От какого слова происходит название науки генетика: что изучает наука и от какого слова происходит название науки: биология: ботаника: зоология:

Содержание

Covid-мутанты: что мы знаем о разных штаммах коронавируса?

  • Ольга Дьяконова
  • Би-би-си

Автор фото, Artem Geodakyan/TASS

По мере развития пандемии Covid-19 вызывающий это заболевание коронавирус SARS-CoV-2 продолжает мутировать, то есть изменяться. А значит, меняются и его свойства, причем новые штаммы вполне могут представлять большую угрозу – например, легче передаваться от человека к человеку или вызывать более тяжелое заболевание.

Уже описаны случаи повторного заражения, когда выздоровевший человек заболевал снова, встретившись с другой версией той же инфекции – причем известно, что болезнь в таком случае может протекать даже в более тяжелой форме.

Какие штаммы вируса известны ученым на данный момент и насколько они опасны? И сможет ли потенциальная вакцина защитить от всех известных вариаций коронавируса?

Что такое штамм?

Каждый вирус имеет свой геном – уникальную специфическую последовательность ДНК или РНК.

Геном SARS-CoV-2 – это длинная последовательность РНК, состоящая примерно из почти 30 тысяч знаков (нуклеотидов), идущих друг за другом в строгом порядке. Этот порядок может меняться: при сборке каждой новой копии вируса в любом из этих звеньев может произойти ошибка – замена одного нуклеотида другим, – и в результате немного изменится код всей цепочки.

В каждом новом “хозяине” геном вируса немного изменяется. Эти изменения могут быть совсем незначительными, но они позволяют установить связь между инфицированными или проследить путь, который проделал вирус.

Используя слово “штамм”, ученые имеют в виду генетически отличную ветвь вируса, отличающуюся одной или несколькими мутациями от своего “родителя”. Разница может составлять лишь долю процента от всего генома, но каждая новая последовательность РНК может положить начало новой ветви вируса – то есть новому штамму.

Скорость, с которой происходят генетические изменения, у разных вирусов различна – и SARS-CoV-2 мутирует относительно медленно. Большинство геномов этого вируса отличаются друг от друга небольшим количеством точечных замен, а число отличий от исходного варианта не превышает 30 на почти 30 тысяч нуклеотидов.

Какие штаммы коронавируса существуют?

Основных штаммов нового коронавируса семь, они обозначаются буквами GR, G, GH, O, S, L и V. Все началось со штамма L – именно его обнаружили в китайском Ухане в декабре 2019 года. Однако теперь он постепенно исчезает.

Остальные штаммы распределены по миру неоднородно: на каждом континенте наиболее распространено, как правило, не более двух основных вариаций. Их распространение можно наблюдать на составленной учеными интерактивной карте Nextstrain, отслеживающей мутации вируса.

Российский научный центр “Вектор” в октябре сообщил, что выявил более 80 мутаций коронавируса на территории страны. Но широко распространены в основном два штамма – европейский и азиатский, сообщили в Роспотребнадзоре. При этом последний завезен не из Китая, а из других азиатских стран.

Эти два штамма находят у 99% исследуемых образцов в России, сообщали в ведомстве.

Как вирус мутировал в России?

“Общее число мутаций, которые в совокупности выявлены в секвенированных геномах вируса SARS-CoV-2, составляет многие тысячи, однако только единичные из них зафиксировались и стабильно наследуются”, – поясняют в Роспотребнадзоре. Сейчас насчитывается около 22 таких единичных мутаций, они произошли в январе-марте этого года. Позднее новые штаммы уже широко не распространялись, считают в ведомстве.

В начале эпидемии в России в геноме вируса стабильно зафиксировались три основные группы мутаций, которые сформировали, по данным исследования Роспотребнадзора, “три ветви эволюционного развития”. К концу марта 2020 года развитие этих трех направлений замедляется – и основными циркулирующими в стране стали штаммы с мутацией в гене ORF1b (P314L) и S (D614G).

Эти две мутации стали самым существенным устойчивым изменением в геноме вируса SARS-CoV-2, подчеркивается в исследовании. В Роспотребнадзоре считают, что мутация в гене S ассоциируется со снижением патогенности (способности вызывать заболевание, проникая в организм). Ведомство отмечает, что это можно объяснить и улучшением лечения больных в течение пандемии.

Влияние мутации в гене ORF1b (P314L) еще мало изучено.

Автор фото, Kirill Kukhmar/TASS

Подпись к фото,

Изучением генома коронавируса в России занимаются научные центры “Вектор” и Чумакова. Эти же центры недавно разработали две потенциальные вакцины

“Вирусы мутируют постоянно, однако коронавирусы мутируют значительно медленнее по сравнению с другими РНК-вирусами”, – рассказывает Любовь Козловская, заведующая лабораторией полиомиелита и других энтеровирусных инфекций федерального научного центра исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова.

“Несмотря на активную циркуляцию по всему миру, SARS-CoV-2 изменился менее чем на 0,1% по сравнению с вирусом, изначально выделенным в Китае 11 месяцев назад. Основные изменения выявлены в первые месяцы распространения, и варианты вируса, широко циркулирующие в настоящее время, сходны с теми, которые выделяли весной”, – говорит Козловская.

Штамм S (D614G) сейчас является объектом пристального внимания ученых. Его впервые выявили в Индонезии в августе; тогда сообщалось, что этот штамм якобы в 10 раз более заразен, чем первоначальный штамм вируса.

Некоторые исследования, которые пока находятся на стадии препринта (то есть не отрецензированы и не опубликованы в научных изданиях), приходят к выводу, что у этой мутации действительно может быть более высокая инфицирующая способность, а вирусная нагрузка при инфицировании этим штаммом – более высокой. Но окончательных выводов по этому поводу нет.

“Вирус довольно быстро приобрёл замену в поверхностном белке вириона S (спайк), которая увеличивает его контагиозность (свойство инфекционных болезней передаваться от больных организмов – здоровым – Би-би-си), но не утяжеляет течение заболевания”, – рассказывает Козловская. По ее словам, остальные отличия в штаммах вируса минимальны.

Первые варианты вируса с распространенными в России двумя мутациями выявлены в конце января в Китае, затем – в Австралии. В феврале эти варианты обнаружили в большинстве стран Западной Европы, Саудовской Аравии, США, Канаде, Мексике, Бразилии, Марокко и Сенегале.

Детальное сравнение геномов вируса на территории России и зарубежных стран говорит о том, что в стране циркулируют штаммы, завезенные из Западной Европы. Их завезли в марте и апреле 2020 года, отмечают в Роспотребнадзоре.

“[Коронавирус] в течение этих девяти месяцев мутировал очень мало и не изменялся в тех его локусах, которые отвечают за проявления эпидпроцесса, за его, так скажем, агрессивность и злость”, – заявила на прошлой неделе глава Роспотребнадзора Анна Попова. В ведомстве считают, что у вируса низкая способность к мутациям – он накапливает лишь около двух точечных замен в месяц, то есть за год может произойти около 24 мутаций.

“Распределение основных вариантов вируса, циркулирующих в России, в общем похоже на таковое в Европе. Некоторые отличия наблюдаются, но у нас нет оснований полагать, что эти отличия как-то изменяют клиническое течение или эпидемиологию Covid-19 в России по сравнению со странами Европы”, – говорит Козловская из центра им. М.П. Чумакова.

В Роспотребнадзоре в ответ на запрос Би-би-си сообщили, что ежемесячно ученые ФБУН ГНЦ ВБ “Вектор” расшифровывают полностью более 150 геномов нового коронавируса. “Получаемые данные используются для анализа актуальности используемых диагностических тест-систем, помогают выявлять завозные случаи, оценивать региональные особенности генетического разнообразия SARS-CoV-2”, – заявили в ведомстве.

Сейчас проводится секвенирование геномов вирусов и накопление данных в различных лабораториях по всему миру, в том числе и в центре Чумакова, рассказывает Козловская. Ученые, по ее словам, проведут корелляции геномов вирусов с клинической картиной пациентов, от которых они выделены, что даст возможность пролить свет на значение наиболее распространенных мутаций.

Изучить влияние каждой конкретной мутации на клиническую картину заболевания Covid-19 сложно, признает она. Ученым предстоит изучить значение каждой конкретной мутации для структуры мутантных белков, а также определить роль этих мутаций в развитии клинических симптомов и поражения легких в экспериментах на животных.

В “Векторе” не ответили на вопросы Би-би-си относительно процесса изучения штаммов коронавируса. Там, как и в ФНЦИРИП им. М.П. Чумакова, на данный момент разработали и анонсировали новые вакцины от SARS-CoV-2, которые ждут клинических исследований.

Стоит ли бояться мутаций?

Основные вопросы, которые стоят перед учеными в связи с мутациями коронавируса – это способность вакцины сформировать иммунную защиту, которая будет одинаково устойчива к разным штаммам. Важен также вопрос различий в воздействии на инфицированного – например, могут ли одни штаммы быть заразнее других.

Из заявлений Роспотребнадзора следует, что мутации вируса не так страшны. Но в научной литературе уже сообщалось о нескольких случаях повторного заражения коронавирусом.

Чтобы признать заражение повторным, ученые каждый раз проверяют генетический состав возбудителя и убеждаются, что штамм вируса отличается от того, что вызвал заболевание в первый раз – иначе нельзя с уверенностью утверждать, что это именно вторичная инфекция, а не затянувшийся первичный случай.

Голландское информагентство BNO ведет счетчик всех повторных заболеваний, о которых когда-либо сообщалось, сопроводив каждый ссылкой на источник. Согласно информации агентства, в мире известно о 24 случаях повторных заражений, одно из них стало смертельным. Умерла 89-летняя пациентка из Нидерландов с онкологическим заболеванием.

Повторные заражения происходили также в Гонконге, Бельгии, США и Эквадоре.

“Каждый день в России регистрируется почти 20 тысяч случаев заболевания, часть из них ассоциированы с вирусами, давно циркулирующими на территории страны, часть – с импортированными вариантами, ассоциированными с заражением вирусом на территории других стран, часто очень отдаленных, – рассказывает Любовь Козловская. – Поэтому, конечно, возможен завоз и последующее выделение варианта вируса, который ранее не встречался в России, как это недавно произошло в Норвегии. Однако, по ее словам, это не означает моментальное изменение эпидемиологической ситуации с Covid-19.

В октябре в журнале Lancet было опубликовано исследование, описывающее два случая повторного заражения коронавирусной инфекцией. У одного из пациентов из штата Невада, США после повторного заражения болезнь протекала тяжелее. 25-летнему больному потребовалась госпитализация из-за кислородной недостаточности, компьютерная томография выявила у него наличие вирусной пневмонии.

Ученые выяснили, что он заразился другим штаммом, генетически отличным от прошлого возбудителя болезни. “Таким образом, прошлое воздействие SARS-CoV-2 может не гарантировать полного иммунитета”, – делают вывод ученые. Они напоминают, что все люди, независимо от того, был ли у них ранее диагностирован коронавирус или нет, должны принимать одни и те же меры предосторожности.

Будут ли эффективны вакцины, если вирус мутирует?

Известно, что коронавирус мутирует медленнее, чем вирус гриппа: по разным оценкам, в два раза медленнее или на треть. В связи с этим вакцина от коронавируса “вероятно, будет стабильной и эффективной дольше, чем вакцина против гриппа”, – говорит в беседе с HuffPost почетный доцент и клинический вирусолог университета Лестера Джулиан Танг.

При этом пока неизвестно, как долго будет сохраняться приобретенный с помощью вакцины иммунитет, даже если она будет работать как следует, напоминает ученый. Эффективность вакцины может зависеть и от индивидуальных особенностей организма – так же, как и у вакцины против гриппа, говорит Танг.

Пока что ученые считают, что вакцины, разрабатываемые во всем мире для борьбы с первыми штаммами нового коронавируса, будут столь же эффективны и в отношении новых мутаций. Исследование австралийских и американских ученых, которое проводили с помощью компьютерного моделирования и опытов на хорьках, 8 октября опубликовал научный журнал NPJ Vaccines. Животным вводили потенциальную вакцину INO-4800, разработанную американской компанией Inovio Pharmaceuticals.

Большинство вакцин, разрабатываемых во всем мире, были смоделированы на основе исходного D-штамма вируса, который был более распространен среди последовательностей, опубликованных в начале пандемии, пояснили ученые.

С тех пор вирус мутировал в штамм G, вариации которого сейчас являются доминирующими по всему миру. У исследователей были опасения, что эта мутация негативно отразится на эффективности разрабатываемых вакцин.

Автор фото, AFK Sistema

Подпись к фото,

Пока ученые склоняются к тому, что кандидаты на вакцину будут эффективны для любых штаммов коронавируса

“Несмотря на мутацию D614G в шиповидном белке, мы подтвердили экспериментами и моделированием, что вакцины-кандидаты по-прежнему эффективны”, – заявил один из авторов исследования, профессор Йоркского университета Сешадри Васан.

По словам ученого, обнаружилось, что наиболее часто встречающийся штамм G вряд ли потребует частого подбора новых вакцин – в отличие от гриппа, вакцину от циркулирующих штаммов которого разрабатывают каждый год.

Так как отличия штаммов, циркулирующих в России, минимальны они, скорее всего, не оказывают значительного влияния на структуру вирусных белков, говорит Любовь Козловская из центра им. М.П. Чумакова. Это, по ее словам, делает возможным создание и применение вакцины от Covid-19, которую не придется переделывать каждый год.

Не стоит забывать, что ни одна из разработок вакцин в мире пока не прошла третью фазу клинических исследований, в которых делается вывод о ее эффективности.

В России эту стадию сейчас проходит вакцина центра имени Гамалеи “Спутник V”. Две другие российские вакцины лишь готовятся к прохождению этой стадии.

Только после этих исследований, в которых примут участие десятки тысяч человек, можно будет делать выводы по поводу стойкости сформированного вакцинами иммунитета к коронавирусу.

Ученые не подтвердили гипотезу об общем происхождении всех татар

«Генетические портреты» трех групп татар — крымских, поволжских и сибирских, — созданные по результатам исследования их Y-хромосомы, оказались очень разными. Это не подтверждает гипотезу ученых об общем происхождении всех татар из единой средневековой популяции.

Российские генетики изучили и сравнили «генетические портреты» татар. В исследование были включены три этнотерриториальные группы татар Евразии — поволжские, сибирские и крымские татары.

Статья с результатами работы опубликована в журнале «Вестник Московского университета», серия «Антропология», ее авторы — профессор Елена Балановская (заведующая лабораторией популяционной генетики человека Медико-генетического научного центра), Анастасия Агджоян (Институт общей генетики РАН) и их коллеги из Харькова, Кемерово, Тобольска.

Народы, называемые татарами, всегда были заметны в многонациональной России, в ее истории. Они широко расселены по территории страны и объединены близкими языками: хотя разные татары говорят на разных диалектах (или на разных языках — об этом лингвисты спорят), но они принадлежат к одной лингвистической группе — кыпчакской подгруппе тюркских языков.

Второе объединяющее начало — исламское вероисповедание (за исключением одной из групп татар Поволжья — православных кряшен). Третье объединяющее начало — что они так или иначе связаны с Золотой Ордой.

У этнонима «татары» причудливая судьба, пишут авторы статьи. Есть гипотеза, что он имеет китайское происхождение:

китайцы называли «да-да» или «та-та» одно из племен, жившее на границе современных Монголии и Китая.

Хотя это племя было почти целиком уничтожено Чингисханом, его имя оказалось перенесено на всех монголов и тюрков-кочевников, входивших в состав монгольских войск. Возможно также, что в восприятии европейцев слово «татары» ассоциировалось с древнегреческим словом Τάρταρος (Тартар, ад), отчего этим словом в Европе называли вообще всех восточных варваров.

На большинстве европейских карт все земли, подвластные Золотой Орде, включая Русь, назывались Тартарией или Татарией. Затем этноним «татары» остался за всеми тюрками Восточной Европы, Кавказа, Урала, Западной и Средней Сибири. В русских летописях татарами назывались все мусульманские народы.

Есть несколько гипотез о генетическом происхождении разных групп татар. Согласно одной популярной гипотезе, это осколки генофонда некогда единой средневековой общности, а Золотая Орда была не только первоначальным государством всех татар, но некой генетической общностью.

Согласно другой версии, булгаро-татарской, генофонд татар Поволжья восходит к генофонду Волжской Булгарии, и тогда оказывается, что разные группы татар Евразии формировались в разных регионах на основе генофонда местного населения, которое заимствовало тюркский язык и культурные особенности кочевников.

Один из способов реконструировать генетическую историю татар — это исследование генофонда всех трех групп татар одними и тем же инструментами генетики для полной сопоставимости. До сих пор генетиками исследовались только отдельные популяции, да и то фрагментарно, но никогда не сопоставлялись генофонды татар в пределах всей Евразии.

Генетические «пироги»

Обследование генофондов крымских, поволжских и сибирских татар проводилось с 2006 по 2014 год в ходе комплексных экспедиций разных коллективов — Медико-генетического научного центра и Института общей генетики (Москва), Харьковского и Кемеровского университетов, Тобольского пединститута, — но по единой технологии под руководством д.б.н. Елены Балановской. В выделенных из крови образцах ДНК изучали Y-хромосому, ее изменчивые участки, отличающиеся по одному нуклеотиду (это называют однонуклеотидным полиморфизмом, SNP).

С помощью специальных молекулярных зондов определяли пятьдесят таких изменчивых точек в каждой Y-хромосоме. Затем полученные результаты сравнивали с базой данных Y-base, разработанной под руководством д.б.н. Олега Балановского.

Генетические варианты Y-хромосомы, гаплотипы, объединяются в группы вариантов, имеющих общее происхождение, — гаплогруппы. Они широко используются генетиками при исследовании разных популяций. Y-хромосома удобна тем, что передается только по одной линии, от отца к сыну, и не «перемешивается» с генетическими вариантами, пришедшими от всех других предков.

Благодаря этому Y-хромосома, во-первых, «сохраняет память» о всех событиях, а во-вторых, позволяет очень четко фиксировать различия между разными популяциями.

Определив разнообразие Y-хромосомных гаплогрупп в разных этнотерриториальных группах, генетики создали «генетические портреты» крымских, поволжских и сибирских татар. Они выглядят как разделенные на сегменты пироги, где каждый сегмент обозначает долю какой-либо гаплогруппы в генофонде данной популяции.

close

100%

С первого взгляда видно, что «генетические портреты» разных татар не похожи друг на друга.

В генофонде крымских татар высока доля (около половины) «южных» гаплогрупп Y-хромосомы, которые берут начало в Средиземноморье и на Ближнем Востоке, небольшая доля «восточных» и остальное приходится на «паневразийские» гаплогруппы R1a и R1b.

У поволжских татар разнообразие меньше, наиболее высок вклад гаплогрупп, распространенных в Восточной Европе и Приуралье. А группа сибирских татар оказалась наиболее генетически разнообразна. Около четверти в их генофонде составляет доля «сибирских» гаплогрупп, более трети приходится на «паневразийские», для отдельных субэтносов сибирских татар — ялуторовских и бухарцев — характерен юго-западный след.

Генетическое разнообразие сибирских татар подробно разбирается в другой статье, в журнале «Молекулярная биология» (первый автор Анастасия Агджоян), где показано, как их «генетический портрет» распадается на несколько разных уже на следующем, более детальном уровне.

Нет единого происхождения

close

100%

Генофонд трех изученных групп татар авторы разместили в генетическом пространстве Евразии. А именно: посмотрели их положение на графике, где разные популяции образуют группы — кластеры — в соответствии с их генетическим сходством. Оказалось, что только поволжские татары вошли в уже сформированный урало-каспийский кластер (вместе с башкирами, караногайцами и кубанскими ногайцами).

А крымские и сибирские татары оказались настолько своеобразны, что не вошли ни в один из «готовых» кластеров. Крымские татары расположились сразу между тремя кластерами — средиземноморским, северокавказским и урало-каспийским. Сибирские татары также разместились между тремя кластерами — сибирским, урало-каспийским и северокавказским.

«То, что генофонды разных групп татар оказались так далеки друг от друга в пространстве Евразии, говорит об отсутствии у них единого генетического происхождения, — объясняет Анастасия Агджоян, один из авторов статьи. — Речь идет именно о биологическом происхождении группы, которое формирует структура браков внутри нее. Иными словами, генофонды современных групп татар нельзя считать «осколками мозаики» — генофонда когда-то единой общетатарской популяции,

это, скорее, «галерея» разных генетических портретов».

Другая версия происхождения татар — от средневекового восточно-монгольского племени — также не находит генетических подтверждений: генофонды всех изученных популяций очень далеки и от монголов, и от других популяций Центральной Азии.

В каждой группе татар исследователи выявили нескольких генетических пластов, что говорит об образовании из нескольких источников. Так, в генофонде крымских татар смешались два генетических потока: «южный», принесенный из Восточного Средиземноморья, предположительно, в античные и Средние века, и «восточный», принесенный кочевниками из степной полосы.

Генофонд татар Поволжья говорит о сохранении дотюркского (или во всяком случае дозолотоордынского) генетического компонента и тяготеет вовсе не к востоку или к югу, а к северо-западу Евразии.

Что же до сибирских татар, то их генетическое разнообразие высоко даже по сибирским меркам; очевидно, генофонды разных групп сибирских татар складывались каждый по-своему.

Так что объединенные языком, религией и культурой татары Евразии генетически совсем не едины, а очень и очень различны.

Евреи, которые относятся к группе ашкенази, произошли от европейских женщин, утверждают генетики, в том числе и из России

В схватке гипотез о происхождении евреев-ашкенази произошел новый поворот. Генетики, в том числе и работающие в РАН, утверждают: матерями предков восточноевропейских евреев были женщины из Западной и Южной Европы. Историкам теперь предстоит объяснить, чем же для них был так привлекателен иудаизм.

В длительной дискуссии о происхождении евреев-ашкенази произошел новый поворот. Согласно выводам международной группы генетиков (17 исследователей из 12 научных организаций), эта часть евреев произошла от европейских женщин. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Ашкенази — это название одной из групп евреев, до середины XX века проживавших в Центральной и Восточной Европе. Сейчас к ним относится примерно половина населения Израиля (около 3 млн человек). Однако штетлы (местечки — поселения полугородского типа с преобладающим еврейским населением) в Польше, Белоруссии и на Украине появились лишь в XV–XVI веках, после того как иудеев изгнали из Западной Европы. А более древняя история происхождения ашкенази до сих пор вызывает споры.

Ранее они велись преимущественно историками, однако в последние годы в связи с ростом популярности исследований по изучению состава генома как у отдельных людей, так и у групп, к дискуссии присоединились генетики.

Подобным вопросом занялись Мартин Ричардс из центра по изучению археогенетики Университета Хаддерсфилда (Великобритания) и его коллеги, среди которых были и российские ученые — Сергей Рычков и Оксана Наумова из Института общей генетики РАН им. Н.И. Вавилова. Как рассказал «Газете.Ru» Рычков, он и его коллега по институту уже почти двадцать лет сотрудничают с доктором Ричардсом в рамках изучения различных аспектов генетики этногенеза и этнической истории. «Идея этого сотрудничества родилась еще в конце 90-х, когда мы начали заниматься генетикой этногенеза, и продолжается до сих пор», — сообщил российский ученый.

08 сентября 14:26

Авторы статьи в Nature Communications изучили не только мужские хромосомы, но и митохондриальные ДНК, которые передаются по материнской линии, с тем чтобы реконструировать генеалогическую историю ашкенази. Исследовав более 3,5 тыс. таких цепочек у евреев из Европы, с Кавказа и из стран Ближнего Востока, ученые выяснили, что более 80% из них происходят из Старого Света, а не из Передней Азии и не с Кавказа. Причем речь идет как о распространенных среди ашкенази гаплогруппах K и N1b, так и о более редких.

Ранее существовали несколько гипотез происхождения ашкенази: часть исследователей считала, что их предки покинули древний Ближний Восток на рубеже эр, после того как римляне присоединили к своей империи Палестину.

Другие ученые вели их происхождение от жителей Хазарского каганата — государства, существовавшего на Средней и Нижней Волге в VIII–X веках, часть населения которого исповедовала иудаизм.

Еще одна группа исследователей считала, что ашкенази образовались в Германии — в городах среднего течения Рейна, из иудеев, покинувших Палестину в VII–VIII веках после завоевания этой земли Арабским халифатом.

Долгое время именно эта гипотеза была приоритетной, однако в начале 2013 года генетики из американского Университета Джонса Хопкинса проанализировали геном ашкенази и выявили в нем настоящее пестрое досье из кавказских, ближневосточных и южноевропейских фрагментов. Это позволяло профессору Эрхану Элхаику утверждать, что основой для происхождения восточноевропейских евреев стали жители Прикавказья и Поволжья времен хазар.

Однако статья Ричардса и его группы предлагает следующую версию развития событий: 2 тыс. лет назад часть еврейского населения Палестины покинула эту территорию, отправившись в Европу, в частности на Апеннинский полуостров. Действительно, еще до нашей эры еврейские сообщества появились во многих городах Средиземноморья. По некоторым данным, община Рима насчитывала на пике от 30 тыс. до 50 тыс. евреев. Однако среди переселенцев, утверждает Ричардс, почти не было женщин. Женами приезжих с Ближнего Востока становились местные уроженки, переходившие в иудаизм.

Этот факт особенно любопытен из-за особенностей иудаизма: принадлежность к еврейству определяется по материнской линии.

Таким образом, археогенетические исследования Ричардса и его группы ставят новые вопросы перед историками и антропологами: так, им предстоит объяснить, с чем была связана массовая мужская миграция из тогдашней Палестины и почему для женщин, живших на территории нынешних Италии и Франции, иудаизм был привлекателен как религия.

Сергей Рычков отмечает, что продолжение данного исследования, которое было проведено совместно с доктором Ричардсом и другими зарубежными коллегами, «вполне вероятно». Но неизвестно, где на тот момент будут работать сами российские ученые. На вопрос, сказывается ли уже реформа РАН на работе ученых в Институте общей генетики РАН, Рычков ответил: «Да, реформа начинает сказываться — готовимся продолжать исследования в других странах мира».

Курский государственный университет

Специальный психолог – специалист в области психологии, который занимается изучением психики человека, его внутреннего душевного состояния и помогает выстраивать жизнь в соответствии с определенными нормами и идеалами.
Профессия специального психолога появилась сравнительно недавно. Психолог не лечит в прямом смысле этого слова, а помогает человеку обрести гармонию как с самим собой, так и с окружающими его людьми.
Профессия требует от специального психолога особого, тонкого подхода к своему делу. Он сам должен уметь делать то, чему учит. И специальных психологов обучают умению управлять собой, искусно слушать и понимать, быстро вникать в суть проблемы и помогать находить решение. Психолог все время совершенствуется, умеет и любит учиться: читает специальную литературу, встречается с коллегами, занимается собственными исследованиями. Профессиональный психолог не советчик и не великий Учитель, но помощник, который умеет принимать пациента таким, какой он есть, и помогает найти решение проблемы или выход из трудной ситуации. Главное, что делает специальный психолог, – общаясь с человеком, создает условия, при которых этот человек начинает понимать себя, разбирается в себе, обнаруживает и самостоятельно принимает верное решение. Ведь большинство неудач как в личной, так и в профессиональной жизни человека происходят не оттого, что все вокруг такие плохие. Проблема часто «сидит» в самом человеке, в его взглядах на многие вещи, в его мировоззрении, может быть, в его детстве. Специальный психолог даёт возможность человеку взглянуть на жизнь в целом и на саму проблему в частности немного под другим углом, подталкивает к мысли, что все, что с нами происходит, – дело рук нас самих, что для того, чтобы изменить мир, надо измениться самому.
Быть психологом – это значит любить свою профессию и людей, постоянно открывать новое в себе и окружающих, помогать людям становиться счастливее. Конечно, такая сложная и тонкая задача – психологическая помощь – требует от специалиста определённых душевных и профессиональных качеств. Прежде всего, он должен быть добрым и неравнодушным к другим людям. Важно умение внимательно слушать и слышать собеседника. Специальному психологу понадобятся такие качества, как логика, сообразительность, умение анализировать и делать выводы. Однако он должен уметь отгораживаться от чужих проблем, не пропускать их через себя, не принимать близко к сердцу и не путать профессиональное сочувствие с сочувствием человеческим, то есть он должен обладать стрессоустойчивостью.
Распространённость этой профессии весьма велика. Специальные психологи просто необходимы как в учебных, так и в медицинских учреждениях. Они оказывают помощь людям в экстремальных ситуациях, работают в войсковых частях, в учреждениях МЧС и ФСБ, в исправительных учреждениях, в инспекциях по делам несовершеннолетних, социальных приютах.
Получить профессию специального психолога Вы можете на дефектологическом факультете КГУ, обучаясь по направлению подготовки «Специальное (дефектологическое) образование» с профилем «Специальная психология».

Welcome to HemDifferently by BioMarin – Welcome to HemDifferently by BioMarin

(Соблюдая законы о защите конфиденциальной информации других стран и регионов, в том числе Общего Регламента ЕС о защите персональных данных [GDPR], мы не собираем персональные данные лиц, проживающих за пределами США. Жители ЕС могут посещать сайт HaemDifferently.eu, чтобы следить за обновлениями.)

Имя* Пожалуйста, укажите ваше имя

Фамилия* Пожалуйста, укажите вашу фамилию

Адрес электронной почты* Пожалуйста, укажите ваш адрес электронной почты Пожалуйста, укажите действующий адрес электронной почты

Что из перечисленного ниже больше всего соответствует вашей сфере деятельности?* Я — медицинский работникУ меня гемофилияЯ ухаживаю за человеком с гемофилиейЯ состою в группе по защите прав пациентовДругоеПожалуйста, выберите один вариант

Специальность* СтрахованиеИнвестированиеЮридическая сфераСредства массовой информацииОптовая торговляДругоеПожалуйста, выберите один вариант

Диагноз* Гемофилия AГемофилия BДругоеПожалуйста, выберите один вариант

Организация* Пожалуйста, укажите название организации

Организация/учреждение* Пожалуйста, укажите название организации/учреждения

Специальность* СтоматологЛицензированная практикующая медсестраФармакологФармацевтД-р наукВрачПомощник врачаФизиотерапевтПсихологКвалифицированная медсестраСоциальный работникДругой медицинский работникПожалуйста, выберите один вариант

У ВАС ЕСТЬ ВОПРОС?


КАК МЫ МОЖЕМ ВАМ ПОМОЧЬ?

Вопрос

Установив этот флажок и нажав расположенную внизу кнопку «Отправить», я подтверждаю, что мне уже исполнилось 18 лет, и что я согласен/-на с положениями, изложенными в следующих документах компании BioMarin: «Политика конфиденциальности» и «Условия использования», и что предоставленная мной информация может быть использована компанией BioMarin, ее правопреемниками и агентами для того, чтобы оповещать меня посредством электронной почты о новостях и событиях, маркетинговых исследованиях и опросах, а также о других возможностях, которые могут представлять для меня интерес. Эти электронные сообщения/материалы могут содержать рекламу или предложения товаров или услуг компании BioMarin.* Пожалуйста, подтвердите

Установив этот флажок и нажав расположенную внизу кнопку «Отправить», я даю согласие на то, чтобы компания BioMarin, ее правопреемники и агенты связывались со мной по телефону или с помощью текстовых сообщений по предоставленному мной номеру телефона, который я предоставил/-ла, отправляя мне сообщения, содержащие маркетинговую информацию о продуктах, товарах или услугах компании BioMarin. Я понимаю, что не обязан(-а) давать свое согласие для покупки или аренды каких-либо продуктов, товаров или услуг.*

Пожалуйста, подтвердите

ОТПРАВИТЬ

Парадоксы биологии, которым до сих пор нет объяснения

Биосфера полна странных и удивительных явлений. Достаточно просто взглянуть на акул-домовых и утконосов. Биология может многое рассказать о том, почему в мире все так, как есть, но время от времени происходит нечто такое, что заставляет биологов лишь пожимать плечами.

  1. Хиральность (доминирование одной из рук)

Вы левша или правша? Около 90 процентов людей – праворукие, поэтому если вы левша, можете считать себя в какой-то степени аномальным явлением. А теперь задайтесь вопросом, почему вы не такой, как все. И если не найдете ответа, не стоит огорчаться – наука тоже его не знает.

Само явление хиральности – небольшая причуда эволюции человека, которая, кажется, ничего не доказывает. Почему вообще одна рука должна доминировать в повседневной деятельности человека? Это ни в коей мере не определяется сознательным выбором человека, и похоже, не является биологическим или генетическим отклонением. Однако все это еще не объясняет, почему вообще существует леворукость.

Одна теория связана с речевыми и языковыми центрами мозга. Они находятся в правом полушарии, и это же полушарие отвечает за правую руку. Мы используем руки для общения, в частности, для переписки, и следовательно, правая рука стала доминирующей в процессе эволюции общения. В то же время, различные аллели генов могут объяснить, почему, несмотря на первую теорию, в мире существуют левши. Впрочем, все это лишь теории, и в них нет никакой определенности.

  1. Гриб «сигара дьявола»

«Сигара дьявола» (лат. Chorioactis) не только имеет забавное название, но и задает ученым неразрешимую загадку самим ареалом своего распространения. На всей планете этот гриб можно найти только в Техасе и Японии. В незначительном количестве они были обнаружены также в штате Оклахома. И это все. Тот факт, что японская и техасская экосистемы существуют раздельно, по мнению генетиков, около 19 миллионов лет, делает этот гриб на самом деле парадоксальным явлением. Грибы растут почти на одной и той же широте, как в Техасе, так и в Японии, однако эти территории разделяют 11 тысяч миль океана. Ученые до сих пор не выдвинули ни одной правдоподобной гипотезы, объясняющей этот парадокс.

  1. Гены

Генетика – удивительный раздел биологии, и расшифровка генома человека уже дала нам много информации о том, почему мы развиваемся так, как развиваемся, не говоря уж о том, как и почему возникают заболевания, и как мы можем их лечить. У человека насчитывается примерно от 20 до 25 тысяч генов. В то же время у помидора их около 31 тысячи. Как это возможно, что какой-то овощ является генетически более сложным чем человек?

Как оказалось, по этому параметру мы примерно соответствуем червям нематодам. Прежде принято было считать, что чем более сложным является организм, тем больше генов в его геноме, но это, совершенно очевидно, не так. Сейчас ученые склонны считать, что количество генов у томата объясняется его извилистой эволюцией. Гены человека все-таки более сложны, но при этом более эффективны. Нам хватает меньшего количества генов, поскольку они лучше работают, если можно так выразиться.

  1. Кошачье мурлыканье

Коты были приручены человеком около 9,5 тысяч лет назад, так что у нас было достаточно времени, чтобы  разобраться, почему они ведут себя так или иначе. Однако, если поглубже вникнуть в эту тему, выясняется, что за все эти тысячелетия люди не особенно преуспели.

Один вопрос, который до сих пор мистифицирует науку – кошачье мурлыканье. Мы знаем, как это происходит – мышцы в гортани кошки сокращаются и растягиваются, заставляя воздух вибрировать, и это образует урчащий звук. Однако, это механизм, а в чем заключается цель?

Большинство из нас сказали бы, что кошка мурлычет, чтобы показать, что она довольна жизнью, однако, это не всегда так. Известны случаи, когда этот звук животные издавали в ситуации стресса и даже накануне смерти. Некоторые кошки никогда не мурлычут, а другие – почти постоянно. Если оставить животное в пустой комнате с видеокамерой без каких-либо внешних раздражителей, можно обнаружить, что мурлыканье начинается и заканчивается без какой-либо видимой причины.

Возможно, у этого феномена имеется целый ряд объяснений. Котята мурлычут, когда их кормят, а взрослые кошки часто мурлычут громче обычного, когда голодны и пытаются «попросить» людей покормить их. Они мурлычут также в моменты ухаживания. Возможно, это занятие помогает им успокаиваться. Однако, существует лишь великое множество предположений и ни одного четкого ответа.

  1. Ориентирование в пространстве у коров

Как часто вам доводилось наблюдать за пасущимися на поле коровами? Вероятно, никогда. Именно поэтому большинство из нас никогда не замечали, что почти все коровы ориентируются с севера на юг. Однако с помощью спутниковой съемки в разных точках планеты ученые обнаружили, что более 70 процентов коров в любой момент времени находятся в положении север/юг. В каждой стране, на каждом континенте, где существует крупный рогатый скот, можно увидеть, что они смотрят в одном и том же направлении, и это дало некоторым повод предположить, что у коров имеется биологический компас.

Животные с «встроенными» компасами – не такое уж необычное явление в природе. Так, исследователи почти уверены, что многие мигрирующие виды обладают подобной способностью. Однако, что касается коров, это всего лишь предположение. Возможно, верное объяснение гораздо проще, например, желание, чтобы максимальная площадь их тела была освещена солнцем, либо, наоборот, стремление, чтобы прямые лучи не попадали в глаза.

Нельзя сказать, что коровы обязательно должны смотреть в одном направлении, поскольку 30 процентов всегда смотрят в другую сторону. В ветреные дни коровы, как правило, поворачиваются лицом к ветру, откуда бы он ни дул. Однако ученые показали, что с учетом всех побочных факторов, большинство коров все же предпочитают ориентировать свое тело именно с севера на юг, и объяснения этому до сих пор не найдено.

гены и генетика – синонимы и родственные слова

Родственные слова


аллель

существительное

вариантная форма гена

носитель

существительное

тот, кто может передать генетическое заболевание своим детям, не страдая от него сам

клон

существительное

биология точная копия животного или растения, созданная в лаборатории на основе ДНК животного или растения

клон

глагол

для создания в лаборатории животного или растения, которое является точной копией другого животного или растения с использованием ДНК исходного животного или растения ДНК

клонирование

существительное

процесс создания животного или растения в лаборатории, которое является точной копией другого с использованием ДНК исходного животного или растения

скрещивает

глагол

биология для объединения одной породы животных с другой или смешать один тип растений с другим, чтобы получить животное или растение, которое генетически отличается от обоих родителей

кросс s-удобрение

существительное

биология процесс удобрения одного типа растений пыльцой другого типа растений с целью получения новой генетической смеси

перекрестное удобрение

глагол

биология удобрение одного вида растений пыльцой из различные типы растений для создания новой генетической смеси

дезоксирибонуклеиновая кислота

ДНК

ДНК

существительное

биология дезоксирибонуклеиновая кислота: химическое вещество, которое содержит генетическую информацию и обнаруживается во всех живых клетках и некоторых вирусах

ДНК-отпечатки пальцев

существительное

научное исследование чьей-либо ДНК, чтобы выяснить, является ли он чьим-то отцом, совершил ли он преступление и т. Д.

доминантный

прилагательное

биология доминантный ген вызывает рождение человека с определенными генетическими особенностями, даже если он присутствует только у одного из родителей

двойная спираль

существительное

молекула ДНК, состоящая из двух цепочек нуклеотидов и имеющая форму как витая лестница

редактирование генов

существительное

тип генной инженерии, при котором ДНК вставляется, заменяется или удаляется из генома с использованием специально разработанных ферментов, называемых рестрикционными ферментами или молекулярными ножницами

генофонд

существительное

всего гены внутри вида (= группа животных или растений)

генная терапия

существительное

лечение, при котором гены помещаются в клетки тела для лечения некоторых типов болезней

генетический

прилагательное

, относящееся к генам , или к изучению генов

генетически

наречия

таким образом, который имеет отношение к генам, или к изучению генов

генетический отпечаток

существительное

метод исследования чьей-либо ДНК (= генетической структуры), которая является индивидуальной для них и никем не разделяется

генетическое профилирование

существительное

научное исследование ДНК из клеток тела, особенно для того, чтобы найти кто совершил преступление

генетический скрининг

существительное

практика изучения чьих-либо генов, чтобы выяснить, какие заболевания могут повлиять на них

геном

существительное

общий объем генетической информации в хромосомах живого существа , включая его гены и ДНК

генотип

существительное

живое существо, рассматриваемое как набор генов, которые у него есть, а не как оно выглядит, насколько оно велико и т. д.

GM

прилагательное

, связанное с производством ГМ-культур или продуктов питания

фиксированное

прилагательное

жестко закрепленное поведение обусловлено вашими генами и способом, которым устроен ваш мозг, а не полученным опытом

гетерозиготным

прилагательным

гетерозиготная клетка или организм имеет две разные формы определенного гена для чего-то, например, цвета глаз

гомозиготного

прилагательного

гомозиготная клетка или организм имеет две одинаковые формы определенного гена для чего-то, например, цвета глаз

унаследовано

прилагательное

наследственное заболевание или качество – это заболевание, передающееся через гены

локус

существительное

наука положение гена на хромосоме

мутаген

существительное

вещество, вызывающее генетическую мутацию

мутант

существительное

растение или животное, которое отличается от других растений этого типа в результате изменения i в его генах

мутация

существительное

изменение в генах растения или животного, которое заставляет его отличаться от других его типов

передать фразовый глагол

, чтобы передать что-то вроде болезни вашим детям через гены

репродуктивное клонирование

существительное

процесс создания в лаборатории человека или животного, которое является точной копией другого, с использованием ДНК исходного человека или животного

последовательность

существительное

биология порядок, в котором части молекула или ген упорядочены

последовательность

глагол

, чтобы узнать и записать порядок отдельных частей, составляющих молекулу, ген и т. д.

половая хромосома

существительное

хромосома, которая контролирует пол живого существа, например, X-хромосомы и Y-хромосомы у людей и животных

терапевтическое клонирование

существительное

процесс создания новых органов или другого части тела, которые принимает тело пациента, потому что они сделаны из клеток, содержащих их собственную ДНК

вектор

существительное

наука небольшая часть клетки, используемая в генной инженерии для переноса генетического материала от одной клетки к другой

X- хромосома

существительное

тип хромосомы (= генетический материал в клетке), который определяет, какого пола будет человек или животное.У людей у ​​женщин две Х-хромосомы, а у мужчин одна.

Y-хромосома

существительное

тип хромосомы (= генетический материал в клетке), который встречается только у людей или животных мужского пола

Английская версия тезауруса генов и генетики

Что такое ген? (для детей)

Гены (скажем: jeenz ) играют важную роль в определении физических качеств – того, как мы выглядим – и многих других вещей о нас. Они несут информацию, которая делает вас тем, кто вы есть и как вы выглядите: вьющиеся или прямые волосы, длинные или короткие ноги, даже то, как вы можете улыбаться или смеяться. Многие из этих вещей передаются от одного поколения к другому в семье по генам.

Что такое ген?

Гены несут информацию, которая определяет ваши черты (скажем: trates ), то есть черты или характеристики, которые передаются вам – или унаследованы – от ваших родителей. Каждая клетка человеческого тела содержит от 25 000 до 35 000 генов.

Например, если у обоих ваших родителей зеленые глаза, вы можете унаследовать от них черту зеленых глаз. Или, если у вашей мамы есть веснушки, у вас тоже могут быть веснушки, потому что вы унаследовали черту веснушек. Гены есть не только у людей – они есть у всех животных и растений.

Где эти важные гены? Они такие маленькие, что их не видно. Гены находятся на крошечных структурах, похожих на спагетти, называемых хромосомами (скажем: KRO-moh-somes). А хромосомы находятся внутри клеток.Ваше тело состоит из миллиардов клеток. Клетки – это очень маленькие единицы, из которых состоит все живое. Клетка настолько крошечная, что увидеть ее можно только в сильный микроскоп.

Хромосомы входят в соответствующие наборы из двух (или пар), и всего в одной хромосоме находятся сотни, а иногда и тысячи генов. Хромосомы и гены состоят из ДНК, что является сокращением от дезоксирибонуклеиновой (скажем: ди-окс-си-ри-бо-нью-глиняной) кислоты.

Большинство клеток имеют одно ядро ​​(скажем: NOO-clee-us).Ядро – это небольшая яйцевидная структура внутри клетки, которая действует как мозг клетки. Он сообщает каждой части клетки, что делать. Но откуда ядро ​​так много знает? Он содержит наши хромосомы и гены. Каким бы крошечным оно ни было, ядро ​​содержит больше информации, чем самый большой словарь, который вы когда-либо видели.

У человека ядро ​​клетки содержит 46 отдельных хромосом или 23 пары хромосом (хромосомы бывают парами, помните? 23 x 2 = 46). Половина этих хромосом принадлежит одному из родителей, а половина – другому.

Под микроскопом мы видим, что хромосомы бывают разной длины и разной структуры. Когда они выстраиваются в линию по размеру и схожему рисунку полос, первые двадцать две пары называются аутосомами; последняя пара хромосом называется половыми хромосомами, X и Y. Половые хромосомы определяют, мальчик вы или девочка: у женщин две хромосомы X, а у мужчин – одна X и одна Y.

Но не у каждого живого существа внутри клетки есть 46 хромосом.Например, у клетки плодовой мушки всего четыре хромосомы!

Как работают гены?

У каждого гена своя собственная работа. ДНК в гене дает конкретные инструкции – как в рецепте поваренной книги – для производства белков (скажем, PRO-подростков) в клетке. Белки – это строительные блоки всего в вашем теле. Кости и зубы, волосы и мочки ушей, мышцы и кровь состоят из белков. Эти белки помогают нашему телу расти, правильно работать и оставаться здоровым. По сегодняшним оценкам ученых, каждый ген в организме может вырабатывать до 10 различных белков. Это более 300 000 белков!

Как и хромосомы, гены тоже попадают в пары. У каждого из ваших родителей есть по две копии каждого из своих генов, и каждый родитель передает только одну копию, чтобы составить гены, которые у вас есть. Гены, которые передаются вам, определяют многие ваши черты, такие как цвет волос и цвет кожи.

Может быть, у матери Эммы один ген каштановых волос и один – рыжих, и она передала ген рыжих волос Эмме. Если у ее отца два гена рыжих волос, это может объяснить ее рыжие волосы.Эмма получила два гена рыжих волос, по одному от каждого из ее родителей.

Вы также можете увидеть гены в действии, если задумаетесь обо всех породах собак. У всех них есть гены, которые делают их собаками, а не кошками, рыбами или людьми. Но те же гены, которые делают собаку собакой, также определяют разные собачьи черты. Итак, одни породы маленькие, а другие большие. У одних длинный мех, у других – короткий. У далматинов есть гены белого меха и черных пятен, а у игрушечных пуделей есть гены, которые делают их маленькими с вьющейся шерстью. Вы уловили идею!

Когда есть проблемы с генами

Ученые очень заняты изучением генов. Они хотят знать, какие белки вырабатывает каждый ген и что эти белки делают. Они также хотят знать, какие болезни вызваны неправильными генами. Измененные гены называются мутациями. Исследователи считают, что мутации могут быть частично виноваты в проблемах с легкими, раке и многих других заболеваниях. Другие болезни и проблемы со здоровьем возникают, когда отсутствуют гены или лишние части генов или хромосом.

Некоторые из этих генных проблем могут быть унаследованы от родителей. Например, возьмем ген, который помогает организму вырабатывать гемоглобин (скажем: HEE-muh-glow-bin). Гемоглобин – важный белок, необходимый эритроцитам для переноса кислорода по всему телу. Если родители передают своему ребенку измененные гены гемоглобина, ребенок может вырабатывать только гемоглобин того типа, который не работает должным образом. Это может вызвать состояние, известное как анемия (скажем: э-э-э-э-э-э), состояние, при котором у человека меньше здоровых эритроцитов. Серповидно-клеточная анемия – это один из видов анемии, который передается по генам от родителей к детям.

Муковисцидоз (скажем: SIS-tick fi-BRO-sus) или CF – еще одно заболевание, которое наследуют некоторые дети. Родители с измененным геном CF могут передать его своим детям. Людям с муковисцидозом часто трудно дышать, потому что в их организме вырабатывается много слизи (скажем: MYOO-kus) – слизи, которая выходит из носа, когда вы больны, и которая застревает в легких. Людям с МВ необходимо лечение на протяжении всей жизни, чтобы их легкие были как можно более здоровыми.

Что такое генная терапия?

Генная терапия – это новый вид медицины, настолько новый, что ученые все еще проводят эксперименты, чтобы проверить, работает ли он. Он использует технологию генной инженерии для лечения болезни, вызванной каким-либо образом изменившимся геном. Один из проверяемых методов – замена больных генов здоровыми. Испытания генной терапии – где исследования проводятся на людях – и другие исследования могут привести к новым способам лечения или даже предотвращения многих заболеваний.

Эволюционирующее определение термина «ген»

Abstract

В этой статье представлена ​​история изменения значений термина «ген» на протяжении более чем столетия, а также обсуждается, почему это слово, столь важное для генетики, нуждается в пересмотре сегодня.В этом описании первые две фазы генетики 20-го века обозначены как «классический» и «неоклассический», а нынешняя молекулярно-генетическая эра – «современный период». В то время как первые два этапа привели к увеличению ясности в отношении природы гена, нынешний период отличается сложностью и путаницей. Первоначально термин «ген» был придуман для обозначения абстрактной «единицы наследования», которой не было присвоено никаких конкретных материальных атрибутов. По мере развития классического и неоклассического периодов термин стал более конкретным, сначала как безразмерная точка на хромосоме, затем как линейный сегмент в хромосоме и, наконец, как линейный сегмент в молекуле ДНК, кодирующей полипептидную цепь. Это последнее определение, сделанное в начале 1960-х годов, остается тем, что используется сегодня, но развитие с 1970-х годов подорвало его универсальность. В самом деле, они поднимают вопросы как о полезности концепции базовой «единицы наследования», так и о давнем неявном убеждении, что гены являются автономными агентами. Здесь мы рассматриваем результаты, которые сделали классическое молекулярное определение устаревшим, и предлагаем новое, основанное на современных знаниях.

В 1866 году Грегор Мендель, моравский ученый и монах-августинец, работавший на территории современной Чешской Республики, заложил основы современной генетики своими знаковыми исследованиями наследственности садового гороха ( Pisum sativum ) (Mendel 1866). .Хотя он говорил не о «генах» – термин, который впервые появился десятилетия спустя, – а скорее о элементах, и даже «клеточных элементах» (оригинальный немецкий Zellelemente стр. 42), ясно, что Мендель выдвигал гипотезу о том, что наследственное поведение крохотных скрытых факторов или детерминант, лежащих в основе стабильно унаследованных видимых характеристик организма, которые сегодня мы бы назвали генами. Это очевидно на протяжении всей его публикации в том, что он использует абстрактные буквенные символы для наследственных детерминант для обозначения физических факторов, лежащих в основе наследования характеристик.Нет сомнений в том, что он считал посредниками наследственности материальные сущности, хотя не делал никаких предположений об их природе.

Слово «ген» было введено датским ботаником Йохансеном (1909) только в начале 20 века, но быстро стало основополагающим для тогдашней новой науки генетики и, в конечном итоге, для всей биологии. Однако его значение менялось с момента его появления. Вначале понятие использовалось как простая абстракция. Действительно, Йоханнсен думал о гене как о некоторой форме вычислительного элемента (точка, к которой мы еще вернемся), но сознательно воздерживался от размышлений о его физических характеристиках (Johannsen 1909).Однако ко второму десятилетию 20-го века ряд генов был локализован в определенных положениях на определенных хромосомах, и их можно было, по крайней мере, рассматривать, если не думать точно, как безразмерные точки на хромосомах. Более того, группы генов, показавшие некоторую степень совместного наследования, можно было поместить в «группы сцепления», которые были эпистемическим эквивалентом цитологической хромосомы. Мы называем этот этап «классическим периодом» генетики. К началу 1940-х годов было показано, что некоторые гены обладают внутренней структурой и поддаются расчленению с помощью генетической рекомбинации; таким образом, ген на этом этапе концептуально приобрел единственное измерение – длину.Двадцать лет спустя, к началу 1960-х, ген достиг того, что казалось окончательной физической идентичностью в виде дискретной последовательности в молекуле ДНК, кодирующей полипептидную цепь. На этом этапе ген имел визуализируемую трехмерную структуру как особый вид молекулы. Мы будем называть этот период – примерно с конца 1930-х до начала 1960-х – «периодом неоклассицизма».

Определение гена 1960-х годов – это определение, которое сегодня используют большинство генетиков, но оно явно устарело для организмов на основе дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). (Мы будем иметь дело только с последним; РНК-вирусы и их гены не будут обсуждаться.) Здесь мы рассмотрим более старую историю терминологии, а затем результаты 1970-х годов, которые подорвали общность определения 1960-х годов. Затем мы предложим современное определение «гена», которое объясняет сложности, обнаруженные в последние десятилетия. Эта публикация является продолжением более ранней статьи одного из нас (Portin 2015).

Классический период генетики

Развитие современной генетики началось в 1900 году, когда три ботаника – немец Карл Корренс, голландец Гуго де Фрис и австриец Эрих фон Чермак – независимо цитировали и обсуждали эксперименты Менделя как основные к пониманию природы наследственности.Они представили результаты, аналогичные результатам Менделя, но с использованием различных растений в качестве экспериментального материала (Correns 1900; de Vries 1900; Tschermak 1900). Однако их концептуальный вклад как «заново открывателей» Менделя, вероятно, не был эквивалентен. Де Фрис и Корренс утверждали, что они открыли существенные факты и разработали свою интерпретацию до того, как нашли статью Менделя, и они продемонстрировали, что полностью понимают существенные аспекты теории Менделя (Stern 1970). Напротив, анализ Чермака его собственных данных был неадекватным, а его статье не хватало интерпретации.Таким образом, хотя он чувствовал значение работы Менделя, Чермаку не следует приписывать столько же уважения, сколько де Вризу и Корренсу.

В 1900 году уже были известны хромосомы, и вскоре стало ясно, что они обеспечивают конкретную основу для абстрактных наследственных факторов Менделя. Эта постулируемая связь между генами и хромосомами, которая позже стала известна как хромосомная теория наследования, первоначально была предложена немецким биологом Т. Х. Бовери и американским генетиком и врачом В.С. Саттон в 1902–1903 гг. Бовери впервые продемонстрировал индивидуальность хромосом с помощью микроскопических наблюдений на морском еже Paracentrotus lividus (Boveri 1902). Он продолжил демонстрацию непрерывности хромосом через деления клеток с помощью исследования Ascaris megalocephala , паразитического червя нематоды (Boveri 1903). Эти две характеристики – индивидуальность и непрерывность – являются необходимыми, хотя и недостаточными, характеристиками генетического материала.Вклад Саттона (Sutton 1903), основанный на его исследованиях сперматогенеза Brachystola magna , большого кузнечика, заключался в демонстрации четкой эквивалентности между поведением хромосом в мейотических делениях и постулируемым разделением Менделя и независимым наследованием характера различия при образовании гамет. Таким образом, эта ранняя версия хромосомной теории наследования предлагает объяснение законов наследования Менделя: закона сегрегации и закона независимого ассортимента.Однако только в 1916 году это можно было считать доказанным. В том же году американский генетик CB Bridges показал в исследовании Drosophila melanogaster , что нерасхождение, редкое исключительное поведение генетических создателей (отсутствие сегрегации) во время образования гамет, всегда было связано с аналогичным исключительным поведением данной пары хромосом во время формирования гамет. мейоз (Бриджес, 1916).

Однако вскоре после рождения хромосомной теории было обнаружено новое явление, которое, по-видимому, противоречило закону Менделя о независимой сортировке.Это был феномен сцепления, первоначально обнаруженный у душистого горошка ( Lathyrus odoratus ), в котором было обнаружено, что некоторые гены проявляют «сцепление», нарушая независимый ассортимент (Bateson et al. 1905a, b). Это исключение из правила, однако, стало основой существенного расширения хромосомной теории, когда было осознано, что гены, показывающие сцепление, расположены на одной хромосоме, а гены, демонстрирующие независимый набор, расположены на разных хромосомах.

Согласно канонической истории генетики, это был американский генетик Т.Х. Морган, который в 1910 г. первым предложил это расширение хромосомной теории (Morgan 1910, 1917). Однако недавние исследования истории генетики (Edwards 2013) показывают, что, скорее всего, на Моргана повлиял первый учебник генетики на английском языке, написанный Р. Х. Локком, британским ботаником, связанным с Бейтсоном и Пуннетом, опубликованный в 1906 г. возможность того, что сцепление может быть результатом генов, лежащих на одной и той же хромосоме, была впервые высказана (Lock 1906). Таким образом, именно Локку следует отдать должное объяснению связи.

Вскоре стало понятно, что гены, расположенные на достаточно большом расстоянии друг от друга на хромосоме, могут также демонстрировать независимый ассортимент из-за обширной генетической рекомбинации во время мейоза, в то время как гены, расположенные ближе друг к другу, демонстрируют степень совместного наследования, причем частота их разделения в результате рекомбинации составляет напрямую связано с расстоянием между ними. Благодаря работе Моргана и его группы над плодовой мушкой ( D. melanogaster ) феномен сцепления и его разрушения посредством кроссинговера стал важной основой для картирования генов (Morgan 1919, 1926; Morgan et al. . 1915). Первая карта X-хромосомы Drosophila была построена Альфредом Стертевантом, одним из учеников Моргана (Sturtevant 1913). Построенная им линейная последовательность генов была абстрактным генетическим эпистемическим эквивалентом самой хромосомы.

За генетическими картами групп сцепления последовали цитологические карты хромосом. Впервые они были построены, показывая, что индуцированные рентгеновскими лучами изменения порядка генов в группах сцепления, такие как транслокации и делеции, были связаны с соответствующими изменениями в структуре хромосом (Добжанский, 1929; Мюллер и Пейнтер, 1929; Пейнтер). и Мюллер 1929).За этим последовало подробное цитологическое картирование генов, ставшее возможным благодаря существованию «гигантских» хромосом слюнных желез плодовой мушки, в которых гены, идентифицированные по их образцу наследования, могли быть локализованы в определенных (видимых) местах на хромосомах ( Художник 1934; Мосты 1935, 1938).

Морган придумал цитологическое объяснение генетического феномена кроссинговера, приняв теорию хиазматипии Франса Альфонса Яннсенса, бельгийского цитолога, которая была основана на его наблюдениях за мейозом сперматогенеза у саламандры Batrachoseps attuatis (Janssens 1909; см. также Koszul et al. 2012). Янссенс наблюдал кресты в синапсах в препаратах мейотических хромосом этой амфибии, которые напоминали греческую букву хи (χ). Соответственно, он назвал такое соединение «хиазмой» (мн. Chiasmata). Янссенс интерпретировал каждый из них как результат слияния в одной точке двух из четырех нитей тетрады хроматид на стадии пахитена профазы мейоза. Согласно теории хиазматипии, хиазмы возникли в результате разрыва и воссоединения одной материнской и одной отцовской хроматид тетрады.Следовательно, образование каждой хиазмы приводит к обмену равными и соответствующими участками двух из четырех хроматид. Этот механизм обмена обеспечил необходимое физическое объяснение частичного генетического сцепления генов, которое наблюдал Морган. Другими словами, хиазмы являются цитологическими аналогами точек генетического кроссовера.

Альтернативным объяснением происхождения хиазм была так называемая классическая гипотеза, которая не требовала разрыва и воссоединения хромосом, но предполагала, что хиазмы были просто результатом того, что отцовские и материнские хроматиды пересекались друг с другом, образуя крест-накрест. подобная конфигурация на стадии пахитены мейоза (McClung 1927; Sax 1932a, b).Эта гипотеза не объясняла феномен генетической рекомбинации, но предпочиталась большинством цитологов того времени, потому что она не угрожала постоянству и индивидуальности хромосом, как первоначально казалось, что это делает теория хиазматипа. В последующие годы многие цитологические факты, рассмотренные, например, в Whitehouse (1973), подтверждали теорию хиазматипа, но не классическую теорию.

Таким образом, к началу 1930-х годов концепция гена стала более конкретной.Гены считались неделимыми единицами наследования, каждая из которых располагалась в определенной точке определенной хромосомы. Кроме того, они могут быть определены с точки зрения их поведения как фундаментальные единицы на основе четырех критериев: (1) наследственная передача, (2) генетическая рекомбинация, (3) мутация и (4) функция гена. Более того, считалось, хотя и без каких-либо эмпирических доказательств, что эти четыре способа определения гена полностью согласуются друг с другом (обзор в Portin 1993; Keller 2000). Как писали А. Стертевант и Дж. У. Бидл в (1939), ближе к концу того, что мы называем классическим периодом генетики, было также ясно, что гены определяют природу реакций развития и, таким образом, в конечном итоге, видимые черты, которые они генерируют. Но , как генов делают эти вещи, было неизвестно; действительно, это считалось одной из главных нерешенных проблем биологии, и оставалось таковой в течение двух десятилетий (Sturtevant and Beadle 1962, p. 335). Кроме того, считалось, что интеграция генетики с такими областями, как биохимия, физиология развития и экспериментальная эмбриология приведет к глубокому пониманию природы и роли генов, и что эта интеграция расширит наше понимание тех процессов, которые создают up development (Стертевант и Бидл, 1962, стр.357; см. также Sturtevant 1965).

Значение этой точки зрения было первоначально разработано Х. Дж. Мюллером, американским генетиком и учеником Моргана, который проделал важную работу по нескольким ключевым аспектам этой темы: картированию генов (Muller 1920), взаимосвязи между генами и характеристики организмов (Muller 1922) и характер мутации генов (Muller 1927; также см. Carlson 1966). В своей классической статье, посвященной влиянию изменений в отдельных генах на изменчивость организма, Мюллер (1922) опубликовал аргументы, которые можно рассматривать как теоретическое обобщение сущности классического периода генетики.На основе значительного объема более ранних работ он выдвинул влиятельную теорию о том, что гены представляют собой молекулы с тремя основными способностями: автокатализ (самовоспроизведение), гетерокатализ (производство негенетического материала или эффектов) и способность мутировать (при сохранении первые два свойства). С этой точки зрения, гены были несомненными физическими сущностями, трехмерными ультрамикроскопическими, обладающими индивидуализированными наследственными структурами, с некоторой способностью к изменениям, которые сами по себе могли передаваться.

В другой визионерской работе Мюллер (1926) связал концепцию гена с теорией эволюции, в то время как он описал ген как основу эволюции и происхождение самой жизни, по сути, как основу самой жизни. Эти глубокие взгляды Мюллера сильно повлияли на направление многих будущих исследований не только в генетике, но и в биологии в целом (Carlson 1966, стр. 82).

Неоклассический период генетики

Какими бы ни были предположения Мюллера и некоторых других, классический период генетики был периодом, когда ген можно было эффективно рассматривать как безразмерную точку на хромосоме.Однако за этим последовало то, что мы называем неоклассическим периодом, когда ген сначала приобрел однозначное пространственное измерение, а именно длину, а затем аналогичную линейную химическую идентичность в форме молекулы ДНК. Этот период генетики включал две разные, но дополняющие друг друга исследовательские программы: с одной стороны, с помощью классического генетического инструмента рекомбинационного картирования было продемонстрировано, что гены имеют внутреннюю структуру; с другой стороны, начала выясняться основная молекулярная природа гена и его функция.Эти два потока слились в конце 1950-х годов.

Неоклассический период начался в начале 1940-х годов, когда работы в области формальной генетики показали, что гены можно разделить на смежные сегменты путем генетической рекомбинации. Следовательно, они были не безразмерными точками, а объектами с длиной. Эти наблюдения были выполнены сначала на D. melanogaster (Оливер 1940; Льюис 1941; 1945; Грин и Грин 1949), а затем на микробных грибах (Боннер 1950; Джайлс 1952; Понтекорво 1952; Притчард 1955).

Однако если гены имеют длину, они должны быть длинными молекулами какого-то типа, и вопрос заключался в том, были ли эти молекулы белками или ДНК, двумя основными молекулярными составляющими хромосом. Критически важная работа в начале 1940-х годов в лаборатории Освальда Эйвери в Рокфеллеровском университете дала ответ на этот вопрос. Эйвери и его коллеги показали, что ДНК является наследственным материалом, продемонстрировав, что возбудителем бактериальной трансформации, повлекшей за собой наследственное изменение морфологии бактериальных клеток (Griffith 1928), была ДНК (Avery et al. 1944). Хотя эта работа была опубликована в 1944 году, потребовалось почти десять лет, чтобы она стала общепризнанной. Экспериментальным доказательством, убедившим научное сообщество, стал эксперимент Херши и Чейза (1952), в котором эти авторы показали, что ДНК-компонент бактериофагов ответственен за их размножение.

Однако наиболее важным и окончательным прорывом в теории наследования ДНК стало открытие двойной спиральной структуры ДНК (Watson and Crick 1953a, 1954) и осознание генетических последствий этого (Watson and Crick 1953b).За этим последовали демонстрации в начале 1960-х годов, что гены сначала транскрибируются в информационную РНК (мРНК), которая передает генетическую информацию из ядра в аппарат синтеза белка в цитоплазме (обзор в Portin 1993; Judson 1996). Более ранняя работа 1940-х годов установила связь между генами и белками в гипотезе «один ген – один фермент» Бидла и Татума (1941) (см. Также Srb и Horowitz 1944; обзор в Strauss 2016). К концу 1950-х годов появилась удовлетворительная молекулярная теория как природы гена, так и связей между генами и белками.

Важнейшая дальнейшая работа была связана с картированием тонкой генетической структуры генов – исследовательской программой, кульминацией которой стали работы С. Бензера и К. Янофски. Бензер, используя рабочий тест цис -транс, предложенный Э.Б. Льюисом в Drosophila , определил единицу генетической комплементации, , то есть , основную единицу функции гена, которую он назвал цистроном ( Box 1 ). . Он также определил мельчайшие единицы генетической рекомбинации и генной мутации: рекон и мутон соответственно (Benzer 1955, 1959, 1961).Постулат классического периода о том, что ген является фундаментальной единицей не только функции, но также рекомбинации и мутации, был окончательно опровергнут работой Бензера, показывающей, что «ген» имеет множество мутонов и реконсов. Янофски и его коллеги подтвердили материальные аналоги этих формальных концепций Бензера. Эквивалент цистрона – это последовательность пар нуклеотидов в ДНК, которая содержит информацию для синтеза полипептида и определяет его аминокислотные последовательности, идея, известная как гипотеза колинеарности. Кроме того, было показано, что физический эквивалент ДНК разведчика и мутона представляет собой одну пару нуклеотидов (Crawford and Yanofsky 1958; Yanofsky and Crawford 1959; Yanofsky et al. 1964, 1967). Период неоклассической генетики завершился расшифровкой универсального генетического кода несколькими командами, обнаружив, что нуклеотидные последовательности определяют последовательность полипептидных цепей (обзор Ycas 1969; Judson 1996).

Неоклассическая концепция гена, изложенная выше, может быть резюмирована в формулировке «один ген – одна мРНК – один полипептид», которая объединяет идею мРНК, разработанную Jacob и Monod (1961a); Gros et al. (1961); Brenner et al. (1961), и более ранняя гипотеза «один ген – один фермент» Бидла и Татума (1941) (и см. Srb and Horowitz 1944). Другой версией этой гипотезы является версия «один цистрон – один полипептид» (Crick 1963), ставшая лозунгом в 1960–1980-х годах. В целом, концептуальный путь от полностью абстрактных сущностей Иогансена, называемых «генами», к определенному молекулярному представлению о том, что такое ген и как он работает, занял немногим более полувека.

Распад неоклассической концепции гена и начало современного периода генетики

Отклонения от гипотезы один ген – одна мРНК – один полипептид

Гипотеза «один ген – одна мРНК – один полипептид» как общее описание гена и того, как он работает, начало истекать, однако, когда стало понятно, что один ген может продуцировать более одной мРНК, и что один ген может быть частью нескольких единиц транскрипции.Это однозначное отношение генов к мРНК происходит посредством сложных промоторов и / или альтернативного сплайсинга первичного транскрипта.

Множественные сайты инициации транскрипции, , т. Е. , альтернативные промоторы, были обнаружены во всех царствах организмов, и они были разделены на шесть классов (Schibler and Sierra 1987). Все они могут производить транскрипты, которые не подчиняются правилу однозначного соответствия между геном и единицей транскрипции, поскольку транскрипция может инициироваться на разных промоторах.В результате один ген может производить более одного вида транскриптов (Schibler and Sierra, 1987).

Открытие альтернативного сплайсинга как способа получения различных транскриптов из одного гена имело более сложную историю. В конце 1970-х годов было обнаружено, сначала у вирусов животных, а затем у эукариот, что гены имеют расщепленную структуру. То есть гены прерываются интронами (см. Обзор Portin 1993). Сплит-гены производят одну молекулу пре-мРНК, из которой удаляются интроны во время созревания мРНК путем сплайсинга пре-мРНК.В зависимости от гена схема сплайсинга может быть инвариантной («конститутивной») или переменной («альтернативной»). При конститутивном сплайсинге все экзоны, присутствующие в транскрипте, включаются в одну зрелую мРНК посредством инвариантного лигирования последовательных экзонов, что дает единственный вид мРНК из гена. При альтернативном сплайсинге непоследовательные экзоны соединяются путем обработки некоторых, но не всех транскриптов гена. Другими словами, отдельные экзоны могут быть исключены из зрелой мРНК в некоторых транскриптах, но они могут быть включены в другие (Leff et al. 1986; Черный 2003). Альтернативный сплайсинг – это регулируемый процесс, зависящий от ткани и стадии развития. Тем не менее колинеарность гена и мРНК сохраняется, поскольку порядок экзонов в гене не изменяется.

В дополнение к альтернативному сплайсингу теперь известны два других феномена, которые противоречат основному принципу неоклассической концепции гена, а именно, что аминокислотные последовательности белков и, следовательно, их функции всегда выводятся из ДНК соответствующего гена.Это явления редактирования РНК (обзор Бренникл и др. 1999; Витцани 2011) и разделения генов, первоначально обнаруженный Дж. Пятигорским (обзор у Пятигорского 2007). Термин «редактирование РНК» описывает посттранскрипционные молекулярные процессы, при которых изменяется структура молекулы РНК. Хотя это редкое событие, оно наблюдается у эукариот, их вирусов, архей и прокариот и включает несколько видов модификаций оснований в молекулах РНК. Редактирование РНК в мРНК эффективно изменяет аминокислотную последовательность кодируемого белка, так что она отличается от предсказанной последовательности геномной ДНК (Brennickle et. al . 1999). Концепция совместного использования генов описывает тот факт, что разные клетки содержат идентично секвенированные полипептиды, происходящие от одного и того же гена, но так по-разному настроенные в разных клеточных контекстах, что они выполняют совершенно разные функции. Это явление, шутливо называемое «белковой подработкой», означает, что ген может приобретать и поддерживать вторую функцию без дупликации гена и без потери основной функции. Такие гены находятся под двумя или более совершенно разными селективными ограничениями (Piatigorsky and Wistow 1989).

Несмотря на эти наблюдения, показывающие потенциальную взаимосвязь генов с мРНК и кодируемыми ими белками «один ко многим», концепция гена осталась неизменной; сам ген все еще можно рассматривать как определенную и локализованную нуклеотидную последовательность ДНК, даже если он может содержать информацию для более чем одного типа полипептидной цепи. Однако все изменилось, когда проекты секвенирования выявили еще более причудливые явления.

Серьезные трещины в концепции гена

Эти новые открытия показали, что существует множество возможных взаимосвязей между последовательностями ДНК и определяемыми ими молекулярными продуктами.Конечным результатом стало осознание того, что основная концепция гена как некоторой формы универсальной универсальной «единицы наследственности» слишком проста, и, соответственно, необходимо новое определение или концепция «гена» (Keller 2000 ; Фальк 2009; Портин 2009). Несколько наблюдений имели решающее значение для этой переоценки, и один из нас рассмотрел их относительно недавно (Portin 2009). Здесь их стоит подытожить:

  1. В эукариотических организмах существует несколько абсолютных границ транскрипции, если они вообще есть, что делает невозможным установить простые общие отношения между первичными транскриптами и конечными продуктами этих транскриптов.

Следовательно, структурные границы гена как единицы транскрипции часто далеки от четкости, что особенно хорошо задокументировано у млекопитающих (обзор Carninci 2006). В действительности, целые хромосомы, если не весь геном, кажутся континуумами транскрипции (Gingeras 2007). Более того, геном полон перекрывающихся транскриптов, что делает невозможным установление отношения 1: 1: 1 между конкретными последовательностями ДНК, транскриптами и функциями (Pearson 2006). Действительно, убедительные доказательства указывают на то, что геном человека полностью транскрибируется из обеих цепей ДНК, так что большинство его оснований можно найти в первичных транскриптах, которые полностью перекрывают друг друга (Консорциум FANTOM и RIKEN Genome Exploration Group 2005; Консорциум проекта ENCODE 2007; 2012).Как кодирующие, так и некодирующие белки транскрипты могут происходить из одной или обеих цепей ДНК, и они могут перекрываться и переплетаться. Более того, разные транскрипты часто включают одни и те же кодирующие последовательности (Mattick 2005). Функциональное значение этих перекрытий все еще в значительной степени неясно, но появляется все больше примеров, в которых известно, что оба транскрипта имеют экзоны, кодирующие белок из одной позиции в геноме, в сочетании с экзонами из другой части генома, сотни тысяч нуклеотидов (Капранов и др. 2007). Это было совершенно неожиданно, когда было сформулировано определение гена в 1960-х годах.

Слияние генов на уровне транскриптов является реальностью и полностью противоречит гипотезе «один ген – одна мРНК – один белок». И это не редкость. Было подсчитано, что по крайней мере 4–5% пар тандемных генов в геноме человека можно транскрибировать в одну последовательность РНК, называемую химерными транскриптами, кодирующую предполагаемый химерный белок (Parra et al. 2006).

  • 3. Для сравнения, в органеллах микробных эукариот известно множество примеров «зашифрованных» генов: гены часто представляют собой части, которые можно найти как отдельные сегменты вокруг генома.

Следовательно, помимо слияния двух соседних генов на уровне транскрипции, разные строительные блоки данной молекулы мРНК часто могут быть расположены в виде модулей на разных хромосомах (обзор в Landweber 2007). Некоторые данные указывают на то, что даже у многоклеточных эукариот кодирующие белки транскрипты происходят из разных негомологичных хромосом (rev. Claverie 2005).

  • 4. Вопреки неоклассическому определению гена, согласно которому наследственная информация находится исключительно в последовательностях ДНК, появляется все больше свидетельств того, что функциональное состояние некоторых генов может передаваться от одного поколения людей к другому. , явление, известное как трансгенерационная эпигенетическая наследственность (Holliday 1987; Gerhart and Kirschner 2007; Jablonka and Raz 2009).

Одним из примеров являются эпигенетические изменения мышей, опосредованные РНК, которые наследуются между поколениями неменделирующим образом (Rassoulzadegan et al. 2006). С другой стороны, многие из эпигенетических изменений, или так называемых эпимутаций, наследуются иным образом по менделевской манере, за исключением того, что, в отличие от обычных мутаций, они не всегда наследуются с той же стабильностью, но могут быть сметены во время конечно несколько поколений ( например , Яблонька и Раз 2009).

  1. 5. Также может иметь место «генетическая реставрация» – механизм неменделирующего наследования внегеномной информации, впервые обнаруженный у Arabidopsis thaliana (Lolle et al. 2005).

Было замечено, что несколько независимых мутантных штаммов дали явно нормальное потомство с высокой частотой в несколько процентов, что выше, чем можно было бы ожидать, если бы речь шла о случайных мутациях. Кажется, это не вопрос эпигенетических изменений, а скорее исцеление фиксированных мутаций. Lolle et al. (2005) предположил, что это происходит из-за точной реверсии исходной ДНК с механизмом, который включает управляемое матрицей восстановление наследственной ДНК, переданной в кэш РНК.Это явление, называемое гипотезой «кэша РНК», означает, что организмы могут иногда переписывать свою ДНК на основе сообщений РНК, унаследованных от прошлых поколений (Lolle et al. 2005). Гипотеза кэширования РНК, однако, оспаривалась несколькими авторами (Comai and Cartwright 2005; Mercier et al. 2008; Miyagawa et al. 2013).

  1. 6. Наконец, помимо генов, кодирующих белки, существует множество генов, кодирующих РНК, которые производят различные молекулы РНК, которые не транслируются в белки.

То, что существуют особые гены, которые определяют только продукты РНК, было признано в начале 1960-х; это гены рибосомной РНК и тРНК, жизненно важные для синтеза белка. Тем не менее, теперь очевидно, что существует множество транскриптов, которые не кодируют белки и не являются классическими структурными РНК синтеза белка (тРНК и рРНК). Те последовательности, которые определяют длинные некодирующие РНК (днРНК) и которые выполняют какую-то биологическую функцию, безусловно, заслуживают того, чтобы называться генами.Напротив, последовательности, определяющие днРНК или транскрипты из несуществующих мобильных элементов, которые конститутивно образуются во всех или большинстве типов клеток, вероятно, не имеют биологической функции и не должны обозначаться как гены. Неожиданно большое количество различных генов некодирующих РНК и их функции были рассмотрены несколькими авторами (, например, , Eddy 2001; Carninci and Hayashizaki 2007; Carninci et al. 2008).

Текущее состояние и перспективы в отношении концепции гена

Наблюдения, обобщенные выше, вместе со многими другими, создали интересную ситуацию, когда центральный термин генетики – «ген» – уже не может быть определен простыми терминами. .Неоклассическое молекулярное определение гена не отражает ошеломляющего разнообразия наследственных элементов, основанных на ДНК, которые в совокупности определяют организм и поэтому заслуживают названия «гены». Даже классическое представление о гене просто как о фундаментальной «единице наследственности» само по себе проблематично. В конце концов, если трудно или невозможно обобщить природу таких «единиц», вероятно, говорить о них не очень полезно. Неудивительно, что это осознание вызвало различные попытки переопределить ген как с точки зрения свойств последовательности ДНК, так и с точки зрения свойств продуктов, определяемых этими последовательностями. Ряд предложенных определений приведен в Таблице 1. Подробное обсуждение этих идей здесь не приводится, но они были обобщены, классифицированы и охарактеризованы (см. Waters 2013). Однако все эти определения имеют тенденцию игнорировать один центральный, хотя и неявный, аспект более ранних представлений о «гене»: его предполагаемую автономию действия. Мы вернемся к этому вопросу ниже.

Таблица 1 Сокращенный список различных предложений по определению гена в нынешнюю эпоху, данный разными авторами

Как генетики должны действовать в этой ситуации? Должны ли мы просто задействовать множество различных типов генов и оставить все как есть? Фактически, мы могли бы согласиться на использование собирательного термина «гены» в качестве синонима генома, а не суетиться по поводу кажущейся невозможности определения единственной формы «гена».Однако это могло бы быть скорее уклонением от проблемы, чем ее решением. В качестве альтернативы, было бы предпочтительнее принять неадекватность понятия простой общей «единицы наследственности» и вообще отказаться от использования термина «ген»?

Проблема с этим последним предложением, отказавшись от термина «ген», заключается не только в том, что это слово используется повсеместно как генетиками, так и непрофессионалами, но и в том, что оно кажется незаменимым в дискурсе дисциплины. Это очевидно в основах нескольких разделов генетики, таких как многие области прикладной генетики, такие как медицинская генетика и селекция растений и животных, которые часто имеют дело с генами, идентифицированными исключительно по их немолекулярным мутантным фенотипам.Это также применимо к количественной генетике и генетике популяций, которые работают с использованием математического моделирования и в которых ген часто рассматривается просто как абстрактная единица расчета (не так уж отличается от точки зрения Йоханнсена, описанной ниже), но жизненно важна для концептуализации. генетический состав популяций и их изменения. В этих областях молекулярные сложности и сложности генетического материала можно в значительной степени игнорировать, по крайней мере, на начальном этапе, но сам термин «ген» кажется незаменимым.Трудно представить, чтобы эти дисциплины отказались от него, независимо от диапазона молекулярных сложностей, которые это слово одновременно скрывает и охватывает.

Однако в других дисциплинах, таких как генетика развития и молекулярная генетика, существует острая необходимость в переопределении гена, потому что молекулярные детали часто имеют решающее значение для понимания исследуемых явлений. Однако определения, которые делались до сих пор (таблица 1), кажутся неадекватными; по большей части они сосредотачиваются либо на структурных, либо на функциональных аспектах, но в конечном итоге бессмысленно разделять структуру и функцию, даже несмотря на то, что оба могут изначально изучаться изолированно друг от друга.Одна попытка объединить структурные и функциональные аспекты гена в единое определение была предпринята П. Э. Гриффитсом и Э. М. Нойман-Хельдом, которые представили концепцию гена «молекулярного процесса». В этой идее слово «ген» обозначает не некую структурную «единицу наследственности», а повторяющийся процесс , который приводит к регулируемой во времени и пространстве экспрессии определенного полипептидного продукта (Griffiths and Neumann-Held 1999; Neumann-Held 1999 , 2001). Одна из трудностей этого переопределения состоит в том, что оно игнорирует все нетрадиционные гены, которые определяют только продукты РНК.По сути, в нем ничего не говорится о наследственной передаче, которая послужила первоначальным и фундаментальным стимулом для введения термина «ген».

Возможно, путь вперед состоит в том, чтобы сделать шаг назад в истории и сосредоточиться на первоначальных заботах Йоханнсена. Он не только ввел термин «ген», но и отвечал за слова «генотип» и «фенотип», а также за решающее различие между ними в наследственности. Хотя он ничего не мог сказать о том, как гены (генотип) определяют или детерминируют черты (фенотип), он явно видел в этом решающий вопрос.Действительно, этот вопрос был в центре генетики с 1930-х годов, в отличие от вопросов о том, как гены передаются по наследственности, которые доминировали в генетике первых десятилетий 20-го века. Однако очевидно, что Йоханнсен считал генотип первичным, а гены – крошечными вычислительными устройствами, точная материальная природа которых может быть оставлена ​​для решения на более позднее время. Он писал: «Наши формулы, используемые здесь для не наблюдаемых напрямую генотипических факторов – генов, как мы привыкли говорить, – являются и остаются вычислительными формулами , приспособлениями для размещения, которые должны облегчить наш обзор. Именно поэтому короткое слово «ген» присутствует; никакое представление о природе этой «конструкции» не наносится ей ущерба, скорее, разные возможности остаются открытыми от случая к случаю ». (Johannsen 1926, стр. 434, английский перевод в Falk 2009, стр. 70).

Первоначальные ожидания заключались в том, что связи между генами и фенами будут довольно прямыми, ожидания подкреплялись сначала открытиями о генетике пигментации, а затем мутациями, влияющими на потребности в питании микробных клеток.В обеих ситуациях связь между эффектами мутантов и известной биохимией часто была прямой и простой для понимания. Более того, ранний успех менделевской генетики был в значительной степени основан на том факте, что многие из первоначально изученных генетических вариантов имели постоянные, однозначные эффекты; это было жизненно важно для работы Менделя и для менделевцев начала 20 века. Однако по мере развития этой области стало очевидно, что на фенотипические эффекты многих аллелей могут влиять другие гены, влияя как на степень выраженности мутации (ее «экспрессивность»), так и на долю лиц, обладающих мутацией, которая выразил это вообще (его «пенетрантность»).

Чтобы проиллюстрировать различия в проявлении функции данного гена, вызванные генетическими фоновыми эффектами, возьмем различные степени экспрессии гена, регулирующего размер и форму резцов у человека. Копии одного доминантного гена, идентичные по происхождению, вызывали отсутствующие или имеющие форму шипа, или сильно редуцированные мезио-дистально верхние боковые резцы в последующих поколениях (Alvesalo and Portin 1969). Хотя точная природа задействованного гена неизвестна, пример показывает, что один и тот же ген может иметь разные проявления у разных людей, i.е. , с разным генетическим происхождением. Существует огромное количество задокументированных примеров таких генетических фоновых эффектов у всех организмов, которые были исследованы генетически.

Феномен эффектов генетического фона был хорошо известен генетиками во втором десятилетии 20-го века, как показано, например, в серии статей, состоящей из нескольких частей, посвященных наследованию цвета шерсти у млекопитающих, написанных С. Райтом, опубликовано в журнале Journal of Genetics (Wright 1917a, b).(Позднее Райт стал одним из ключевых основателей популяционной генетики, но начал свою карьеру с того, что тогда называлось «физиологической генетикой».) Однако в 30-х годах весь этот вопрос был поднят на новый концептуальный уровень. Ч. Уоддингтона, британского биолога и генетика развития, который назвал совокупность взаимодействий между генами и между генами и окружающей средой «эпигенотипом».

Эпигенотип состоит из общей системы развития, лежащей между генотипом и фенотипом, посредством которого реализуется взрослая форма организма (Waddington 1939).Хотя четкой концепции «генной регуляции» не существовало в 1940-х и 1950-х годах, Уоддингтон с этой концепцией явно приближался к ней. Когда в начале 1960-х годов появилась модель регуляции генов Джейкоба-Монода, Уоддингтон сразу же увидел ее актуальность для развития (Waddington 1962; 1966), как, конечно же, сами Джейкоб и Монод (Jacob and Monod 1961a, b; Monod and Jacob 1961). Ключевым моментом в отношении определения гена является то, что гены не являются автономными, независимыми агентами, как это подразумевалось в большей части раннего лечения генов, и что действительно остается действенным в большинстве современных представлений, как показано в R.Все еще влиятельная книга Докинза «Эгоистичный ген» (Докинз, 1976). Скорее, они проявляют свои эффекты в сложных системах генных взаимодействий или как результат их работы. Сегодня мы называем такие системы «генетическими сетями» или «генетическими регуляторными сетями» (GRN). Сьюэлл Райт, наряду с Уоддингтоном, был одним из первых представителей такого сетевого мышления (Wright, 1968), но современная концепция GRN достигла своего воплощения только в конце 1990-х годов (обзор: Davidson 2001; Wilkins 2002; Davidson and Erwin 2006; Wilkins 2007). ).

Концептуальные последствия рассмотрения отдельных генов не как автономных акторов, а как интерактивных элементов или выходов сетей весьма значительны. Во-первых, становится относительно легко думать о природе генетических фоновых эффектов с точки зрения структуры GRN ( Box 2 ). Хотя большая часть размышлений о генах 20-го века была основана на предпосылке, что путь от гена к фенотипу был довольно прямым и часто выводимым из природы генного продукта, сетевая перспектива предполагает гораздо большую сложность и косвенность эффектов.В общем, путь от отдельных генов к конкретным фенам долог, и роль многих генных продуктов, по-видимому, заключается в активации или подавлении активности других генов. В результате для большинства этих интерактивных эффектов нормальная (дикого типа) функция гена лишь изредка может быть выведена непосредственно из мутантного фенотипа, который часто включает сложные вторичные эффекты, возникающие в результате нарушенной работы GRN, внутри которого ген действует. Отсюда широко распространенное мнение о том, что определенные гены управляют или «определяют» определенные черты, в том числе сложные психологические ( e.грамм. , риск, гендерная идентичность, аутизм), как следует из исследований генетических вариантов, является грубым упрощением, а следовательно, искажением сложной реальности.

По сути, гены не имеют независимого «агентства»; по большей части они просто винтики в сложном механизме GRNs, и интерпретация их мутантных фенотипов часто бывает затруднительной. Напротив, гены, для которых существует очевидная связь между мутантной формой и измененным фенотипом, обычно являются конечными продуктами GRN, такими как гены пигментации, гемоглобины и ферменты промежуточного метаболизма.Однако этим генам также недостает истинной автономии, поскольку они активируются в ответ на действие GRN. Следовательно, чтобы полностью понять, как функционирует ген, нужно понимать более крупные системы, в которых они действуют. В этом смысле генетика становится системной биологией, что также было отмечено другими (см., Например, Keller 2005). Фактически, поскольку гены могут быть определены только в отношении их продуктов, а эти продукты регулируются GRN, определенные клеточные и регуляторные (GRN) контексты могут считаться дополнительными «измерениями», жизненно важными для определения функции и идентичности гена. Примеры «совместного использования гена», в которых функция гена полностью зависит от его клеточного контекста, особенно ярко это иллюстрируют. Таким образом, «ген» – как бы он ни был определен – можно рассматривать не как трехмерную сущность, а как многомерную.

Собираем все вместе: к новому определению «гена»

Куда все эти соображения приводят нас? Потребовалось примерно полвека, чтобы пройти от полностью абстрактной формулировки Иогансеном термина «ген» как «единица наследственности» до концепции начала 1960-х годов, когда ген представляет собой непрерывный сегмент последовательности ДНК, определяющий полипептидную цепь.Дальнейшие полувековые экспериментальные исследования привели нас к осознанию того, что определение 1960-х годов больше не является адекватным в качестве общего. Тем не менее, термин «ген» сохраняется как нечетко понятное родовое описание. Это, мягко говоря, аномальная ситуация, когда центральный термин генетики теперь окутан путаницей и двусмысленностью. Это не только интеллектуально неудовлетворительно для дисциплины, но и отрицательно сказывается на распространенном понимании генетики.Такое недоразумение наиболее ярко проявляется в ситуации, отмеченной ранее, широко распространенной точке зрения, согласно которой существуют отдельные гены, ответственные «за» определенные сложные состояния, например. , шизофрения, алкоголизм и т. Д. Более четкое определение этого термина, таким образом, поможет как области генетики, так и, в конечном счете, общественному пониманию.

Таким образом, здесь мы предложим определение, которое, по нашему мнению, ближе всего к тому, чтобы отдать должное идее «гена» в свете современных знаний.В нем нет ссылки на «единицу наследственности» – давнее значение этого термина – потому что мы чувствуем, что теперь ясно, что такой универсальной универсальной единицы не существует. Однако, обращаясь к последовательностям ДНК, наше определение включает наследственное измерение генов (в отличие от чистых «процессных» определений, сфокусированных на экспрессии генов). Более того, делая акцент на конечных молекулярных продуктах и ​​ссылаясь на GRN как на возбудителей и посредников действий этих продуктов, он признает длинные причинные цепочки, которые часто действуют между генами и их эффектами.Наше предварительное определение таково:

Ген – это последовательность ДНК (компоненты которой необязательно должны быть физически смежными), которая определяет одну или несколько связанных с последовательностью РНК / белков, которые вызываются GRN и участвуют в качестве элементов в GRN , часто с косвенными эффектами , или как выходы GRN , , последние дают более прямые фенотипические эффекты .

Это явно «молекулярное» определение, но мы думаем, что это то, что нужно сейчас.Напротив, «гены», которые идентифицируются исключительно по их фенотипическим эффектам, как, например, в экспериментах по изучению общегеномных ассоциаций (GWAS), с нашей точки зрения, не заслуживают такой характеристики, пока не будет обнаружено, что они определяют одну или несколько РНК / белков. . Генетические эффекты, обнаруженные в такой работе, часто идентифицируют чисто регуляторные элементы, и их не следует квалифицировать как гены, только как часть генов. Наше определение, как и классическая формулировка 1960-х годов, делает идентификацию продукта (ов) решающей для разграничения, а следовательно, и идентификации самих генов.Однако он также подчеркивает молекулярный и клеточный контекст, в котором эти продукты образуются и функционируют. Эти более широкие контексты, по сути, становятся необходимыми для определения функции специфицирующего гена (ов).

Новое определение, однако, немного громоздко. Поэтому мы предлагаем его только как предварительное решение, а следовательно, как задачу области найти лучшую формулировку, но такую, которая бы соответствовала сложной реальности генетического материала, открытого за последние полвека.

Box 1

Тест

cis -trans

Фундаментальное значение для рабочего определения гена имеет тест cis-trans (Lewis 1951; Benzer 1957).Чтобы проверить, принадлежат ли мутации a и b к одному и тому же гену или цистрону (Benzer 1957), или к разным цистронам, цистрон цис -гетерозигота ab / + + и транс -гетерозигота a + / + b сравниваются. Если цис -гетерозиготы и транс -гетерозиготы фенотипически подобны (обычно дикого типа), то говорят, что они «дополняют» друг друга, и предполагается, что мутации попадают в разные цистроны.Если, однако, цис -гетерозиготы и транс -гетерозиготы фенотипически различаются, то транс -гетерозигота является (обычно) мутантом, а цис -гетерозигота (обычно) дикого типа, мутации не дополняют друг друга, и предполагается, что они принадлежат к одному и тому же цистрону. Прилагаемый рисунок поясняет идею.

Принцип теста цис-транс . Если мутации a и b принадлежат одному цистрону, фенотипы цис- – и транс -гетерозигот различны.Однако, если цис, – и транс -гетерозиготы фенотипически подобны, мутации a и b принадлежат разным цистронам. Обозначение «работает» на чертеже означает, что цистрон способен продуцировать функциональный полипептид. Мутации a и b являются рецессивными мутациями, которые влияют на один и тот же фенотипический признак, такой как, например, цвет глаз D. melanogaster .

Вставка 2

Интерпретация эффектов «генетического фона» в терминах GRN

Эффекты генетического фона обычно проявляются в одной из двух форм, когда уже существующая мутация со связанным фенотипическим проявлением скрещивается с другим штаммом: редукция (« подавление ») мутантного фенотипа или его усиление (« усиление »).Эффекты включают либо изменения в степени («выразительности») мутантного эффекта, либо количество затронутых индивидуумов (его «пенетрантность»), либо и то, и другое. При генетическом анализе эти эффекты часто можно отнести к конкретным локусам «супрессоров» или «энхансеров», которые могут быть либо тесно связаны, либо удалены в геноме от исходного мутантного локуса. Обычно рассматриваемые как ненужное осложнение при анализе исходной мутации, они обычно не рассматривались в дальнейшем. Тем не менее, с точки зрения современного понимания GRN, они в принципе не являются загадочными.Каждый ген, который является частью GRN, можно рассматривать как передающий сигнал для активации или репрессии одного или нескольких других «нижележащих» генов в этой сети, но, учитывая иерархическую природу GRN, следует, что мутационное изменение в конкретном гене в сети может быть усилен или уменьшен другими мутационными изменениями в сети, либо выше, либо ниже исходной мутации. Конкретный достигнутый эффект будет зависеть от характеристик каждой из двух вовлеченных мутаций – будь то мутации с потерей или усилением функции – и точного характера их связи.Такие эффекты легче всего проиллюстрировать с помощью линейных последовательностей действий генов, генетических путей (Wilkins 2007), но их можно понять в сетях, когда известна сетевая структура и расположение двух генов в них. Некоторые генетические фоновые эффекты, в принципе, могут включать частично повторяющиеся сети, в которых эффекты двух путей аддитивны. В этих случаях мутантный эффект в одном пути может быть либо компенсирован, следовательно, подавлен, либо усилен второй мутацией в другом пути, причем точные эффекты снова зависят от конкретных характеристик мутаций и степени дублирования между ними. GRNs.

Благодарности

Мы благодарим Марка Джонстона и Ричарда Буриана за многие полезные предложения, как редакционные, так и содержательные, по предыдущим черновикам. A.W. также хотел бы отметить более ранние беседы с Жаном Дойч по теме этой статьи; мы во многом не соглашались, но процесс был стимулирующим и полезным. П.П. хочет поблагодарить своих друзей Марью Виено, M.Sc. за лингвистическую помощь на самых первых этапах этого проекта, и Харри Савилахти, Ph.D. за плодотворную дискуссию и доцент Микко Фриландер, Ph.Д. для консультации. Авторы объявили, что нет никаких конфликтов интересов.

  • Авторские права © 2017 Американского общества генетиков

Генетика рака | Cancer.Net

Гены находятся в ДНК каждой клетки вашего тела. Они контролируют работу клеток, в том числе:

  • Как быстро растет

  • Как часто делится

  • Сколько живет

По оценкам исследователей, каждая клетка содержит 30 000 различных генов.Внутри каждой клетки гены расположены на хромосомах.

О хромосомах

Хромосомы – это нитевидные структуры в клетках, содержащие гены. 46 хромосом, расположенных в 2 наборах по 23.

Вы наследуете один набор от матери и один от отца. Одна хромосома в каждом наборе определяет, мужчина вы или женщина. Остальные 22 пары хромосом определяют другие физические характеристики. Эти пары хромосом называются аутосомами.

Как работают гены

Гены контролируют работу ваших клеток, вырабатывая белки.Белки имеют определенные функции и действуют как посланники для клетки.

У каждого гена должны быть правильные инструкции по производству белка. Это позволяет белку выполнять правильную функцию для клетки.

Все виды рака начинаются, когда один или несколько генов в клетке мутируют. Мутация – это изменение. Он создает аномальный белок. Или это может предотвратить образование белка.

Аномальный белок предоставляет иную информацию, чем нормальный белок. Это может привести к неконтролируемому размножению клеток и стать злокачественными.

О генетических мутациях

Существует 2 основных типа генетических мутаций:

Приобретенные мутации. Это наиболее частая причина рака. Они возникают в результате повреждения генов в конкретной клетке в течение жизни человека. Например, это может быть клетка груди или клетка толстой кишки, которая затем многократно делится и образует опухоль. Опухоль – это аномальная масса. Рак, который возникает из-за приобретенных мутаций, называется спорадическим раком. Приобретенные мутации не обнаруживаются в каждой клетке тела и не передаются от родителя к потомку.

Факторы, вызывающие эти мутации, включают:

Мутации зародышевой линии. Это реже. Мутация зародышевой линии происходит в сперматозоиде или яйцеклетке. Он передается напрямую от родителя к ребенку в момент зачатия. По мере того, как эмбрион превращается в ребенка, мутация исходной сперматозоида или яйцеклетки копируется в каждую клетку в организме. Поскольку мутация затрагивает репродуктивные клетки, она может передаваться из поколения в поколение.

Рак, вызванный мутациями зародышевой линии, называется наследственным раком.На его долю приходится от 5% до 20% всех случаев рака.

Мутации и рак

Мутации случаются часто. Мутация может быть полезной, вредной или нейтральной. Это зависит от того, где в гене происходит изменение. Обычно организм исправляет большинство мутаций.

Одна мутация, скорее всего, не вызовет рак. Обычно рак возникает в результате нескольких мутаций в течение жизни. Вот почему рак чаще возникает у пожилых людей. У них было больше возможностей для развития мутаций.

Типы генов, связанных с раком

Многие из генов, которые способствуют развитию рака, попадают в широкие категории:

Гены-супрессоры опухолей. Это защитные гены. Обычно они ограничивают рост клеток на:

При мутации гена-супрессора опухоли клетки бесконтрольно растут. И со временем они могут образовать опухоль.

Примеры генов-супрессоров опухоли включают BRCA1 , BRCA2 и p53 или TP53 .

Мутации зародышевой линии в генах BRCA1 или BRCA2 увеличивают риск развития у женщин наследственного рака груди или яичников, а у мужчин – риск развития наследственного рака предстательной железы или груди. Они также увеличивают риск рака поджелудочной железы и меланомы у женщин и мужчин.

Наиболее часто мутирующий ген у людей, больных раком, – это p53 или TP53 . Более чем в 50% случаев рака присутствует отсутствующий или поврежденный ген p53 . Приобретается большинство мутаций гена p53 .Мутации зародышевой линии p53 встречаются редко, но пациенты, которые их носят, подвергаются более высокому риску развития многих различных типов рака.

Онкогены. Они превращают здоровую клетку в раковую. Мутации в этих генах не передаются по наследству.

Два общих онкогена:

  • HER2, специализированный белок, контролирующий рост и распространение рака. Он содержится в некоторых раковых клетках. Например, раковые клетки груди и яичников.

  • Семейство генов RAS , которое заставляет белки участвовать в путях клеточной коммуникации, росте и гибели клеток.

гены репарации ДНК. Эти исправляют ошибки, сделанные при копировании ДНК. Многие из них действуют как гены-супрессоры опухолей. BRCA1 , BRCA2 и p53 – все гены репарации ДНК.

Если у человека есть ошибка в гене репарации ДНК, ошибки остаются неисправленными. Тогда ошибки становятся мутациями.Эти мутации могут в конечном итоге привести к раку, особенно мутации в генах-супрессорах опухолей или онкогенах.

Мутации в генах репарации ДНК могут передаваться по наследству или приобретаться. Синдром Линча является примером наследственного вида. Мутации BRCA1 , BRCA2 и p53 и связанные с ними синдромы также передаются по наследству.

Проблемы в понимании генетики рака

Исследователи многое узнали о том, как работают гены рака. Но многие виды рака не связаны с конкретным геном.Рак, вероятно, связан с множественными генными мутациями. Более того, некоторые данные свидетельствуют о том, что гены взаимодействуют с окружающей средой. Это еще больше усложняет наше понимание роли генов в развитии рака.

Исследователи продолжают изучать, как генетические изменения влияют на развитие рака. Эти знания привели к улучшениям в лечении рака, включая раннее выявление, снижение риска, использование таргетной терапии и выживаемость.

Дальнейшее изучение генетики рака может помочь врачам найти более эффективные способы:

Связанные ресурсы

Генетическое тестирование на риск рака

Понимание риска рака

Наследственные синдромы, связанные с раком

Что такое персонализированная противораковая медицина?

Как геномное тестирование принесло мне чувство контроля при метастатическом раке молочной железы

Дополнительная информация

Национальный институт рака (NCI): Генетика рака

NCI: Как генетические изменения приводят к раку (инфографика)

Ученые переименовывают гены человека, чтобы Microsoft Excel не ошибочно считал их датами

В геноме человека десятки тысяч генов: крохотные изгибы ДНК и РНК, которые в совокупности выражают все черты и характеристики, которые делают каждого из нас уникальным.Каждому гену дается имя и буквенно-цифровой код, известный как символ, который ученые используют для координации исследований. Но за последний год около 27 человеческих генов были переименованы, и все потому, что Microsoft Excel продолжал неверно интерпретировать их символы как даты.

Проблема не такая неожиданная, как кажется на первый взгляд. Excel – это гигант в мире электронных таблиц, и ученые регулярно используют его для отслеживания своей работы и даже для проведения клинических испытаний. Но его настройки по умолчанию были разработаны с учетом более приземленных приложений, поэтому, когда пользователь вводит буквенно-цифровой символ гена в электронную таблицу, например MARCh2 – сокращение от «Membrane Associated Ring-CH-Type Finger 1» – Excel преобразует это в дату: 1-мар.

Исследования показали, что пятая часть генетических данных в статьях связана с ошибками Excel

Это крайне неприятные, даже опасные, искажающие данные, которые ученым приходится вручную разбирать, чтобы восстановить. Это также удивительно широко распространено и затрагивает даже рецензируемые научные работы. Одно исследование, проведенное в 2016 году, изучило генетические данные, опубликованные вместе с 3597 опубликованными статьями, и обнаружило, что примерно на одну пятую повлияли ошибки Excel.

«Это действительно, очень раздражает», – сказал The Verge Дезо Модос, системный биолог из Института Квадрам в Великобритании.Модос, чья работа связана с анализом только что секвенированных генетических данных, говорит, что ошибки Excel происходят постоянно, просто потому, что программное обеспечение часто оказывается первым, что под рукой, когда ученые обрабатывают числовые данные. «Это широко распространенный инструмент, и если вы немного неграмотны в вычислительной технике, вы воспользуетесь им», – говорит он. «Во время учебы в докторантуре я тоже учился!»

Примеры символов генов, отображаемых как даты в Microsoft Excel. GIF: грани

Тут тоже нет простого решения. В Excel нет возможности отключить это автоматическое форматирование, и единственный способ избежать этого – изменить тип данных для отдельных столбцов . Даже в этом случае ученый может исправить свои данные, но экспортировать их как файл CSV без сохранения форматирования. Или другой ученый может загрузить данные без правильного форматирования, заменив символы генов на даты. Конечным результатом является то, что, хотя знающие пользователи Excel могут избежать этой проблемы, легко допустить ошибку.

Помощь пришла, однако, в виде научного органа, отвечающего за стандартизацию названий генов, Комитета по номенклатуре генов HUGO, или HGNC. На этой неделе HGNC опубликовал новые рекомендации по именованию генов, в том числе для «символов, которые влияют на обработку и поиск данных». Отныне, по их словам, человеческие гены и экспрессируемые ими белки будут именоваться с учетом автоматического форматирования Excel. Это означает, что символ MARCh2 теперь стал MARCHF1, а SEPT1 стал SEPTIN1 и так далее.Запись старых символов и имен будет сохранена HGNC, чтобы избежать путаницы в будущем.

На данный момент названия около 27 генов были изменены таким же образом за последний год, сообщает The Verge Элспет Бруфорд, координатор HGNC, , но сами правила не были официально объявлены до этой недели. «Мы проконсультировались с соответствующими исследовательскими сообществами, чтобы обсудить предлагаемые обновления, а также уведомили исследователей, которые публиковали данные об этих генах, когда изменения вступали в силу», – говорит Бруфорд.

Как поясняет Бруфорд, искусство присвоения имен генам во многом определяется консенсусом. Подобно лексикографам, которым поручено обновлять словари, Комитет по номенклатуре генов должен учитывать потребности тех людей, которых их работа больше всего затронет.

Но ведь так было не всегда. На заре генетики наименование генов часто было игровой площадкой для творческих ученых, что привело к появлению таких печально известных генов, как «sonic hedgehog» (да, назван в честь , что S onic) и «Indy» (сокращенно от «Я еще не умер »; ссылка на функцию гена, которая может удвоить продолжительность жизни плодовых мушек при мутации).

Теперь, однако, HGNC твердо взяла дело в свои руки, и текущие руководящие принципы не уступают место прихотям или эго. Основное внимание уделяется практическим вопросам: как минимизировать путаницу? По этой причине символы генов должны быть уникальными, а названия генов – краткими и конкретными, заявляет комитет. Они не могут использовать подстрочный или надстрочный индекс; может содержать только латинские буквы и арабские цифры; и не должны подробно описывать имена или слова, особенно оскорбительные (правило, которое должно выполняться «в идеале на любом языке»).

Названия генов должны избегать оскорблений «в идеале на любом языке»

И хотя решение переименовать гены нелегко, в этом нет ничего необычного, – говорит Бруфорд. Многие символы генов, которые можно читать как существительные, были переименованы, например, во избежание ложных срабатываний при поиске. В прошлом CARS был изменен на CARS1, WARS был изменен на WARS1, а MARS был изменен на MARS1. Другие изменения внесены во избежание оскорблений.

«Мы всегда должны представить, что врач должен объяснить родителю, что у его ребенка есть мутация в определенном гене», – говорит Бруфорд.«Например, у HECA раньше было название гена« гомолог головного мозга (Drosophila) », названное в честь эквивалентного гена у плодовой мухи, но мы изменили его на« гомолог hdc, регулятор клеточного цикла », чтобы избежать потенциального нарушения».

Но Бруфорд говорит, что это первый раз, когда правила были переписаны специально для решения проблем, вызванных программным обеспечением. Пока реакция кажется исключительно положительной, некоторые даже радостной.

После того, как генетик Жанна Хутц поделилась в Твиттере соответствующим разделом новых рекомендаций HGNC, сообщество восторжествовало.«В восторге от этого объявления Комитета по номенклатуре генов человека», – написала в Твиттере сама Хатц. “Наконец-то!!!” – ответил Мудра Хегде, вычислительный биолог из Института Броуда в Массачусетсе. «Величайшие новости дня!» – сказал псевдонимный пользователь Twitter.

Почему Microsoft победила в борьбе с генетикой человека?

Бруфорд отмечает, что по поводу этого решения были некоторые разногласия, но в основном оно, похоже, сосредоточено на одном вопросе: почему было проще переименовать гены человека, чем изменить принцип работы Excel? Почему именно в битве между Microsoft и всем генетическим сообществом именно ученые вынуждены были отступить?

Microsoft не ответила на запрос о комментарии, но теория Бруфорда состоит в том, что ничего не стоит менять.«Это довольно ограниченный вариант использования программного обеспечения Excel», – говорит она. «У Microsoft очень мало стимулов вносить существенные изменения в функции, которые чрезвычайно широко используются остальной частью огромного сообщества пользователей Excel».

Бруфорд, похоже, не огорчен ситуацией. В конце концов, по ее словам, не стоит ждать гипотетического обновления Excel, чтобы решить эти проблемы, когда сами ученые могут предложить долгосрочное решение. Microsoft Excel может быть недолговечным, но человеческие гены будут существовать так же долго, как и мы.Лучше дать им подходящие имена.

Исправление: История была исправлена, чтобы уточнить, что пользователи Excel могут сохранять электронные таблицы с сохранением их форматирования, что позволяет избежать ошибки, при которой символы генов заменяются датами. Мы сожалеем об ошибке.

Могут ли прогрессисты убедиться, что генетика имеет значение?

Этой осенью Princeton University Press опубликует книгу Харден «Генетическая лотерея: почему ДНК имеет значение для социального равенства», в которой делается попытка согласовать выводы из ее области с ее приверженностью социальной справедливости.Как она пишет: «Да, генетические различия между любыми двумя людьми ничтожны по сравнению с длинными участками ДНК, свернутыми в спираль в каждой человеческой клетке. Но эти различия становятся заметными, когда мы пытаемся понять, почему, например, у одного ребенка аутизм, а у другого нет; почему один глухой, а другой слышащий; и – как я опишу в этой книге – почему один ребенок будет бороться в школе, а другой – нет. Генетические различия между нами важны для нашей жизни. Они вызывают различий в вещах, которые нас волнуют.Приверженность эгалитаризму к нашей генетической однородности строит дом на песке ».

Харден понимает, что ведет кампанию с двух сторон. Слева от нее те, кто склонен настаивать на том, что гены на самом деле не имеют значения; справа от нее те, кто подозревает, что на самом деле гены – единственное, что имеет значение. История генетики поведения – это история попыток каждого поколения наметить средний курс. Когда в начале шестидесятых годов эта дисциплина только начала формироваться, память о зверствах нацистов сделала угрозу евгеники явно не теоретической.Господствующей моделью человеческого развития, которая, казалось, соответствовала послевоенным либеральным принципам, был бихевиоризм, с его надеждой на то, что манипулирование окружающей средой может привести к любому желаемому результату. Однако не потребовалось много времени, чтобы заметить, что существуют значительные различия в распределении человеческих способностей. Ранние генетики поведения исходили из предпосылки, что наша природа не является ни идеально фиксированной, ни идеально пластичной, и что это хорошо. Они призвали в качестве своего интеллектуального патриарха русского эмигранта Феодосия Добжанского, биолога-эволюциониста, который был приверженцем антирасизма и убежден, что «генетическое разнообразие – самый ценный ресурс человечества, а не прискорбное отклонение от идеального состояния монотонного однообразия.

Современные пионеры в этой области стремились доказать, что их интересуют академические вопросы, и отдавали приоритет сравнительно мягкому изучению животных. В 1965 году Джон Пол Скотт и Джон Л. Фуллер сообщили, что, несмотря на заметные генетические различия между породами собак, не существует категоричных различий, которые позволили бы сделать вывод, что, скажем, немецкие овчарки умнее лабрадоров. Наиболее важные вариации происходили на индивидуальном уровне, и условия окружающей среды были так же важны, как и врожденные качества, если не больше.

Эта эпоха вежливости продлилась недолго. В 1969 году Артур Дженсен, уважаемый психолог из Беркли, опубликовал статью под названием «Насколько мы можем повысить IQ и успеваемость?» в Harvard Educational Review . Дженсен хладнокровно возразил, что есть уровень интеллекта. разрыв между расами в Америке; что причина этого разрыва была, по крайней мере, частично генетической, а потому, к сожалению, неизменной; и что вмешательство в политику вряд ли нарушит естественную иерархию. Дело Дженсена, которое длилось более десяти лет, стало прообразом публикации «Кривой колокола»: бесконечные публичные дебаты, студенческие протесты, сожженные изображения, угрозы смертью, обвинения в интеллектуальном тоталитаризме.Как пишет Аарон Панофски в «Неподходящей науке», истории дисциплины: «Споры нарастают и утихают, иногда они возникают взрывоопасно, но на самом деле никогда не разрешаются и всегда грозят возобновиться».

Проблема заключалась в том, что большинство коллег Дженсена соглашались с некоторыми из его основных утверждений: действительно казалось, что у людей есть что-то вроде «общего интеллекта», что его можно достоверно измерить с помощью IQ. тесты, и эта генетическая наследственность имеет прямое отношение к этому.Критики быстро отметили, что запутанные социальные пути, ведущие от генов к сложным характеристикам, делают глупым любое простое понятие генетической «причинности». В 1972 году социолог из Гарварда Кристофер Дженкс предложил мысленный эксперимент страны, в которой рыжеволосым детям запрещают ходить в школу. Можно было бы ожидать, что такие дети продемонстрируют более слабую способность к чтению, которая, поскольку рыжие волосы имеют генетическое происхождение, будет явно связана с их генами – и, в некотором странном смысле, будет «вызвана» ими.

Ричард Левонтин, генетик и убежденный эгалитарист, провел другую аналогию. Представьте себе мешок с семенами кукурузы. Если вы посадите одну горсть в бедную питательными веществами почву, а другую в богатый суглинок, будет резкая разница в средней высоте стебля, независимо от какой-либо генетической предрасположенности. (Также будет большее «неравенство» среди хорошо обеспеченных растений; возможно, что парадоксально, чем более благоприятен климат, тем более выражены эффекты генетических различий.Таким образом, расовое сравнение Дженсена было необоснованным и оскорбительным: абсурдно думать, что в Америке 1969 года разные расы имели одинаково благоприятные условия.

Карикатура Пола Нота

Поведенческие генетики подчеркнули, что их собственные исследования показали, что у более бедных детей, усыновленных богатыми семьями, наблюдается значительный прирост среднего IQ. Это открытие, как выяснилось позже, было получено и на общественной основе. Ученый Джеймс Флинн обнаружил, что по не совсем понятным причинам средний I.Q. населения значительно увеличивается с течением времени: большинство людей, живших сто лет назад, если бы им дали современный IQ. тесты, можно было бы легко квалифицировать как то, что ранние психометры называли с предполагаемой технической точностью «дебилами» или «идиотами». Такие тесты могут измерять что-то реальное, но что бы это ни было, нельзя считать «чисто» биологическим или негибким.

Таким образом, наша способность устранять генетические различия была отдельным моральным вопросом. В 1979 году экономист Артур Голдбергер опубликовал язвительный ответ социальным консерваторам, которые утверждали, что генетические различия делают аппарат социального обеспечения чрезмерным.«Точно так же, если бы было показано, что большая часть различий в зрении была вызвана генетическими причинами, тогда Королевская комиссия по распределению очков могла бы хорошо собраться», – написал он. Тот факт, что результаты могли быть частично генетическими, не означало, что они были неизбежны.

По мере того, как в 1980-е годы исследования близнецов распространялись, их результаты способствовали существенным изменениям в нашей моральной интуиции. Когда, например, шизофрения и аутизм оказались в значительной степени наследственными, мы больше не возлагали вину за эти расстройства на холодных или неумелых матерей.Но в отношении таких нагруженных черт, как интеллект, либералы по понятным причинам беспокоились и продолжали настаивать на том, что различия – не только на групповом, но и на индивидуальном уровне – были просто артефактами неравноправного окружения. Консерваторы указали, что подход к научным открытиям à la carte был интеллектуально непоследовательным.

В 1997 году Туркхаймер, возможно, выдающийся генетик своего поколения, опубликовал короткую политическую медитацию под названием «Поиск психометрического левого движения», в которой он призвал своих собратьев-либералов признать, что им нечего бояться генов. .Он предположил, что «психометрические левые признают, что человеческие способности, индивидуальные различия в человеческих способностях, меры человеческих способностей и генетическое влияние на человеческие способности – все это реально, но глубоко комплексно, слишком сложно для навязывания биогенетических или политических схем. Он утверждал бы, что самое важное различие между расами – это расизм, берущий свое начало в ужасающем институте рабства всего несколько поколений назад. Противодействие детерминизму, редукционизму и расизму в их крайних или умеренных формах не обязательно должно зависеть от полного отказа от неоспоримых, хотя и легко неправильно интерпретируемых фактов, таких как наследственность.Он заключил: «В самом деле, лучше не делать этого, потому что, если это произойдет, окончательная победа психометрического права обеспечена».

Пережив лето 2020 года в ловушке в знойной остинской жаре, Харден был благодарен за приглашение провести прошедший июнь в Государственном университете Монтаны в Бозмане. Во время пандемии недавний приток богатства из-за границы ускорился, и промышленное оборудование города было безжалостно приведено в порядок, чтобы удовлетворить потребности удаленных работников умственного труда.Харден, у которого глаза цвета мха, кривая улыбка и серьезная беспечность, встретил меня в кофейне, которая выглядела так, как будто ее утром доставили по воздуху из Сан-Франциско. На ней была мягкая фланелевая рубашка, выцветшие джинсы и темные солнцезащитные очки Ray-Ban. Воздух был жарким и сухим, но Харден из тех людей, которых, кажется, сопровождает вечный ветерок. «The Bell Curve» появилась, когда мне было двенадцать лет, и почему-то люди все еще говорят об этом », – сказала она. «В каждом поколении есть новый белый чувак, который прославился, говоря об этом.Практически каждый раз, когда Харден выступает с презентацией, кто-то спрашивает о «Гаттаке», фильме 1997 года о антиутопии, структурированной генетической кастой. Харден отвечает, что жизнь поведенческого генетика напоминает другую классику девяностых: «День сурка».

Харден выросла в консервативной среде, и, хотя позже она отказалась от большей части своего воспитания, она сохранила недоверие новообращенного к ортодоксии. Семья ее отца была фермерами и работниками трубопроводов в Техасе, а ее бабушка и дедушка – пятидесятники, принявшие исцеление верой и говорящие на языках, – были спасены военными из крайней нищеты.«Это была классическая история о преднамеренном создании правительством белого среднего класса», – сказала она. Ее отец служил пилотом ВМС, затем устроился летчиком в FedEx, а Харден и ее брат выросли в пригороде Мемфиса. Харден возмутила свою христианскую среднюю школу, когда в пятнадцать лет написала курсовую на тему «Колокольный сосуд». Она не повторила сюжет жизни своих родителей. «Они по-прежнему очень религиозны – очень подозрительно относятся к основным средствам массовой информации, светским университетам и всему светскому миру, что в годы правления Трампа усилилось.

Родители Харден настояли на том, чтобы она осталась на Юге и поступила в колледж, и Университет Фурмана, бывший баптистский колледж в Южной Каролине, предоставил ей полную стипендию на основе ее почти идеальных результатов по SAT. Она получала оплачиваемые летние стипендии по генетике грызунов и обнаружила, что предпочитает кропотливую работу лабораторного стола сложной многозадачности, необходимой для работы в официантке и розничной торговле, к которой она привыкла. Лишь позже она поняла, что цель программы – привлечь к науке студентов из недостаточно представленных слоев общества.В двадцать лет она подала документы в аспирантуру по клинической психологии. Единственный комментарий ее отца был: «Я боялся, что ты это скажешь». Ее отвергали почти везде, но Туркхаймер, отмечая ее лабораторный опыт и исключительно высокий количественный показатель G.R.E. баллов, пригласил ее на собеседование. На ней был новый костюм Энн Тейлор, а на нем – Тевас. Аватар электронной почты Туркхаймера – это греческая буква psi, означающая «психология», на логотипе Grateful Dead; он предложил ей признание при условии, что она перестанет называть его «сэр».

Ее опыт в качестве ученика ученого был лишь частью причины, по которой она разочаровалась в евангелизме: «Был этот невероятный национализм после 11 сентября – флаги на алтаре рядом с крестами – заразил мою церковь до такой степени, что чувствовал себя аморальным и грубым. Иногда мне кажется, что я проучился одиннадцать лет в христианской школе и впитал в себя все то, что они не собирались для меня усваивать. Я думал, что мы следуем идеалам социальной справедливости, согласно которым кроткие унаследуют землю, и я, должно быть, пропустил путь, который был накануне войны в Ираке.Туркхаймер порекомендовал местному психоаналитику, который, по словам Хардена, взял ее в качестве «благотворительного дела».

Может показаться странным, что поведенческий генетик рекомендовал аналитическое лечение, но Туркхаймер давно был известен своей верой в то, что биологические объяснения поведения вряд ли когда-либо вытеснят культурные и психологические. Давний соперник Туркхаймера, плодовитый исследователь Роберт Пломин, считал иначе, предсказывая, что однажды мы добьемся покупки на молекулярном уровне того, что делает людей такими, какие они есть.Туркхаймер связал себя с тем, что Пломин называл «мрачной перспективой» – представлением о том, что соответствующие процессы слишком запутаны и своеобразны, чтобы их можно было зафиксировать под стеклом. По словам Туркхаймера, перспектива была мрачной только с точки зрения социолога. Как человек, он придерживался более оптимистичного взгляда: «В конечном итоге всегда побеждает мрачная перспектива, и никто не захочет жить в мире, где этого не происходит».

«Я не подрываю вашу диету. Я испекаю тебе праздничный торт ». Карикатура Уильяма Хэфели

Это не означало, что генетика поведения бесполезна, а требовала лишь скромного взгляда на то, чего можно достичь: исследования близнецов никогда не могут объяснить, как данный генотип делает кого-то более значительным. вероятно, будут в депрессии, но они могут помочь избежать ошибочных выводов, обвиняющих в плохом воспитании детей.Работа Хардена в лаборатории Туркхаймера полностью соответствовала этой традиции. Например, штат Техас потратил много денег на школьные программы по пропаганде сексуального воздержания на основе исследования, которое показало корреляцию между подростковой сексуальностью и последующим антиобщественным поведением. Харден использовала исследование близнецов, чтобы продемонстрировать, что близнец, который рано начал половую жизнь, не показал большей вероятности участия в рискованном поведении, чем ее близнец, который воздержался. Другими словами, оба поведения могут быть выражением некоторой глубинной предрасположенности, но причинно-следственная стрелка не может быть нарисована.Она проделала аналогичную работу, чтобы показать, что идея «давления со стороны сверстников» как движущей силы подросткового злоупотребления психоактивными веществами была, в лучшем случае, радикальным упрощением чрезвычайно сложной трансакционной динамики между генами и окружающей средой.

Общие сведения о генетическом тестировании на рак

Генетика, генные мутации и риск рака

Генетика – это область науки, изучающая, как особенности (например, цвет глаз) передаются от родителей к детям через гены.

Гены представляют собой фрагменты ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) внутри наших клеток, которые сообщают клетке, как вырабатывать белки, необходимые организму для функционирования. ДНК – это генетический «план» в каждой клетке. Гены влияют на унаследованные черты, передающиеся от родителя к ребенку, такие как цвет волос, цвет глаз и рост. Они также могут повлиять на вероятность развития у человека определенных заболеваний, например рака.

Изменения генов, называемые мутациями , играют важную роль в развитии рака.Мутации могут заставить клетку производить (или не производить) белки, которые влияют на то, как клетка растет и делится на новые клетки. Определенные мутации могут вызывать неконтролируемый рост клеток. , что может привести к раку. Тем не менее, считается, что только от 5% до 10% всех видов рака сильно связаны с унаследованной мутацией гена .

Обычно требуется несколько изменений или мутаций генов, прежде чем клетка станет раковой.

Большинство случаев рака возникают из-за приобретенных мутаций гена , которые происходят в течение жизни человека.Иногда эти генные изменения имеют внешнюю причину, например, воздействие солнечного света или табака. Но генные мутации также могут быть случайными событиями, которые иногда происходят внутри клетки без ясной причины.

Приобретенные мутации влияют только на клетки, которые растут из мутировавшей клетки. Они не влияют на все клетки в организме человека. Это означает, что все раковые клетки будут иметь мутации, а нормальные клетки тела – нет. Из-за этого мутации не передаются детям человека.Это сильно отличается от унаследованных мутаций, которые есть в каждой клетке тела – даже в клетках без рака.

Что такое генетическое тестирование?

Генетическое тестирование – это использование медицинских тестов для поиска определенных мутаций в генах человека. Сегодня используются многие типы генетических тестов, и их количество находится в стадии разработки.

Генетическое тестирование можно использовать по-разному, но здесь мы сосредоточимся на его использовании для поиска изменений генов, связанных с раком.

Генетические тесты на риск рака

Прогнозирующее генетическое тестирование – это тип тестирования, используемый для поиска наследственных мутаций генов, которые могут подвергнуть человека более высокому риску заболеть определенными видами рака.Можно посоветовать этот тип тестирования:

  • Для людей с сильным семейным анамнезом определенных типов рака, чтобы узнать, несут ли они генную мутацию, увеличивающую их риск. Если у них действительно есть наследственная мутация, они могут захотеть пройти тесты для раннего выявления рака или даже предпринять шаги для снижения своего риска. Примером может служить тестирование на изменения в генах BRCA1 и BRCA2 (которые, как известно, повышают риск рака груди и некоторых других видов рака) у женщины, мать и сестра которой были больны раком груди.
  • Для человека, у которого уже диагностирован рак, особенно если есть другие факторы, позволяющие предположить, что рак мог быть вызван наследственной мутацией (например, сильный семейный анамнез или если рак был диагностирован в молодом возрасте). Тестирование может показать, есть ли у человека более высокий риск других видов рака. Это также может помочь другим членам семьи решить, хотят ли они пройти тест на мутацию.
  • Для членов семьи человека, у которого имеется наследственная мутация гена, повышающая риск рака.Тестирование может помочь им узнать, нужны ли им тесты для раннего выявления рака или им следует предпринять шаги, чтобы снизить свой риск.

Большинству людей (даже больных раком) этот тип генетического тестирования не требуется. Обычно это делается, когда семейный анамнез предполагает, что есть рак, который может передаваться по наследству (см. Ниже).

Тестирование раковых клеток на генетические изменения

Иногда после того, как человеку поставили диагноз «рак», врач проводит тесты на образце раковых клеток, чтобы выявить определенные изменения в генах.Эти тесты иногда могут дать информацию о мировоззрении (прогнозе) человека и помочь определить, могут ли быть полезны определенные виды лечения.

Эти типы тестов ищут приобретенные генные изменения только в раковых клетках, взятых у пациента. Эти тесты не то же самое, что тесты, используемые для определения риска наследственного рака.

Подробнее об этом виде тестирования и его использовании в лечении рака см. Нашу информацию о конкретных типах рака.

Кому следует пройти генетическое тестирование?

Генетическое консультирование и тестирование могут быть рекомендованы людям, у которых были определенные виды рака или определенные формы рака

в их семье. Если у вас есть что-либо из следующего, вы можете подумать о генетическом тестировании:

  • Несколько родственников первой степени родства (мать, отец, сестры, братья, дети) с онкологическими заболеваниями
  • Многие родственники по одной стороне семьи, болеющие таким же типом рака
  • Группа раковых заболеваний в вашей семье, которые, как известно, связаны с мутацией одного гена (например, рак груди, яичников и поджелудочной железы в вашей семье).
  • Член семьи, болеющий более чем одним типом рака
  • Члены семьи, заболевшие раком в более молодом возрасте, чем обычно для этого типа рака
  • Близкие родственники с онкологическими заболеваниями, которые связаны с редкими наследственными онкологическими синдромами
  • Член семьи с редким раком, таким как рак груди у мужчин или ретинобластома
  • Этническая принадлежность (например, еврейское происхождение связано с раком яичников и груди)
  • Физическое состояние, связанное с наследственным раком (например, наличие множества полипов толстой кишки)
  • Известная генетическая мутация у одного или нескольких членов семьи, уже прошедших генетическое тестирование

Если вас беспокоит характер рака в вашей семье, рак, который у вас был в прошлом, или другие факторы риска рака, вы можете поговорить с врачом о том, могут ли генетическое консультирование и тестирование быть полезным вариант для вас.

Вам необходимо знать историю своей семьи и какие тесты доступны. Для некоторых типов рака нет известных мутаций, связанных с повышенным риском. Другие типы рака могут иметь известные мутации, но пока нет возможности проверить их.

Family Cancer Syndromes дает вам больше информации о типах рака, которые могут быть связаны с унаследованными генами.

Следующие шаги

Важно выяснить, насколько полезным может быть тестирование для вас , прежде чем вы его проведете.Поговорите со своим врачом и запланируйте встречу с генетическим консультантом до самого теста. Это поможет вам узнать, чего ожидать. Консультант расскажет вам о плюсах и минусах теста, о том, что могут означать его результаты, и о возможных вариантах.

Если вы планируете пройти домашний генетический тест, вам нужно знать, для чего он нужен. Домашние тесты не дают информации об общем риске развития у человека любого типа рака. Домашний генетический тест не должен использоваться вместо скрининга на рак или генетического консультирования, которое может быть рекомендовано медицинским работником с учетом вашего риска рака.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *