Можно исследовать c-onc в опухолях. Если есть специфический ген, то он должен трансформировать клетки. Часто в модельных экспериментах используется культура фибробластов мыши 3Т3. При их трансформации появляется фокус. Трансформирующая сила гена может характеризоваться эффективностью появления фокусов. Высокоэффективный ген – больше 100 фокусов/нг ДНК/106 клеток. Низкоэффективный – меньше 10 фокусов/нг ДНК/106 клеток. Трансформирующая ДНК изолируется лишь из опухолей. Рассмотрим некоторые примеры. В семейство c-ras входят три гена H-ras, K-ras, N-ras и один псевдоген. Они отличаются от вирусного гена по трем-семи аминокислотам. У человека наиболее часты мутации в 12 и 61 кодоне, причем в с-H-ras и с-K-ras генах в 12 позиции часто обнаруживается мутация. Это предполагает, что Ras белки имеют высокий потенциал конвертировать в опухолеродные формы через мутацию в одном или нескольких кодонах у крысы и у человека. Следует заметить, что нахождение этих мутаций в опухоли еще не доказательство их причастности к ее возникновению. Во многих случаях работает общий принцип – аминокислотная замена может конвертировать клеточный ПО в ОГ. Практически любая мутация в 12 и 61 кодоне может конвертировать ras ПО в активный онкоген. Все три гена ras в 12-ой позиции имеют глицин. Если in vitro егозаменить на любую аминокислоту кроме пролина, то клеточная культура будет трансформироваться. В 61-ой позиции находится глютамин. Его замена приводит к аналогичному результату (кроме замены на пролин и глютамат). Некоторые c-ras имеют мутацию в интроне, в результате скорость процессинга мРНК возрастает в десять раз. Есть раковые культуры с амплифицированным ras геном. Ras белки могут трансформировать клетки, но количественный эффект их действия до сих пор не описан. Не всегда трансформация связана со структурной частью онкогена. Есть примеры, связанные со вставкой ретровируса в клеточный геном рядом с c-myc геном. Ген c-myc состоит из трех экзонов и длинного транслирующего участка. Элемент LTR вируса работает как промотор, и транскрипция гена c-myc может многократно усилиться. В этом случае кодирующая последовательность c-myc не изменяется, а онкогенные свойства появляются из-за увеличения экспрессии и потери контроля над ней. Другим механизмом активации ПО является транслокация, сопровождающаяся повреждением ПО в точке разрыва. Подобное происходит при лимфоме Беркита – появлении недифференцированных В-лимфоцитов. В этом случае чаще всего c-myc из хромосомы 8 переносится в IgH локус хромосомы 14. Такая комбинация вызывает усиление экспрессии c-myc, так как клетка активно производит иммуноглобулины, что и приводит к задержке лимфоцитов в незрелом состоянии. У трансгенных мышей с c-myc геном, находящимся под контролем энхансера IgH, развивается лимфома. Трансгенные мыши, несущие c-myc под контролем LTR ретровируса, имеют опухоли и в других органах. Это предполагает, что при увеличении экспрессии c-myc трансформируется тот тип клеток, в которых этот эффект присутствует. То есть трансформирующая активность c-myc зависит от механизма его активации, а не от его внутренних свойств. Нужно отметить, что транслокация не всегда приводит к тому, что поврежденный ген становится онкогенным. Транслокация может действовать как энхансер, активирующий другие гены по соседству. Найдено множество трансформаций в Т и В-лимфоцитах, в которых идентифицированы другие онкогены. В некоторых случаях транслокация генерирует гибридные гены, в которых активная единица транскрипции разрушается. В результате экзоны первого гена могут быть связаны с другими генами. В таких случаях существуют две потенциальные причины онкогенности: 1. Онкогенная часть белка может активироваться независимо от другой части. Переэкспрессия под новым управлением – это модель c-myc. 2. Другой партнер в гибридном гене может иметь усиливающий эффект, который вызывает выход из функции в части белка, кодируемого ПО. Примером такой транслокации может служить Филадельфийская хромосома, которую находят при хронической миелогенной лейкемии (CML). Это транслокация 5000 kb области от конца хромосомы 9, несущей c-abl, на область bcr (break-point claster region) хромосомы 22. Последний обнаруживается при другой болезни – острой лимфобластной лейкемии (ALL), когда в транслокацию вовлечен ген bcr. При CML образуется смешанный белок массой 210 кДа, из них часть bcr составляет 70 кДа. При ALL, соответственно, 185кДа и 45кДа. Остальную часть этих белков составляет c-abl с потеряной N-концевой частью. Часть белка bcr, закодированная в первом экзоне, обладает серин/треонин киназной активностью. Белок фосфорилирует сам себя, и фосфорилированная часть обладает способностью взаимодействовать с SH2 доменом c-abl. Возможно, происходит изменение конформации abl и активация его онкогенного потенциала. Изменения в N-концевой области вызывают онкогенность v-abl, трансформирующей версии гена, найденной в ретровирусах. С-abl кодирует тирозин киназу, активность которой необходима для трансформирующего потенциала в онкогенных вариантах. Делеция или замена N-конца усиливает как киназную активность, так и трансформирующие способности. Таким образом, N-концевой домен регулирует киназную активность, а его потеря вызывает ее активацию. Приведем примеры других протоонкогенов, экспрессия которых увеличивается при трансформации. Белок v-rel идентифицирован как трансформирующий фактор вируса птичьего (индюк) ретикулоэндотелиоза. Он высоко онкогенен для цыплят и вызывает В-клеточную лимфому. V-rel является укороченной версией c-rel, потерявшей 100 аминокислотных остатков на С-конце и имеет малое число точечных мутаций в оставшейся последовательности. Семейство генов rel регулирует транскрипцию при созревании лимфоцитов. NF-kB – фактор транскрипции, представляющий собой димер субъединиц р65 и р50. Его регуляция осуществляется I-kB. Когда I-kB фосфорилируется, происходит освобождение NF-kB, который идет в ядро и активирует гены, в промоторе или энхансере которых имеется kB мотив.
