Gen, który złamał kod raka. Białko p53

Tytuł oryginału: P53. The Gene that cracked the Cancer Code

Copyright @ 2014 Sue Armstrong

All rights reserved

First published in 2014. Paperback edition 2015

Wydanie polskie:

@ 2017 Kurhaus Publishing Kurhaus Media sp. z o.o. sp. k.

Prawa do przekładu polskiego:

@ 2017 Kurhaus Publishing Kurhaus Media sp. z o.o. sp. k.

Wszelkie prawa zastrzeżone.

Żaden z fragmentów książki nie może być przedrukowywany ani poddawany żadnej innej metodzie powielania bez pisemnej zgody Wydawcy. Wyjątek od tej reguły stanowić mogą krótkie cytaty będące elementem tekstów o charakterze krytycznym czy recenzji.

Przekład: Marcin Wąsiel

Redakcja, korekta, skład i łamanie: Kurhaus Publishing

Projekt okładki: Bart Biały

Wydanie elektroniczne 2017

ISBN: 978-83-65301-23-9

EAN: 9788365301239

Dostarczamy wiedzę

www.kurhauspublishing.com

Kurhaus Publishing Kurhaus Media sp. z o.o. sp. k.

Dział handlowy:

kontakt@kurhauspublishing.com, tel. +48 601803503

ul. Cynamonowa 3, 02-777 Warszawa

Born digital

Konwersja publikacji do wersji elektronicznej

Dla Struana, Isli, Louise i Frasera

– z nadzieją i wiarą, że będą mogli w pełni skorzystać

Słownik

Allel – jeden z pary genów zajmujących to samo miejsce w chromosomie. Wszystkie geny składają się z takich par. Jeden z alleli genu dziedziczymy po matce, a drugi po ojcu.

Apoptoza – zaprogramowane samobójstwo komórki.

Bakteriofag – wirus atakujący i infekujący bakterie.

Białaczka – nowotwór białych krwinek, które są niezbędnym elementem układu odpornościowego (zob. także „Chłoniak”).

„Cechy wyróżniające nowotwory” (ang. „The Hallmarks of Cancer”) – historyczny artykuł autorstwa Roberta Weinberga i Douga Hanahana opublikowany w 2000 roku [w magazynie „Cell” – przyp. Kurhaus], opisujący sześć cech wspólnych dla wszystkich typów nowotworów, bez względu na ich etiologię i lokalizację. W 2011 roku autorzy uzupełnili publikację, dodając cztery kolejne cechy.

Chłoniak – nowotwór powstający w tkance limfatycznej, stanowiącej kluczowy składnik układu odpornościowego organizmu. Nowotwory limfocytów (chłoniaki) oraz białych ciałek krwi (białaczki) stanowią ok. 6,5 proc. wszystkich nowotworów.

Czynnik transkrypcyjny – białko, które wiąże się w określonym miejscu z DNA i kontroluje ekspresję znajdujących się w pobliżu genów, aktywując je i dezaktywując zgodnie z potrzebą.

DNA – kwas deoksyrybonukleinowy; znajdujący się w jądrach komórek żywych organizmów materiał będący nośnikiem informacji genetycznej.

Duży antygen T – gen występujący w DNA małpiego wirusa SV40, odpowiedzialny za wywoływanie nowotworów w komórkach zainfekowanego gospodarza.

Ekspresja genetyczna [inaczej proces regulacji tworzenia białek – przyp. Kurhaus] – proces, w którym aktywowany gen wytwarza białko lub inny produkt pełniący funkcję genu w komórce. Kiedy dochodzi do „nadekspresji” genu, w komórce pojawia się nadmiar białek.

Karcynogen/Kancerogen – czynnik, który może przyczyniać się do powstania i rozwoju nowotworu.

Karcynoma (rak) – rodzaj nowotworu rozwijającego się z tkanki nabłonkowej, do której zaliczamy zewnętrzne błony organów, przewodów oraz naczyń w naszych ciałach, a także naszą skórę. Karcynomy stanowią 80 proc. wszystkich nowotworów (zob. także: sarkoma, białaczka, chłoniak).

Klon – w kontekście niniejszej książki jest to gen stworzony sztucznie z innego genu, będący jego kopią.

Kodon – w cząsteczce DNA jest to jednostka składająca się z trzech nukleotydów (podstawowych elementów składowych genu). Kodony decydują o tym, które aminokwasy zostaną wykorzystane do stworzenia danego białka.

Kultura komórkowa – hodowla komórek poza organizmem, w sterylnych warunkach laboratoryjnych, w ściśle określonej temperaturze i wilgotności, w specjalnie zaprojektowanych pojemnikach, takich jak probówki lub szalki Petriego.

Kultura tkankowa – hodowla tkanek lub komórek pobranych z organizmu. Materiał umieszcza się w naczyniu laboratoryjnym, na przykład w probówce lub na szalce Petriego, na specjalnym podłożu, zazwyczaj z bulionu lub agaru, zawierającym odpowiednie składniki odżywcze.

Linia komórkowa – kultura komórkowa wyhodowana z danego typu komórki i w związku z tym złożona z komórek o jednakowym genotypie.

Mutacja nabycia funkcji – wyrażenie oznaczające rodzaj mutacji genetycznej zmieniającej produkt danego genu (np. białko) w taki sposób, że zyskuje ono dodatkową, nieprawidłową funkcję (zob. także: „Utrata funkcji”).

Punkt kontrolny cyklu komórkowego – punkty kontrolne wyznaczają zakończenie każdej kolejnej fazy procesu podziału komórki. W każdym punkcie kontrolnym następuje „kontrola jakości”, w trakcie której odbywa się weryfikacja procesu i która decyduje o tym, czy będzie on kontynuowany.

Przerzut – rozsiew komórek nowotworowych z pierwotnej lokalizacji do innych części ciała (stąd przerzuty – nowotwory wtórne).

Mięsak – typ nowotworu powstający w tkance łącznej organizmu, czyli na przykład w mięśniach, kościach i tkance tłuszczowej. Mięsaki stanowią mniej niż 1 proc. wszystkich nowotworów.

Mutacja – zmiana w sekwencji DNA genu lub chromosomu w organizmie powodująca zmianę cech w stosunku do typu macierzystego; jest to proces, w którym zachodzi taka zmiana.

Mutacja somatyczna – mutacja, która – w odróżnieniu od mutacji dziedzicznej, występującej we wszystkich (normalnych i rakowych) komórkach organizmu – pojawia się samoistnie w dojrzałej komórce w ciągu jej życia.

Mutagen – substancja wywołująca mutację.

Mutant (zmutowany) – coś, co uległo mutacji (zob. wyżej).

Nukleotyd – nukleotydy to podstawowe elementy składowe DNA, które układają się jeden na drugim, jak miniaturowe klocki Lego, tworząc długie wstęgi podwójnej helisy DNA.

Onkogen – gen, który może wywołać powstanie nowotworu. Zazwyczaj jest to gen, który normalnie pełni określoną funkcję w procesie rozwoju i podziału komórek, ale uległ mutacji i utracił zdolność prawidłowej reakcji na sygnały kontrolne.

Onkogeniczny – powodujący rozwój nowotworu.

Onkologia – nauka o nowotworach (stąd onkolog – specjalista w zakresie badania lub leczenia nowotworów).

Postdoc – naukowiec z doktoratem, który prowadzi badania lub odbywa dalsze studia pod kierunkiem bardziej doświadczonych profesorów, by zyskać dodatkowe wykształcenie lub umiejętności potrzebne do dalszego rozwoju i kariery [w modelu anglosaskim – przyp. Kurhaus].

Przeciwciało – przeciwciała to „żołnierze” układu odpornościowego. Poruszają się swobodnie w krwiobiegu, wyszukując intruzów, takich jak bakterie lub wirusy i oznaczają je, by ułatwić ich zniszczenie. Przeciwciała są przygotowane przez układ odpornościowy w taki sposób, by łączyć się tylko z określonymi celami, co sprawia, że są doskonałym narzędziem umożliwiającym „wyszukiwanie” wybranych rodzajów molekuł podczas badań i doświadczeń.

Rekombinowane DNA – DNA, które zostało stworzone sztucznie przez połączenie materiałów genetycznych pochodzących od różnych organizmów.

Senescencja – w niniejszej książce termin ten opisuje stan, w którym komórka utraciła zdolność do podziału, ale pozostaje żywa i aktywna.

Supresor nowotworowy/gen supresorowy – gen, którego funkcją jest powstrzymywanie komórek przed złośliwą transformacją.

Transformacja – w niniejszej książce termin ten używany jest do opisania procesu, w którym komórka nabiera cech nowotworu (powszechnie nazywanego „transformacją złośliwą”).

Typ dziki – w odniesieniu do genu oznacza gen „normalny”, funkcjonujący zgodnie z intencją natury; to przeciwieństwo genu „zmutowanego” działającego nieprawidłowo.

Utrata funkcji – wyrażenie oznaczające rodzaj mutacji genetycznej, która sprawia, że gen staje się bezużyteczny – zmutowany gen nie jest w stanie wytworzyć białka albo białko wytwarzane przez ten gen nie jest w stanie spełnić swojej funkcji. W przypadku większości, lub nawet wszystkich genów powstrzymujących rozwój raka – supresorów – z wyjątkiem p53, mutacje prowadzą do utraty tej funkcji.

Złośliwy – w języku medycznym złośliwy oznacza to samo, co zrakowaciały, czyli zdolny do rozprzestrzeniania się w organizmie.

Przedmowa

Skąd my [naukowcy] czerpiemy nasze pomysły i inspirację do rozwiązywania problemów? Z tego samego miejsca, z którego kompozytor bierze natchnienie do pisania utworu, a malarz do tworzenia obrazu. Biorą się one z miejsca, którego nie znacie. To ten sam błysk inspiracji, związany z tym samym kolorem – i podobną chwałą, co chęć zmieniania świata na lepsze.

Gerard Evan

Luana Locke to pełna życia kobieta wkraczająca w wiek średni. Ma ładną okrągłą twarz, duże orzechowe oczy i ciemne włosy, spływające falami aż do ramion. Kiedy rozmawiamy w jednej z zatłoczonych kawiarni Toronto nad filiżanką spienionego cappuccino, wprost emanuje zdrowiem. Gdybym nie znała jej historii, za nic na świecie nie przyszłoby mi do głowy, że w jej życiu stale obecne były choroba, ból i cierpienie po stracie. Luana zwyciężyła chorobę nowotworową, którą zdiagnozowano u niej, gdy miała dwadzieścia cztery lata. Jej doświadczenia z rakiem sięgają jednak dużo dalej.

Kiedy miała trzy latka jej dziewięcioletnia wówczas siostra Manuela zmarła na raka mózgu. Z tamtego okresu Luana pamięta głównie czas spędzany pod opieką krewnych, u których zostawała, gdy rodzice jeździli do szpitala, a także rozpacz matki, kiedy Manuela w końcu odeszła. I swoje bezsilne pragnienie, by jeszcze kiedykolwiek zobaczyć uśmiech mamy.

„Kiedyś podałam mamie chusteczkę i bardzo się zezłościłam, gdy wydmuchała w nią nos. Pomyślałam: O nie, przecież dałam ci to, żebyś wytarła łzy. Pamiętam, że była bardzo smutna”. Mała dziewczynka nie zdawała sobie sprawy z tego, że jej mama, Giulietta, także już wtedy chorowała. Ona i ojciec Luany, z zawodu glazurnik, kilka lat wcześniej przybyli do Kanady z Włoch. Chcieli wykorzystać fakt, że było tam wówczas ogromne zapotrzebowanie na doświadczonych rzemieślników. Wkrótce jednak planowali wrócić do Włoch – po części także dlatego, że ciotka Luany, Rina (dwudziestodziewięcioletnia bliźniaczka Giulietty), zmarła właśnie na raka piersi, osierociwszy czworo małych dzieci. Plany te zniweczyła diagnoza córki – rak mózgu – oraz fakt, że także Giulietta musiała poddać się leczeniu: chemioterapii i radioterapii raka piersi.

„Mama przeszła mastektomię. Mam z tego okresu kilka bardzo wyraźnych wspomnień” – mówi Locke. „Pamiętam, jak obserwowałam ją, gdy się ubierała, nakładała makijaż, układała włosy, a później wsuwała protezę piersi pod bluzkę”. Dla małej dziewczynki stanowiło to jeden z elementów codzienności, aż do czasu, gdy rak matki – który początkowo odpowiedział na leczenie – powrócił, rozprzestrzeniając się do kości, i ostatecznie pozbawił ją życia. Luana miała wtedy sześć lat. Dziś w przejmujący sposób opowiada o bólu i pustce, które wypełniły jej dom rodzinny – pozostali w nim już tylko ojciec Luany, jej brat David i ona sama – oraz o ogarniającym ją co noc strachu, że „potwór” zaatakuje raz jeszcze i zabierze kolejną ukochaną osobę.

[…]