Чтобы вызвать развитие раковой опухоли, достаточно вырезать копию генов-предохранителей только на одной из хромосом — их напарники, оставшиеся на другой хромосоме, численно не справятся с угрозой злокачественного перерождения клетки, сообщает «Компьюлента» со ссылкой на публикацию в журнале Science.
У человека есть множество генов, мутации в которых вызывают рак. Некоторые из них служат предохранителями ракового перерождения, как, например, группа STOP (супрессоры онкогенеза и клеточного деления).
Пока гены STOP работают нормально, клетки делятся там и тогда, где и когда это нужно. Но если в STOP'ы попадает мутация, выключающая эти гены, клетки начинают беспрепятственно делиться — и их уже не остановить.
Пока гены STOP работают нормально, клетки делятся там и тогда, где и когда это нужно. Но если в STOP'ы попадает мутация, выключающая эти гены, клетки начинают беспрепятственно делиться — и их уже не остановить.
Гены STOP присутствуют в нашем геноме во многих копиях, которые часто собираются в кластеры на одной хромосоме. Считается, что для возникновения рака нужно испортить мутацией обе хромосомы: в случае STOP это значит, что и на материнской, и на отцовской копии хромосомы должны произойти делеции — вырезания — этого кластера. Если делеция случится только на одной из хромосом, оставшаяся копия сможет работать «за себя и за того парня», по-прежнему защищая организм от опухолей. Однако, как выяснили исследователи из Гарварда (США), всё может быть гораздо проще: для возникновения рака достаточно вырезать гены-предохранители только из одной хромосомы.
В новой работе исследователи говорят о том, что копии генов STOP на разных хромосомах — это не основной и запасной игроки, а единая команда, работающая по накопительному принципу. То есть активности кластера генов лишь с одной хромосомы недостаточно для того, чтобы полностью предотвратить возможность злокачественного перерождения. С каждым неработающим геном STOP вероятность развития рака возрастает, и полная делеция STOP на одной из хромосом означает пятидесятипроцентную вероятность появления опухоли. Это связано с особенностями работы генов-предохранителей: их антагонистами являются гены GO, которые как раз стимулируют клеточное деление и с которыми они находятся в близком соседстве. По данным авторов статьи, делеция уносит с одной хромосомы от 25 до 40 генов, большая часть которых относится к группе STOP. Вместе с ними уходят и несколько копий GO, но в итоге численный перевес STOP над GO всё равно уменьшается.
Одни виды рака требуют полного отключения генов STOP, а другим (таким как опухоли груди и поджелудочной железы) достаточно и частичной инактивации генов-предохранителей. Одну хромосомную делецию сделать проще, чем одновременно вырезать одинаковые участки ДНК из обеих хромосом. Вообще говоря, учёным известен ряд пороков развития, которые случаются как раз из-за того, что в процессе онтогенеза попросту не хватает копий генов. Но то, что такой же количественный механизм работает на уровне одной клетки и управляет её делением, оказалось для исследователей в некотором роде неожиданностью. Авторы работы не исключают, что таких генов, действующих по количественному механизму и зависимых от благополучия обеих хромосом, может быть куда больше, как в случае рака, так и при других заболеваниях.
