Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Выросшая на Тасмании генетик Элизабет Мерчисон не раз замечала по обочинам местных дорог мертвых тасманийских дьяволов, попадавших под колеса машин, когда они пожирали других животных, ставших жертвами дорожного движения. Сейчас, став руководителем группы в Кембриджском университете в Великобритании, она со своей командой изучает происхождение и генетику лицевых опухолей тасманийского дьявола, внося вклад в спасение этого вида. Один из первых исследованных ими образцов был доставлен в лабораторию самой Мерчисон, которая, заметив труп зараженного животного по пути из похода, положила его в багажник своей машины.

В 2010 году она опубликовала свою первую большую статью о «дьявольских» опухолях, в которой сравнила образцы рака, взятые у этого первого несчастного животного, с несколькими другими, которые она собирала на протяжении многих лет. Сопоставив паттерны генной активности раковых клеток и клеток различных частей тела здорового животного, она поняла, что заболевание, вероятно, начинается в шванновских клетках. Эти клетки обычно действуют как своеобразная изоляционная лента, обвивающая нервные клетки и защищающая электрические импульсы, идущие от мозга и обратно. Что интересно, они тоже любят двигаться. Шванновские клетки быстро мигрируют по телу и распространяются вдоль нервных волокон, поэтому им изначально присуща склонность к распространению. Возможно, обретение способности перекидываться с одной особи на другую стало лишь очередным шагом в их эволюционной одиссее.

Кроме того, Мерчисон и ее команда занялись детальным изучением ДНК раковых клеток тасманийского дьявола. Многие части опухолевой ДНК очень похожи на геном животных этого вида, продолжающих здравствовать и сегодня, что позволяет предположить, что первая особь, с которой началось распространение рака, жила сравнительно недавно – где-то на рубеже 1980-х и 1990-х годов. Как и у остальных млекопитающих, в клетках самок сумчатых животных содержатся две половые хромосомы X, а у самцов – X и Y. Хотя Мерчисон и ее команда не обнаружили явных половых хромосом, они нашли что-то похожее на остатки двух X-хромосом, встроенных в другие части генома опухоли, но не выявили никаких следов Y-хромосомы. Отсюда был сделан вывод о том, что рак тасманийского дьявола, по всей видимости, впервые развился в организме самки. Хотя она и умерла еще до того, как заболевание разошлось по всему острову, ее раковые клетки продолжали жить, постоянно развиваясь и изменяясь по мере распространения среди быстро тающей популяции.

Обнаружение заразного вида рака, который возник совсем недавно, но с весьма разрушительными последствиями, не могло не вызвать удивления. Поэтому вдвойне странным показалось скорое открытие Мерчисон и ее командой второго такого вида. Анализируя образцы опухолей пяти особей тасманийского дьявола, найденных в южной части Тасмании, ученые были ошеломлены, увидев, что хромосомы их раковых клеток выглядят совершенно иначе, нежели аналогичные хромосомы исходных клеток лицевой опухоли, хотя во всех остальных отношениях они не различались ничем. Большим откровением стало наличие в новых опухолях Y-хромосомы, доказывавшее, что особью – основателем второго типа рака был самец. Внешне, однако, невозможно было распознать различия ни в самих инфицированных животных, ни в их опухолях. Перефразируя ирландского поэта Оскара Уайльда, скажем: наличие у вашего вида одного заразного рака можно считать несчастьем, но иметь два заразных рака сразу – это похоже на беспечность[54]. Так как же понимать все это?

«Чтобы рак стал заразным, должны произойти два события, – объясняет мне Элизабет, когда мы сидим в ее офисе, украшенном мягкими игрушками в виде тасманийских дьяволов. – Во-первых, он должен найти способ перебираться от одного хозяина к другому, а во-вторых, ему нужно приобрести адаптации, позволяющие избежать столкновения с иммунной системой, которая будет воспринимать его как чужеродный имплант. Каждое из этих событий не слишком вероятно, а еще менее вероятно то, что они произойдут одновременно».

Глядя на то, как эти животные, обычно живущие в одиночку, ведут себя по отношению к своим соседям, начинаешь понимать, как лицевой опухоли удалось выполнить первое условие. Несмотря на то что тасманийские дьяволы довольно покладисты с людьми, они не слишком ласковы по отношению друг к другу. Когда они дерутся и кусаются, скопления раковых клеток с клыков инфицированного зверя попадают в свежие раны, нанесенные противнику. Без столь легкого способа передачи этот вид рака едва ли произвел бы такое фатальное воздействие на популяцию. Но остается второй вопрос: почему иммунная система тасманийских дьяволов не распознает захватчика и не противостоит ему?