотрудники неотложной психологической помощи?

Psychologies
В одном из некрополей столицы царя Эхнатона нашли останки как минимум 64 человек В одном из некрополей столицы царя Эхнатона нашли останки как минимум 64 человек

Результаты раскопок, проходивших в одном из некрополей египетского царя Эхнатона

N+1
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
Великий Нехочуха: что делать, если ребенок ничего не хочет Великий Нехочуха: что делать, если ребенок ничего не хочет

Ребенку ничего не нужно, ничего не нравится, ничего не интересно... Что делать?

VOICE

Ради неё он бросил свою верную подругу Дженнифер Флавин — и остался в дураках

VOICE
Как полюбить себя больше других: советы специалиста по самопринятию Как полюбить себя больше других: советы специалиста по самопринятию

Открытый разговор о личном с психотерапевтом Екатериной Сигитовой

Psychologies
Открыть в приложении