Книга Дикие гены - Хельга Хофман-Зибер

Таким образом, возникновение рака зависит от множества различных факторов: насколько хорошо работают гены, отвечающие за ремонт ДНК и контроль за ростом клеток; насколько эффективна иммунная система; какие воздействия испытывает ДНК. Все эти аспекты влияют на вероятность заболевания раком. Но речь идет лишь о вероятности, то есть от того, повезет или нет. У курильщика со стажем шанс заболеть раком легких выше, чем у аскета, живущего в Гималаях и питающегося приготовленными на пару овощами и рисом. Тем не менее человек может курить на протяжении 70 лет (да к тому же еще сигареты без фильтра) и жить себе преспокойно, как один из наших бывших канцлеров. Но строить свои жизненные планы, основываясь на подобных надеждах, было бы неосмотрительно.

Естественно, собственное здоровье интересует нас больше всего, но рак встречается не только у человека, и в мире животных эта болезнь связана с некоторыми удивительными фактами. Если проследить частоту заболеваемости раком у различных видов млекопитающих, то можно констатировать, что она неодинакова. Чем больше животное по размеру, тем ниже вероятность заболеть. Среди мышей от рака умирает почти половина (если до этого они не попадутся коту на завтрак), у человека частота заболеваемости составляет 12,5 процента, а у слона – только 3. И это странно, поскольку тело крупных животных состоит из большего числа клеток. Следовательно, шансы на возникновение подобных проблем у них должны быть выше (хотя бы потому, что, пока животное вырастет, его клеткам приходится делиться чаще и дольше, а это повышает вероятность ошибок). Кроме того, по мере увеличения размера растет и средняя продолжительность жизни. Если мышь, как правило, живет не больше двух лет, то слоны достигают возраста 50 и более лет. Киты тоже являются не только гигантами, но и долгожителями. Откуда нам это известно? Мы и сегодня еще встречаем китов, в теле которых застряли гарпуны Викторианской эпохи. Серые киты, живущие у побережья Гренландии, доживают до 200 и более лет. Люди в этом отношении представляют собой биологический курьез: мы живем значительно дольше, чем можно было бы ожидать, исходя из размеров тела. Но против этого вряд ли кто-то будет возражать.

Все эти факторы: количество делений клеток, число самих клеток и продолжительность жизни – говорят за то, что шансов заболеть раком у слона должно быть намного больше, чем у мыши. Но на деле все наоборот. Парадокс. Точнее говоря, парадокс Пето, потому что первым, кто обратил на него внимание общественности в 1975 году, был английский статистик и эпидемиолог Ричард Пето.

Почему так происходит? Моя бабушка сказала бы: «Потому, что так положено» – и была бы права. Клеточные системы, предотвращающие рак, должны, в числе прочих обстоятельств, учитывать величину животного и продолжительность его жизни. Если слон будет умирать слишком рано, то это нелепость с точки зрения эволюции. Серому великану требуется продолжительное время, чтобы достичь хотя бы половой зрелости. А мышь достигает ее уже через шесть недель после рождения. Пока мы еще не полностью понимаем, чем регулируется продолжительность жизни, но есть предположения, что клетки крупных животных лучше справляются с ремонтом ДНК и эффективнее уничтожают потенциальные опухолевые клетки. Кроме того, вследствие более медленного обмена веществ в их организме образуется меньше агрессивных соединений кислорода, что помогает гигантам долгое время оставаться молодыми и избегать рака.

Но давайте вернемся к проблеме опухолевых клеток. Еще недавно они усердно работали в коллективе и вдруг превратились в радикальных индивидуалистов, несущих смерть. Начав расти, такая опухоль уже не останавливается и порождает все новые мутации. Из-за уже возникших ошибок возрастает вероятность появления новых. Так протекает эволюция раковых клеток. Они становятся все агрессивнее и в конце концов возвращают себе древнюю способность одноклеточных – делиться до бесконечности.

В случае сильного вырождения опухолевые клетки образуют новые колонии в других частях тела – метастазы. Зачастую это ведет к смерти организма и, как правило, самих раковых клеток.

За исключением стволовых клеток, нормальные клетки организма не обладают способностью к бесконечному делению. С каждым новым делением сгорает, образно говоря, часть фитиля, и в конце концов наступает конец. Роль фитиля выполняют структуры ДНК на концах хромосом, которые носят название теломер. Они нужны нам, поскольку механизмы, копирующие ДНК в ходе деления клетки, не могут дойти до самого конца хромосомы и в результате небольшая часть ДНК каждый раз теряется. Теломеры предназначены как раз для того, чтобы не допустить ситуации, при которой будут потеряны жизненно важные гены. Резерв ДНК пополняется с помощью специального энзима теломеразы, которая заново удлиняет последовательности. Правда, ген для производства этого фермента в большинстве человеческих клеток отключен, что лишает их бессмертия. Таким образом, дни клеток (то есть количество их делений) сочтены. В то же время раковые клетки зачастую способны активизировать производство данного энзима.

Все ли мы рассказали о процессе развития от индивидуальных одноклеточных до сложных организмов? Не совсем. Очень редко, но все же случается, что смерть организма не вызывает смерти опухолевых клеток. Если они своевременно смогут попасть в другой организм, то у них еще есть шанс. Но, даже если это и удается, возникает вторая проблема: срабатывает система защиты организма-хозяина. Как и при трансплантации органов, иммунная система распознает чужеродный материал и вступает в борьбу с ним. То, что трансплантация органов все-таки проводится, объясняется тем, что пересаживаемая ткань подбирается с учетом максимального сходства с тканью реципиента. Кроме того, активность иммунной системы дополнительно подавляется с помощью медикаментов.

На сегодняшний день известно четыре случая из мира животных, когда опухоли удавался такой невероятный трюк. В их число входит трансмиссивная венерическая опухоль собак, передающаяся половым путем. Генетические исследования этой опухоли показали, что ей уже около 11 тысяч лет, и с тех пор она передается от одной собаке другой.

На этом наша драма заканчивается. Круг замыкается: от одноклеточного – к сложному многоклеточному организму и обратно.

КОНЕЦ

(занавес опускается до следующий главы)

Глава 7

Танцы высших животных

В этой главе мы расскажем о генах, достигающих Нептуна, о поющих ученых и ожесточенных спорах относительно того, кому, собственно, принадлежит человеческий геном.

Вы что, серьезно?

– Абсолютно. Все в точности, как заказывала та милая дама.

– И у вас нет ничего другого?

– Тот, кому нужно другое, своевременно оформляет заказ.

– Но ведь на улице 30 градусов жары!