5. Механизмы превращения протоонкогенов в онкогены

Протоонкогены, часть из которых представлена в табл.

1. превращаются в клеточные онкогены двумя возможны­ми путями. Один из них реализуется через увеличение про­дукции онкогена, а второй — через мутации в кодирующей последовательности протоонкогенов или транслокации.

Увеличение продукции онкогена может происходить в ре­зультате инсерционного мутагенеза и амплификации гена.

Для некоторых экспериментально индуцированных опухо­лей было показано, что онкогенные ретровирусы могут вне­дряться в геном хозяина в непосредственной близости или непосредственно в клеточный онкоген туе, в результате чего последовательность вирусной ДНК, которая называется длинным терминальным повтором, начинает действовать как промотор гена туе, вызывая его избыточную экспрессию. Именно такой механизм, по-видимому, отвечает за развитие лимфомы Беркитта у человека, которая обычно ассоциирует с инфекцией вирусом Эпштейна-Барр.

Протоонкогены могут также активироваться при стрессо­вых для клетки ситуациях, когда начинается амплификация протоонкогена как защитный механизм. При этом число ко­пий протоонкогена может возрасти от нескольких единиц до нескольких сотен на клетку. Такие амплифицированные по­следовательности ДНК могут обнаруживаться в опухолевых клетках млекопитающих в виде небольших дополнительных хромосом при далеко зашедшем онкологическом процессе. Амплификация некоторых протоонкогенов (особенно семей­ства туе) происходит в клетках нейробластомы и мелкокле­точного рака легких.

Мутации в протоонкогенах как причина их превращения в онкогены наиболее характерна для семейства генов ras: Ha-ras, Ki-ras и N-ras. Мутации в генах ras встречаются в среднем в 30 % случаев рака, хотя эта частота оказывается сильно зависимой и от типа опухоли и от ее локализации. Мутации в этих генах были обнаружены в еще не малигнизи- рованных клетках, что позволяет предположить, что они мо­гут быть причиной неопластического процесса. Точковые му­тации активируют еще один клеточный онкоген — ret, кото­рый кодирует рецептор тирозинкиназы.

В злокачественных клетках нередко обнаруживают хромо­сомные аберрации различного типа. До недавнего времени считали, что хромосомные аберрации возникают вторично по отношению к малигнизации клеток. Однако накопилось до­статочно большое количество доказательств, что некоторые хромосомные аберрации, особенно транслокации, нередко вовлекают в перестройку участки хромосом, в которых лока-

Рис. 14.2. Генетические механизмы превращения протоонкогенов в онкогены.

лизуются протоонкогены. Было показано также, что в резуль­тате хромосомных аберраций такого типа могут образовыва­ться химерные гены с измененной биохимической функцией (рис. 14.2).

Подтверждение роли многих из перечисленных генов в канцерогенезе было получено в опытах по трансфекции. Для этого мутантные клеточные онкогены переносили из опухолевых клеток в неопухолевые, вызывая их трансформа­цию.

Первые эксперименты такого рода были проведены с ДНК из клеточной линии, полученной из опухоли мочевого пузы­ря человека, которая переносилась в мышиные клетки. Часть из них оказалась трансформированной. Клонирование и изу­чение «человекоспецифических» последовательностей ДНК, выделенной из трансформированных клеток, показало, что трансформирующий ген — это мутантный аллель онкогена Ha-ras. Было также выявлено, что белок ras может существо­вать в активной форме, когда он связан с ГТФ, или неактив­ной, когда он связан с ГДФ. Мутация в протоонкогене Ha-ras

заключается в том, что он не может перейти в неактивную форму, а активная форма служит сигналом для продолжения клеточного деления.