Генетические ли причины рака?

После работ Жакоба и Моно многие лаборатории мира занялись исследованием регуляции белкового синтеза. И сейчас уже доказано: множество реакций в различных организмах, начиная от человека и кончая бактериями, подчиняется схеме Жакоба и Моно. Видимо, такая регуляция биохимической активности клеток присуща всему живому.

Открытие генетической регуляции заставило по-новому взглянуть и на проблему рака. В клетке, где нарушена регуляторная система пусть даже небольшого белкового цеха, начинается лихорадочный синтез какого-то одного или небольшого числа ферментов. Это приводит в расстройство весь слаженный комбинат белкового синтеза. Ненужный продукт образуется в немыслимо больших количествах и загромождает всю клетку. А многие виды рака, как известно, — результат нерегулируемых синтезов в клетке.

Не исключено, что рак — следствие нарушения регуляторной системы генов. Это предположение прозвучало в лекции, прочитанной на VIII Международном противораковом конгрессе в Москве советским биохимиком профессором В. С. Шапотом.

Но это все-таки предположение. А опыты? Недавно стали известны и эксперименты, вполне согласующиеся с такой точкой зрения.

В лаборатории советского исследователя профессора И. И. Абелева изучалась биохимия раковых опухолей. Следя за развитием опухолей, ученые пытались выделить какие-то соединения, свойственные только им. Ведь если опухоль так резко отличается от нормальных тканей своими свойствами, то закономерно искать и какие-то только ей присущие химические вещества.

Поиски таких соединений увенчались успехом. Был описан белок альфа-глобулин, обнаруженный в опухоли печени мыши. Подобного ему не было ни в крови, ни в печени, ни в других органах здоровых взрослых мышей.

Когда исследователи начинали работу, только биохимия владела их помыслами. Но теперь, открыв альфа-глобулин, они столкнулись с интересной генетической проблемой. Раз синтез в клетке идет под контролем генов, то в ткани печени, которая перерастала в опухоль, должен был появиться ген, дающий информацию о новом глобулине.

Как доказать, что появился новый ген? Прежде всего установить, что никогда раньше в организмах мышей такого соединения не синтезировались. Ученые начали изучать мышей с самых первых шагов их развития и, к своему удивлению, в эмбрионах обнаружили тот же самый альфа-глобулин, который они посчитали результатом или, может быть, даже причиной злокачественного перерождения ткани печени.

Но — и в этом решение проблемы! — такой глобулин образовывался в печени эмбриона только до тех пор, пока ткань печени росла. Как только рост остановился, иными словами — по достижении зрелого возраста мыши, синтез альфа-глобулина прекратился. Сыграла свою роль регуляторная система клетки. По-видимому, репрессоры подавили деятельность структурных генов, ответственных за синтез глобулина. Но ведь раковая опухоль — активно растущая ткань. И как только начался злокачественный рост, сразу же стал образовываться альфа-глобулин, который и зарегистрировали ученые.

Что же сняло те репрессоры, которые есть в нормальной печени и которые подавляют синтез альфа-глобулина?

Пока неизвестно. Но для решения проблемы рака знать это крайне важно.

Ценность любой новой теории никогда нельзя предсказать заранее. Поэтому не хочу быть горе-оракулом и гадать, что же будет через пять, десять, двадцать лет. Но одно могу сказать с уверенностью: генетическая теория регуляции еще не раз сослужит добрую пользу человечеству. В этом сомневаться не приходится.

* * *

Исследования Жакоба и Моно — самый передовой край биологической науки. Здесь мы видим то единство биологии, о котором так много говорится, пишется и мечтается. Вопросы, за решение которых взялись ученые, были неимоверно сложными. Поэтому и методы, которыми пришлось пользоваться, оказались далеко не простыми. Жакоб и Моно работали с микробами — бактериями кишечной палочки; они так малы, что без электронного микроскопа их и не рассмотришь. А надо было не только ухитриться рассмотреть, но и проследить за каждым шагом клетки, за каждой операцией в ее биохимических цехах. Надо было научиться языку клетки, суметь так задавать ей вопросы, чтобы она и услышала их и дала понятный ответ.

Однако, кроме общего положения о том, что что-то в клетке, в зависимости от внешней среды, управляет ее жизнедеятельностью, науке не было известно.

Те, кто знаком с вопросами эволюции, понимают, что без процессов регуляции клетка была бы слишком неэкономной и погибла бы в конкуренции с более совершенными в этом смысле особями. Чуткая реакция на изменение условий внешнего мира должна была непременно выработаться в естественном отборе. В одном из сатирических рассказов беспорядочная, суетливая дама захотела написать открытку. Час она искала свою сумочку, чтобы сходить на почту за бланком, полчаса искала ручку, полчаса тряпочку, чтобы вытереть перо... Человеку деловому на все это потребовалось бы не больше десяти минут.

Так и в живом организме: принцип экономии энергии должен быть главным. Конечно, от понимания этого положения до проникновения в тайну синтеза клетки слишком далеко.

Но здесь ученым помогли два обстоятельства. Жакоб, как мы помним, начинал с микробиологии и интересовался половым процессом у бактерий. Это привело его к генетике. Моно был биохимиком, не чуравшимся ни генетики, ни микробиологии. Союз наук и оказался первым залогом успеха. Вторым был принцип работы. Так же как Уотсон и Крик, Жакоб и Моно не делали ни одного лишнего шага, не ставили ни одного ненужного опыта. Сначала разрабатывалась гипотеза, затем она проверялась. Снова гипотеза, допускающая экспериментальную проверку, и анализ результатов этой проверки. Верность такого метода подтверждалась не раз.