Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Плацента может помочь ребенку отхватить побольше материнских ресурсов, обделив тем самым своих будущих братьев и сестер. Это вовсе не обязательно означает, что у будущих детей плацента будет меньшего размера, чем у рожденных до них. На самом деле, если материнская система окажется более истощенной, плацента у будущих детей, наоборот, должна быть больше по размеру и более инвазивной, чтобы они могли получить все необходимое.

И ДЕЙСТВИТЕЛЬНО, ПРОВЕДЕННОЕ В 1950-Х ГОДАХ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАЛО, ЧТО С КАЖДЫМ ПОСЛЕДУЮЩИМ РЕБЕНКОМ РАЗМЕР ПЛАЦЕНТЫ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.

После того как станция транспортировки ресурсов, коей является плацента, приступает к своей работе, отцовские и материнские интересы расходятся в вопросе количества передаваемых веществ. Это проявляется в различной экспрессии отцовских и материнских генов, за которыми стоит механизм материнского и отцовского импринтинга генов, о котором я говорила в предыдущем разделе. Отцовские гены экспрессируют факторы, которые ускоряют передачу плоду всего необходимого через плаценту, в то время как материнские гены этот процесс замедляют. Каким-то образом, даже несмотря на такое перетягивание каната генами, преследующими противоположные цели, плоду все равно удается развиться в здорового маленького ребенка.

Исследования других видов демонстрируют нам грандиозные масштабы последствий конкурентной экспрессии родительских генов. Например, ученые обнаружили, что, если включить экспрессию «материнских» генных продуктов, которые подавляют рост, в обеих копиях соответствующих генов мышиного эмбриона, в результате родится крошечная мышь. Если обе копии будут экспрессировать «отцовские» генные продукты, которые, наоборот, стимулируют рост, это приведет к формированию огромной плаценты. На самом деле многое из того, что нам известно о генетическом импринтинге и росте плода, было открыто в результате исследования плаценты у мышей.

Учитывая то, что нам известно о конфликте между родительскими генами, следовало бы ожидать, что экспрессия отцовских генов будет доминировать в плаценте. Рассмотрим то, как это работает у животных. При скрещивании осла и кобылы рождается мул, в то время как скрещивание жеребца и ослицы дает лошака. Ученые изучили экспрессию генов в плаценте у этих гибридов, чтобы понять, действительно ли экспрессия отцовских генов (то есть генов осла у мула и генов лошади у лошака) происходит чаще, чем материнских. Как и предполагалось, в плаценте (но не в плоде) доминировала экспрессия отцовских генов. Это указывает на то, что инвазивная природа плаценты и стимуляция роста определяются экспрессией отцовских генов.

Стимуляция роста в результате экспрессии отцовских генов помогает нам понять, как экспрессия генов определяет восприимчивость к раку не только во время внутриутробного развития, но и на протяжении всей жизни. Зачастую гены плаценты, способствующие росту и инвазии, которые должны быть неактивными после рождения, снова включаются при развитии рака. Противоречивая природа экспрессии отцовских и материнских генов может снова дать о себе знать в более позднем возрасте, что может привести к повышенному риску онкологических заболеваний спустя долгое время после завершения развития организма.

Быстрый рост и инвазивность — два клеточных фенотипа, которые определяют рак. Оба они являются частью нашего клеточного репертуара и результатом проявления отцовских эволюционных интересов. И дело тут не в том, что развитие рака в интересах отца — хотя его эволюционные потребности и могут благоволить клеточным фенотипам, типичным для рака: более обильной пролиферации, более активной инвазии, а также более эффективному извлечению ресурсов.

Конфликт родительских генов привел к тому, что обе стороны, вынужденные реагировать друг на друга, эволюционировали, в результате чего стали прикладывать больше «усилий» для достижения желаемого результата. Эту ситуацию часто сравнивают с гонкой вооружений, так как обе стороны реагируют на действия друг друга, наращивая свой вклад для победы в конфликте. Гонка приводит к пустым затратам в виде генных продуктов, выполняющих противоположные функции. Так, при экспрессии материнских генов вырабатываются антитела, способные связываться с белками — факторами роста, которые считываются с включенных генов отца, — и инактивировать их. Теоретически обе стороны могли бы в равной степени уменьшить экспрессию своих генов и добиться такого же результата с меньшими затратами, однако этого не происходит. Самому плоду от этого нет совершенно никакой выгоды — это лишь следствие противоречащих друг другу отцовских и материнских интересов, которые проявляются в каждой клетке развивающегося организма.