Изменение фенотипа раковой клетки

Как образуются злокачественные опухоли? Какие изменения в генах происходят при онкологических заболеваниях? Как клонирование позволило различить эпигенетические и генетические изменения? Об этом рассказывает профессор биологии Массачусетского технологического института Рудольф Йениш.

Давайте вернемся к основам подавления экспрессии генов. В одной известной статье, опубликованной в конце 80-х, было написано, что исследователи из Балтимора изучали опухоли толстой кишки человека. Они обнаружили, что эта опухоль развивается в несколько шагов. Сначала образуется полип за счет пролиферации клеток. Эта группа обнаружила, что общий уровень метилирования генома в таких полипах был понижен, гипометилирован. Был сделан вывод, что гипометилирование может быть первым и необходимым шагом на пути к образованию злокачественной опухоли.

Метилтрансфераза — одно из таких очень важных веществ, также есть гистон, метилирование гистона, ацетилирование — все эти механизмы могут влиять на экспрессию генов, а в опухолевых клетках потенциально могут влиять на работу генов-супрессоров. Вмешиваясь в эти механизмы, опухолевые клетки получают возможность бесконтрольно делиться. Получается, что некоторые гены в опухолях всегда мутировавшие. Экспрессия известного гена-супрессора опухолей p53 никогда не подавлена — он всегда мутантный. Но экспрессия других генов большую часть времени подавлена, но они сами не мутантные. То есть опухолевые клетки используют оба эти способа, чтобы преодолеть защитные механизмы ограничения размножения в виде опухоли — и с помощью эпигенетики, и с помощью генетической регуляции активации/деактивации генов.

Как показали эксперименты с клонированием, эпигенетические изменения являются обратимыми. Генетические — нет. Поэтому теперь в области лечения опухолей много усилий тратится на получение лекарств, воздействующих на эпигенетическое состояние опухолевых клеток, например, направленных на реактивацию генов с подавленной экспрессией посредством взаимодействия с эпигенетическими механизмами подавления экспрессии, то есть таких энзимов, как метилтрансфераза, гистонацетилтрансфераза и так далее.