Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Кроме того, дело не только в количестве мутаций. У курильщиков гораздо больше шансов заболеть раком легкого, чем у некурящих, поскольку вдыхание субстанций, повреждающих ДНК, делает мутации в важнейших генах – драйверах рака более вероятными. Таким образом, можно ожидать, что курильщики должны заболевать раком легкого значительно раньше, чем те страдающие от него люди, которые никогда не имели этой вредной привычки. Однако, сделав такое предположение, вы ошибетесь: рак легкого в обеих группах обычно диагностируют в один и тот же период жизни – где-то после шестидесяти лет. Курение сильно влияет на то, заболеете ли вы раком легкого, но не на то, когда именно это произойдет.

Что-то не складывается.

Уединившись на кафедре биохимии и молекулярной генетики в кампусе Колорадского университета в Авроре, на краю Скалистых гор, профессор Джеймс Дегрегори работал над теорией, объясняющей внутренние несостыковки того явления, которое он называет «адаптивным онкогенезом». По его мнению, жизнь (по крайней мере в плане риска развития рака) не является линейной прогрессией, разворачивающейся от колыбели к могиле. Если посмотреть на статистику, шансы умереть от болезни в любом возрасте от 18 до 36 лет примерно одинаковы. А вот затем дела идут под горку, и с каждым новым десятилетием процесс лишь ускоряется. Многие ученые сосредоточиваются на завершающей части этого пути – их интересует, почему мы чаще заболеваем раком в зрелом возрасте, – но у Дегрегори большее любопытство вызывает вопрос о том, почему у нас гораздо меньше шансов обзавестись онкологическим заболеванием, пока мы молоды.

На протяжении многих тысячелетий истории человечества эволюция формировала нашу биологию таким образом, чтобы поддерживать нас живыми до тех пор, пока это целесообразно, но не дольше. Половая зрелость всегда важнее долголетия: с точки зрения эволюции приоритетное значение имеет успешное воспроизводство. За тысячи лет наш вид эволюционно приучался поддерживать здоровье и подавлять развитие рака в течение детства, юношества и раннего среднего возраста. Древние люди с генетическими изменениями, делающими их подверженными раку еще до того, как они вырастят детей, не имели шансов передавать свои бесполезные гены следующему поколению. Так складывалась популяция, которая до завершения репродуктивного возраста не знает особых проблем со здоровьем.

Если же взглянуть на дело с другой стороны, то можно констатировать, что резкий рост заболеваемости раком после 60 лет предполагает, что, как бы мы ни любили своих бабушек и дедушек и как бы мы ни ценили их помощь в уходе за нашими детьми, естественный отбор установил для их биологии своеобразный «срок годности». Теория Дегрегори объясняет, каким образом этот временной лимит соблюдается на клеточном уровне. Опираясь на вековую теорию эволюции, он переносит внимание с крупномасштабных адаптаций видов, появлявшихся по мере их распространения по планете, на эволюцию раковых клеток в мире тела.

Прежде чем мы углубимся в дебри адаптивного онкогенеза, необходимо напомнить о нескольких ключевых постулатах, которые связаны с идеей эволюции путем естественного отбора. Во-первых, вы должны воспроизводиться, иначе вы не сможете передать свои гены. Во-вторых, любая популяция организмов – от клеток до уток, от кошек до блошек, от цветка до барсука – будет содержать особей с различной генетикой. В каждой из них окажется множество таких генетических вариаций, которые, почти никак не сказываясь на репродуктивных шансах, будут то появляться, то исчезать. Это явление называется дрейфом генов или нейтральной эволюцией в пределах популяции.

Иногда изменения бывают благотворными. Например, гепард с генетической вариацией, которая позволяет ему бегать немного быстрее, чем бегают его собратья, с большей вероятностью прикончит добычу и захватит ее основную долю. Больше пищи – больше здоровья и больше плодовитости: следовательно, для особи повышается вероятность обретения партнера для спаривания и передачи своих «прытких» генов дальше. Со временем все большее число представителей популяции станет обладать генетическим набором, обеспечивающим повышенную прыткость: таков пример положительного (или очищающего) отбора. И напротив, генетические вариации, мешающие охоте или другой деятельности, способствующей успешному размножению, как правило, выпалываются: они подвергаются негативному отбору, не передаваясь по наследству.