Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
Все эти данные подтверждают мутационную теорию рака, зависимость злокачественной трансформации от тех или иных изменений протоонкогенов, превращающих их в онкогены. Подтверждением этой теории является, с другой стороны, тот факт, что практически все физические и химические канцерогены являются мутагенами. Мутагенами оказались и ДНК-содержа-щие онкогенные вирусы. Как было показано в Лаборатории генетики соматических клеток в содружестве с Институтом молекулярной биологии и генетики АН Украины, онкогенные ДНК-содержащие вирусы SV40 и бычий аденовирус BAV3 индуцируют генные мутации и хромосомные аберрации в клетках человека и китайского хомячка in vitro. Мутагенным эффектом обладали вирусные онкогены (Shapiro et al., 1984). В 1987 г. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие за N 315 “Явление индукции онкогенными вирусами генных мутаций в клетках млекопитающих”, выполненное сотрудниками Лаборатории гене-
256
тики соматических клеток Н.И. Шапиро, М.И. Маршак и Н.Б. Варшавер. Позднее эти данные были подтверждены в ряде зарубежных лабораторий для всех групп онкогенных ДНК-содержащих вирусов (Shapiro et al., 1984). Вирусы индуцировали мутации в разных генах, т.е. их действие не было ло-кусспецифичным. В связи с этим можно было предположить, что подобно другим канцерогенам, онкогенные вирусы способны индуцировать мутации в протоонкогенах и, следовательно, малигнизация, индуцированная он-когенными вирусами, может определяться не только их собственной трансформирующей активностью, но и теми мутациями, которые они индуцируют в клеточных генах. Для решения этого вопроса необходимо было исключить трансформирующий эффект вируса, отделить его от его мутагенного действия. Такая задача представлялась возможной, если воздействовать вирусом на злокачественные, т.е. уже трансформированные клетки и попытаться получить реверсии к норме. Такие реверсии, если таковые будут индуцированы, могут возникнуть лишь в результате мутагенного действия вируса на гены, ответственные за малигнизацию. В Лаборатории генетики соматических клеток Института молекулярной генетики РАН, такие эксперименты были проведены, и под влиянием вируса SV40 в клетках китайского хомячка были индуцированы реверсии по одному из признаков трансформированного фенотипа - контактному торможению, в результате чего возникли однослойные колонии, в то время как в исходной трансформированной линии колонии были многослойными. Эти данные подтвердили предположение о том, что в злокачественное перерождение клеток, вызванное онкогенным вирусом, вносит свой вклад не только трансформирующая активность вирусного онкогена, но и его мутагенный эффект. На рис. 91 представлена многослойная колония исходной злокачественной линии клеток китайского хомячка и однослойные колонии - ревертанты (Rayevskaya et al., 1989), что характерно для нормальных клеток. В контроле однослойные колонии не возникали, т.е. “фон” был нулевым.
Это предположение определило направление дальнейших исследований, которые были посвящены изучению мутагенного эффекта активированных клеточных онкогенов c-Ha-rasl и с-тус.
Наряду с открытием онкогенов не менее важным было открытие генов - супрессоров злокачественности, показавшее, что размножение клеток определяется сложным взаимодействием генов, стимулирующих и подавляющих пролиферацию. Как отмечалось выше, при гибридизации нормальных и злокачественных клеток доминировал нормальный фенотип, что свидетельствовало о наличии в нормальных клетках генов, подавляющих злокачественность (Harris et al., 1971). У гибридов между нормальными клетками человека и злокачественными клетками грызунов происходила элиминация хромосом человека и одновременно появление клонов, проявляющих признаки трансформированного фенотипа (Bregula et al., 1971; Klein et al., 1971), т.е. потеря хромосом нормальной родительской формы устраняла супрессию злокачественности, что свидетельствовало о наличии в нормальной клетке генов-супрессоров. Для ускорения процесса идентификации хромосом, ответственных за супрессию, использовали микроклетки, содержащие одну или несколько хромосом нормальных родительских клеток. Было показано, что введение нормальных хромосом человека 1, 4, 6 и И приводит к
9. Проблемы и перспективы..,
257
Рис. 91. Многослойная колония исходной злокачественной линии клеток китайского хомячка (А) и однослойные колонии ревептантов, характерные для нормального фенотипа (Б) х 160
появлению признаков нормального фенотипа в злокачественных клетках (Kugoh et al., 1990; Sugovara et al., 1990; Trent et al., 1990), что подтвердило доминантность нормальных аллелей генов-супрессоров. Позднее была выявлена супрессорная активность хромосом 3, 5, 9, 13 и 22.
Наряду с генетикой соматических клеток, большую роль в открытии и анализе механизма супрессии внесла генетика человека при изучении наследственной предрасположенности к раку, особенно таких раков детей, как ретинобластома (Rb) (Knudson, 1971) и опухоль Вилмса (нефробластома) (Haber et al., 1990). В настоящее время известно большое число генов-супрес-соров, многие из которых картированы и клонированы. Наиболее детально изучены гены Rb и р53. При анализе и характеристике этих генов, помимо методов молекулярной биологии, были также использованы методы генетики соматических клеток. Наиболее убедительные доказательства супресси-рующего действия генов Rb и р53 были получены в экспериментах по трансфекции их нормальных аллелей в опухолевые клетки. В результате трансфекции происходила частичная нормализация этих клеток (Huang et al., 1988; Michalovitz et al., 1990). Важным результатом этих исследований явилось обнаружение того факта, что для развития ретинобластомы (как и в случае других супрессоров, за исключением р53, который был назван Вейн-бергом “нарушителем правил”) необходима инактивация или потеря обоих аллелей гена, т.е. потеря супрессии определяется гомозиготностью по двум рецессивным мутациям. Вместе с тем на уровне организма наследственная предрасположенность к раку наследуется как доминантный признак и определяется существованием передаваемой по наследству мутации в одном из аллелей, которая повышает вероятность того, что у носителя такой мутации возникнет рак вследствие инактивации второго аллеля. Открытие генов, су-прессирующих злокачественный рост, вносит существенный вклад в решение многих проблем фундаментальной науки и медицины, в частности открываются перспективы использования генов-супрессоров в генной терапии рака.
