Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Наконец, разговор о естественном отборе – это не про гены и не про мутации как таковые. Речь идет лишь о том, насколько хорошо те или иные генетические вариации позволяют организму выживать и воспроизводиться в его среде обитания, т. е. о приспосабливаемости. Новые генетические модификации возникают постоянно – либо из-за биохимических проблем внутри клеток, либо же в силу внешнего воздействия повреждающих ДНК факторов типа химических субстанций и радиации. В основном подобные модификации будут нейтральными или отрицательными. Очень редко они окажутся положительными, причем, станут ли они таковыми, зависит исключительно от окружающей среды. Естественный отбор иногда ошибочно именуют «выживанием наиболее приспособленных», подразумевая под этим то, что организмы, которые крупнее, сильнее или еще как-то совершеннее своих собратьев, обязательно преуспеют. Однако на самом деле правильно говорить о выживании не носителей тех или иных качеств, а самих этих качеств – о сохранении «наилучшей приспосабливаемости».

Важно подчеркнуть, что до тех пор, пока окружающая среда остается неизменной, селективное давление в пользу каких-либо радикальных физических изменений полностью отсутствует. Вспомните о так называемых «живых ископаемых», подобных нынешним крабам-мечехвостам, которые кажутся неотличимыми от своих предков, рыскавших по морям 450 млн лет назад. В генетическом плане, разумеется, под «капотом» что-то «подкручивали», но эти существа настолько хорошо адаптированы к своему образу жизни, что любые серьезные изменения, скорее всего, пагубно скажутся на их приспособленности и вряд ли распространятся в популяции. Естественный отбор «отточил» меченосца столь идеальным образом, что для улучшения той кондиции «в самый раз», на которую ушло полмиллиарда лет, потребовались бы какие-то совершенно невообразимые мутационные новшества. Используя лексику эволюции, описанный случай можно назвать «пиковой приспосабливаемостью» – или, проще говоря, здесь очень уместно правило «не надо чинить то, что не сломалось».

Дефиниция приспосабливаемости для конкретного организма полностью зависит от среды, в которой он обитает. Слепые пещерные рыбы не живут долго в ярко освещенных открытых водах, но зато они прекрасно себя чувствуют в темных пещерах, которых стараются избегать зрячие морские хищники. Белые медведи в меховых шубах прекрасно приспособлены к жизни, охоте и размножению в ледяной Арктике, но, когда вокруг них становится теплее, им приходится бороться за выживание. Эволюция наиболее заметна в те периоды, когда окружающая среда меняется, а быстрые перемены в условиях жизни приводят к скорому отбору (или скорому вымиранию).

Согласно гипотезе адаптивного онкогенеза, мы можем разобраться в возникновении рака, опираясь на те же самые принципы. За сотни тысяч лет стволовые клетки в органах человеческого тела сделались в высшей степени адаптированными к конкретному биологическому ландшафту, будь то гладкие и плоские участки кожи, быстрые потоки крови в кровеносной системе, губчатое легкое или волнообразный кишечник. Эволюция, и это важно подчеркнуть, позаботилась о том, чтобы приспособленность клеток была максимальной именно в энергичной и цветущей среде молодого тела. Подобно крабу-мечехвосту, физически не менявшемуся благодаря тому, что он идеально приспособлен к существованию на песчаных берегах, человеческие стволовые клетки тяготеют к поддержанию статус-кво в наших тканях до тех пор, пока их молодая среда остается неизменной.

Пока мы идем по жизни, клетки собирают собственные уникальные коллекции мутаций, творя мозаику генетического разнообразия, выступающего в качестве «топлива» для естественного отбора. Поскольку стволовые клетки идеально приспособлены к жизни в молодых тканях, большая часть мутаций будет, вероятно, сказываться на приспосабливаемости нейтрально или отрицательно, а поврежденные клетки будут вынуждены либо воспроизводиться медленнее своих здоровых соседей, либо вообще сдаваться и умирать. Изредка, впрочем, может появляться какая-нибудь полезная мутация, которая даст клетке небольшое преимущество перед соседями, позволив ей размножаться чуть быстрее и тем самым расширить свой ареал, – такое изменение, кстати, станет сигналом, что сделан шаг к образованию опухоли, – но эти мутантные клетки должны обладать наивысшей степенью приспособленности, чтобы конкурировать с молодыми стволовыми клетками на их домашней территории. Мы знаем, что такое все же иногда происходит, поскольку у людей обнаруживают рак и в 20, и в 30, и в 40, и в 50 лет, но подобные случаи чаще всего связаны с наследованием поврежденного гена, который передвигает каждую клетку организма на шаг ближе к заболеванию.