Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Вместо того чтобы, подобно большинству других исследователей рака, сосредоточиться на клетках, молекулах и генах, Актипис задумалась над тем, не помогут ли ее знания о взаимодействии индивидов в социуме взглянуть на онкологическую тему по-новому. Опираясь на свою диссертацию, описывающую социум как сеть автономных индивидов, объединяемых общностью ресурсов и необходимостью отвечать на внешние вызовы, она предположила, что ткани в организме должны вести себя как коллектив добропорядочных клеток, каждая из которых придерживается пяти золотых правил: не допускать чрезмерного распространения; выполнять предписанные задачи; не потреблять больше ресурсов, чем необходимо; всегда убирать за собой и умереть, когда потребуется.

Перечисленные правила обеспечивают нормальное функционирование любого сообщества, в том числе и нашего собственного; соответственно, в каждом из них возникают проблемы, если индивидуальные члены вдруг решают жить по-своему. Раковые клетки «обманывают», нарушая все правила, поначалу лишь одно или другое, но затем, утверждаясь и распространяясь в организме, все сразу. Они бесконтрольно воспроизводятся, пренебрегают нормальным функционированием внутри органа, пожирают кислород и питательные вещества, создают токсичную кислую среду и упорно отказываются умирать, когда приходит пора сделать это.

После миллиардов лет эволюционного развития многоклеточные организмы существуют как сообщества клеток, где каждая единица нацелена не на удовлетворение своих автономных потребностей, а на выполнение определенной роли в поддержании общего блага и воспроизводстве вида. Этот иерархический порядок не оставляет места для непринужденного образа жизни, который отличал наших одноклеточных предков. Деление клетки находится под строгим контролем, оно управляется множеством сложных, взаимосвязанных молекулярных и генетических процессов, гарантирующих, что каждая клетка будет делиться только там и тогда, где и когда это необходимо. Беспорядок в этом деле недопустим, а для поврежденных или своевольных клеток нет места. Возмутителей спокойствия вынуждают совершить самоубийство ради блага всех остальных, а старые клетки мирно усыпляют. Именно такой режим, каким бы суровым он ни казался, поддерживает наше здоровье.

Тем не менее в любом организованном обществе – человеческом, животном или клеточном – всегда найдутся отдельные единицы, нарушающие правила. (Кстати, я уверена, что каждый из нас делал это лично, особенно когда мы не сомневались, что содеянное сойдет нам с рук.) Подобно тому как человеческий социум процветает и растет, если люди действуют сообща и следуют общественно-правовым нормам, пресекающим конкуренцию или обман, эволюция многоклеточных организмов тоже требует подавления клеточного «мошенничества». Чем больше в таком организме клеток и чем дольше им предстоит сосуществовать бок о бок, тем сложнее этого добиться. В ходе эволюции многоклеточных животных невероятные усилия были потрачены на то, чтобы разработать механизмы подавления клеток-«мошенниц». Чем крупнее живое существо, тем больше членов входит в его клеточное сообщество; в соответствующей пропорции возрастает и вероятность «обмана», заставляющая совершенствовать контрольные механизмы.

Отдельной клетке, ставшей членом крупного многоклеточного проекта, предписывается отказаться от собственной автономии и управления своей эволюционной судьбой. Клетка соглашается на это, рассчитывая, что тело, частью которого она становится, до своей кончины успеет передать ее гены дальше. Тем не менее всегда могут найтись причины, подталкивающие к тому, чтобы нарушить правила, сбросить оковы клеточного коллектива и начать безудержно воспроизводиться.

К несчастью, в подобных случаях незамедлительно возникает очевидная проблема. Клеточный «обман» нарушает баланс между долгосрочной целью всего организма – прожить достаточно долго, чтобы успеть воспроизвести себя, – и внутренним стремлением «мошенницы» быстро получить индивидуальную выгоду за счет соседей. Эта выгода приобретается путем перерождения мятежной клетки в злокачественную опухоль, вопреки даже тому, что в итоге жертвой процесса оказывается и сама его инициаторша. Впрочем, всегда существует естественный количественный предел случаев обмана, с которыми любое сообщество готово мириться: если бы все одновременно решили обманывать, то и многоклеточное животное, и человеческий социум погрузились бы в состояние хаоса, воспроизводя антиутопию в стиле «Безумного Макса».

Объединяйтесь!

Иньяки Руис-Трилло, руководитель лаборатории многоклеточного генома в Институте эволюционной биологии в Барселоне (Испания), – человек, очарованный амебой. Если говорить конкретнее, то он одержим Capsaspora owczarzaki – одноклеточным организмом, который из-за своего необычного образа жизни считается ближайшим из ныне известных родственников многоклеточных животных.