Стиснем седиште док се Феррари нагло заустави на раскрсници, а затим нестрпљиво цури док се светло не промени. Када крене, ров се осећа необично екстравагантним за мирне улице приградског Колумба, Охајо.
Сличан садржај
- Тријумф у рату против рака
- Генска терапија у новом светлу
- „Тајни Јевреји“ из долине Сан Луис
Возач је Царло Цроце, 64-годишњи италијански научник великим гласом, рашчупане коврџаве косе и изразитих тамних очију. Водио је програм генетике људског карцинома на Државном универзитету Охајо, а његов сребрни Сцаглиетти Феррари је допадљив симбол његовог приступа науци: сјајан, снажан и ових дана посебно вртоглав.
Цроце, који је одрастао у Риму као једино дете оца машинског инжењера и мајке домаће куће, похађао је медицинску школу на Универзитету у Риму и дошао у Сједињене Државе 1970. године да проучава рак. "Мислио сам да је то место за рад у науци", каже он. Цроце је био један од првих научника који су утврдили да рак - бежани раст ћелија који се обично контролише - може бити узрокован генетским променама. Идентификовао је посебне промене гена повезане са карциномом плућа и једњака, као и са различитим врстама лимфома и леукемије.
Колеге кажу да Цроце има изузетне научне инстинкте. "Ако раширите пет ствари испред њега, готово да може непогрешиво одабрати ону која ће наступати", каже Вебстер Цавенее, директор Лудвиг института за истраживање рака у Сан Диегу. "Он може да помирише нешто занимљиво и скоро никада не греши."
Пре неколико година Цроце је почео да њушка једно од најатрактивнијих и најперспективнијих открића у истраживању рака. Откриће је њега и његове сараднике поставило на водећу ивицу сада већ процвата поља која обећава побољшане технике дијагностицирања болести и, надају се, ефикаснији нови третмани. Заправо, Цроцеово најновије дјело дио је потпуно новог начина гледања на гене и како се живот регулише. Што још више истиче чињеница да је његов увид дошао тек након што су се он и његови сарадници максималном брзином утрли у ћорсокак.
Једна од слава науке 20. века било је откриће структуре генског материјала ДНК из 1953. године; то је дуги полимер налик на мердевине увијен у двоструку спиралу. Свака трака представља ланац хемијских једињења, који се називају базе, а њихова тачна секвенца кодира упутства гена, слично као слова у речи. Током деценија, план лабораторијских доказа довео је научнике до две претпоставке о генима.
Прво, ген је релативно велик, који се обично састоји од десетина хиљада хемијских база заредом.
Друго, главни посао било којег одређеног гена је да подучи ћелије да производе свој одговарајући протеин. Протеин је велики, компликовани молекул који обавља одређену функцију у зависности од начина производње: може бити део мишићних влакана или ензима који пробавља храну или хормона који контролише физиологију, између осталог.
Дакако, Цроце се држао ове претпоставке када је почетком 1990-их намеравао да идентификује ген укључен у хроничну лимфоцитну леукемију, или ЦЛЛ. Карцином крви испуњава коштану срж и лимфне чворове канцерским ћелијама које губе здраве ћелије имунолошког система, остављајући телу мање могућност да се бори против инфекције. Цроце је анализирао ћелије рака код људи са ЦЛЛ и установио је да многим људима недостаје исти дугачки сегмент ДНК. Негде у том сегменту, закључио је, био је ген кључан за спречавање белих крвних зрнаца да постану канцер.
Скоро седам година, Цроце и његове колеге држали су се нула на различитим дијеловима тог дуго сумњивог ланца ДНК, мукотрпно одређујући његов генетски слијед, основно по основу. Такође су урадили бројне експерименте тестирајући да ли гени могу да изазову ЦЛЛ.
Изашли су ван. "Ми смо окарактерисали сваки крвави ген присутан у тој ДНК и ништа од тога није ген" повезан је са ЦЛЛ-ом, подсећа Цроце. "Била сам јако фрустрирана." Као и његови студенти и сарадници. "Ох, спалила сам животе неколико људи", додаје Цроце. Један истраживач је потпуно напустио науку да би стекао звање пословне администрације.
Цроце је 2001. године ангажовао Георгеа Цалина, румунског гастроентеролога, који ће преузети пројекат који су сви постали мрзитељи. "Није имао ништа горе у лабораторији", нашали се Цалин.
"Гледај", рекао је Цроце Цалин, "ген мора бити тамо."
Отприлике у исто време, ново разумевање генетике почело је да кружи. Зачудо, то му је помогло мутирајуће глисте које није било у стању да положи јаја. Животињу је задесила језива судбина: стотине јаја су се излегле унутар њеног тела, због чега је пукло. Вицтор Амброс, развојни биолог тада на Харварду (сада на Медицинском факултету Универзитета у Масачусетсу), проучавао је мутацију одговорну за генетску дефектуру црва. Црв, Цаенорхабдитис елеганс, је микроскопско биће које генетичари воле да проучавају, јер га је лако узгајати - једе заједничке бактерије - и транспарентан је, па се свих његових 900 или око ћелија може посматрати како се развијају. Занимљиво је да је док је Амброс тражио мутирани ген, одељак у којем је, изгледа, морао постати премали да би садржавао нормалан ген. "Све је мање и мање јасно да овај комад ДНК може да кодира протеин", каже он. "Било је прилично невероватно."
Преко реке Цхарлес, у Општој болници у Массацхусеттсу, молекуларни биолог Гари Рувкун проучавао је различитог мутанта Ц. елеганс . Амброс и Рувкун су сумњали да је ген који Амброс тражи некако управљао геном који је нестао у Рувкуновим црвима. Радећи на претпоставци, одлучили су да упореде два гена и виде ли да ли личе један на други.
"Међусобно смо послали своје секвенце и сложили смо се да их назовемо касније ако нешто видимо", присећа се Амброс. "Један од нас је назвао другог, а ја сам рекао:" Гери, видиш? И рекао је: "Да, видим!" "Пронашли су савршено подударање - део ДНК из Амбросове кратке генетске секвенце идентичне до одељка Рувкуновог гена нормалне величине.
Амбросов ген био је заиста сићушан, дугачак само 70 база, а не 10.000 база као други гени. Још чудније, ген није направио протеин, као што то чине други гени. Уместо тога, направила је другу врсту генетског материјала, која се сада назива микроРНА. Традиционални гени такође чине РНА, молекул који је хемијски сличан ДНК, али тај РНА је краткотрајан, који служи као пуки гласник или посредник у стварању протеина. Али ова микроРНА била је крајњи производ гена и није била пуки гласник.
МицроРНА, Амброс и Рувкун схватили су да раде интригантним механизмом: понашао се попут минијатурне траке на Велцро. Пошто је ген микроРНА одговарао делу традиционалног гена, микроРНА се задржала на РНА произведено од традиционалног гена. При томе је блокирао други ген да ствара протеин.
Био је то фасцинантан налаз, али су двојица научника сматрали да је то само чудно док седам година касније, 2000. године, истраживачица у Рувкуновој лабораторији Бренда Реинхарт није пронашла други ген микроРНА у црва. "То ми је рекло да ће мале РНА бити чешће него што смо очекивали", каже развојни биолог Франк Слацк, који је помогао у открићу у Рувкуновој лабораторији и сада је у Јелеу.
Рувкунова лабораторија почела је тражити гене микроРНА код других животиња. Како се то догодило, био је сјајан тренутак за тражење генетских аномалија. Научници су 2001. године довршили нацрт целокупне секвенце људске ДНК, познате као геном човека, и они су брзо секвенцирали друге геноме, укључујући оне мишје, биљке сенфа, воћне мухе и паразите маларије. Неки геноми постали су доступни у Интернет базама података, а Рувкун је пронашао исти ген микроРНА из црва Ц. елеганс у воћним мушицама и људским бићима. Затим је пронашао ген у мекушцима, зебри и другим врстама. У међувремену, Амбросова група и други пронашли су десетине додатних микроРНА гена.
Резултати су били мучни - на крају крајева, није сваки дан откривена нова класа гена - али није било јасно какву би улогу ови минијатурни гени могли играти у животу људи.
Тада су Царло Цроце и Георге Цалин одлучили да свјеже погледају мистериозни случај несталог гена за леукемију. Цалин, који је сада молекуларни биолог на Универзитету у Тексасу, МД Андерсон Центар за рак, уписао је познате секвенце гена микроРНА у свој рачунар, упоређујући их са делом ДНК који недостаје многим пацијентима са ЦЛЛ раком. "Били су тачно тамо", присећа се: два микроРНА гена седела су управо тамо где се претпостављало да ген за сузбијање ЦЛЛ.
Цалин је одмах позвао Цроцеа у лабораторију: "Др Цроце, ово су гени!"
Цроце погледа Цалин и трепне. "С ---!", Присећа га Калин говорећи. "Ово су гени!"
Цалин и Цроце тестирали су узорке крви код пацијената са леукемијом и открили да 68 процената садржи мало или ништа од два микроРНА, док ћелије крви без рака имају много молекула. Цалин и Цроце су били уверени: ова два сићушна гена направила су микроРНА која сузбијала рак.
"Била сам запањена", каже Цроце. "Имали смо догму да су сви гени против рака који кодирају протеине", каже Цроце. МицроРНА је „објаснила много тога што раније нисмо могли објаснити. Променила је начин на који смо гледали на проблем.“
Цалин и Цроце објавили су своје откриће 2002. године - први пут када је неко умешао микроРНА у људску болест.
Од тада, „сваки рак који посматрамо пронађемо промену микроРНА“, каже Цроце. "Вероватно у сваком људском тумору постоје промене у микроРНА."
Цроце живи у величанственом дворцу у предграђу Цолумбуса у Горњем Арлингтону. Колачи поште разасути су по кухињском столу када стигнемо. Цроце је недељама био кући, присуствовао је конференцијама и одржавао разговоре на Националном институту за здравство у Бетхесди, Мериленд, Националној академији наука у Вашингтону, ДЦ, састанку против рака у Сан Дијегу, Универзитету Јохнс Хопкинс у Балтимору и три састанка у Италији. Кућа се осећа празно и некоришћено.
"У суштини, то је само за спавање", Цроцесов син, Роберто (29), каже касније о кући свог оца. "Он углавном паркира своје ствари тамо. Ако је у граду, онда је на послу или се дружи са мном." Роберто ради на докторату економије у држави Охио. (Царло, који се никада није оженио, такође има 12-годишњу ћерку која живи у Буенос Аиресу.)
Унутар куће умјетност, а не наука, заузима средиште позоришта. Цроце је власник више од 400 слика италијанских мајстора од 16. до 18. века. Изградио је кавернозно крило од 5000 четворних метара - плафони 21 стопе и све - како би приказао неке од највећих слика.
Цроце каже да је прву слику купио када је имао 12 година, за 100 долара. Воли да купује слике када сумња ко је уметник, али не зна сигурно. "Никад не питам некога", каже он. "Само га купујем и тада можда грешим или сам можда у праву." Купио је једну слику за 11 500 долара из галерије у Напуљу. Мислио је да би то могао бити барокни сликар по имену Бартоломео Сцхедони. "Направио сам слику након што је рестаурирана и послао је стручњаку за Сцхедони. Он је рекао:" О да, то су Сцхедони. "" Слика, каже Цроце, вероватно вреди 100 пута више него што је платила.
"Његова уметничка колекција има исти експериментални облик као и његова наука", каже Петер Вогт, истраживач рака на Институту за истраживање скрипти у Ла Јолли и Цроцеов пријатељ.
Током година Цроце је патентирао неколико открића и суоснивао три компаније. Његова лабораторија у држави Охио налази се на горња два спрата десетоспратне зграде. Са особљем од око 50 људи, лабораторија има буџет од око пет милиона долара годишње, што је упоредо са малом компанијом за биотехнологију. Његово финансирање долази из савезних и приватних грантова.
"Има пуно људи који би рекли да је у потпуности успешан јер има огромну количину ресурса. Заправо мислим да је обрнуто; мислим да има огромне количине ресурса јер је успешан", каже Цавенее.
Чим је Цроце посумњао у везу између микроРНА и рака, почео је да поставља питања: Да ли ћелије рака имати другачију количину микроРНА од нормалних ћелија? Да ли би неке микроРНА биле чешће од осталих код одређених врста карцинома? "Био је заиста прва особа која је направила тај скок", каже Слацк о Цроцеовом раном клађењу на микроРНА. "Требало је некоме с Царлосовом визијом и новцем да заиста помиче терен напред."
Године 2003. Цроце је регрутовао Цханг-Гонг Лиу-а, тада програмера микрочипа у Мотороли, како би дизајнирао алат који може тестирати присуство микроРНА у узорку ћелија или ткива. Помоћу алата, названог микроарраи, Цроцеова лабораторија открила је микроРНА које изгледају јединствено за одређене врсте карцинома. За 3 до 5 процената пацијената чији се рак метастазира или проширио из непознатог извора у телу, импликације овог налаза су огромне. Пошто је сазнање одакле је канцер почео кључно за оптимално лечење - тумори настали у различитим ткивима реагују на различите приступе - микроРНА могу бити у стању да помогну онколозима да пропису најбоље лечење за такве пацијенте.
МикроРНА такође могу да процене тежину рака. Цроце и његови сарадници открили су да нивои две микроРНА - назване Лет-7 и мир-155 - предвиђају преживљавање код пацијената са карциномом плућа. Цроцеова група је такође пронашла микроРНА која предвиђају да ли ће пацијентски ЦЛЛ постати агресиван или ће остати благ. У будућности пацијентов микроРНА профил може указивати на то да ли треба да се подвргне агресивном и ризичном третману или блажем, сигурнијем.
Данас су истраживачи идентификовали око 40 микроРНА гена повезаних са карциномом, укључујући оне дојке, плућа, панкреаса и дебелог црева. Као и конвенционални гени који производе протеине, микроРНА гени такође могу бити промотори рака, што изазива болест ако производе превише микроРНА. Или могу бити супресори рака; ако су оштећени или изгубљени, настаје рак. Штавише, научници су почели да разумеју како микроРНА утичу на традиционалне гене рака, откривајући сложену централу веза која изгледа да се дешава унутар ћелија како болест прелази.
Цроцеова највећа нада је да би се микроРНА једног дана могла користити као терапија. "Уверен сам, апсолутно убеђен", каже он, "да ће микроРНА постати лекови." У неким недавним експериментима, он и његов колега убризгали су микроРНА у мишеве са леукемијом или раком плућа. Ињекције су, како каже, зауставиле раст рака.
"Докази су тренутно изузетно јаки" да микроРНА играју фундаменталну улогу у раку, "каже Слацк, „ и сваким даном је све јача и јача. "
Рак није једина болест у којој се микроРНА појављују као важни играчи. Студије сада показују да су ови минијатурни гени укључени у функцију имуног система, срчане болести, шизофренију, Алзхеимерову болест и Тоуреттов синдром. Поред тога, постоји дугачак списак болести за које се чини да имају генетску основу, али за које није утврђен ниједан конвенционални ген. Тхомас Гингерас, истраживач генома у лабораторији Цолд Спринг Харбор у Њујорку, верује да ће неке од ових болести у коначници бити повезане са микроРНА. "Мислим да ће то без сумње бити тако", каже он.
Можда је то због тога што ситни молекули врше толики утицај на остатак тела. Научници процењују да људи имају око 1.000 микроРНА гена, који изгледа да контролишу активност најмање четвртине наших 25.000 гена који кодирају протеине. "Запрепаштени смо тим бројем и верујемо да је то минимум", каже нобеловац Пхиллип Схарп са МИТ-а, у чијој лабораторији се проучавају микроРНА.
Није ни чудо што неки научници изражавају срамоту и жале што нису успели да пронађу микроРНА гене раније - пре свега зато што нису оспорили основне претпоставке о генима.
"То није било технолошко питање", каже Јосхуа Менделл, истраживач микроРНА-е у Јохнс Хопкинс-у. "Технологија која је потребна за проучавање микроРНА не разликује се од технологије коришћене последњих неколико деценија", каже он. "То је била више интелектуална баријера."
Чак се и Цроце због свог успеха жали што раније није препознао микроРНА. Крајем осамдесетих година његов тим је тражио ген за рак у низу ДНК који није кодирао никакве протеине. "Дакле, уништили смо пројекат", каже Цроце. Сада зна да је ген био микроРНА. „Предрасуда“, каже, „је лоша, лоша ствар“.
Силвиа Паган Вестпхал писац је у Бостону, специјализован за покривање генетике, биологије и медицине.
"Ми мењамо догму" у вези са оним што научници верују о људској ДНК, каже истраживач Георге Цалин (са његовог лабораторија на Универзитету у Тексасу). Али његов револуционарни рад са Цроцеом почео је лоше. "Није било ништа горе", нашалио се. (Роберт Сеале) 
Конвенционална мудрост сматрала је да само огроман део ДНК може функционисати као ген. Откривање превидјеног генетског ентитета умањује тај поглед. Цроце је "био запањен." (Грег Руффинг / Редук) 
Молекуларни биолог Гари Рувкун. (Џаред Лидс) 
Биолог развоја Вицтор Амброс. (Џаред Лидс) 
Док су проучавали мутанте микроскопског црва, Гари Рувкун и Вицтор Амброс идентификовали су ген који је био немогуће мали. „Били смо узбуђени што смо нашли нешто ново“, каже Амброс, „и тада смо били збуњени“. (Фото истраживачи, Инц.) 
Захваљујући недавним студијама, јасно је да микроРНА помажу да неке ћелије буду злоћудне (ћелије леукемије у ружичастој боји здравих црвених крвних зрнаца). Сада се истраживачи надају да ће употријебити генетски материјал за побољшање дијагнозе и лијечења рака. (© 2009 ректор и посетиоци Универзитета у Вирџинији) 
Цроце (код куће у Охају) воли да купује платна чак и пре него што сазна ко их је сликао. "Његова уметничка колекција има исти експериментални облик као и његова наука", каже колега. (Грег Руффинг / Редук) 
МикроРНА на делу : Типичан ген је дугачак део ДНК, са хемијским базама као траке у двострукој спирали; ген кодира за РНС гласник који усмерава изградњу одређеног протеина. МикроРНА ген кодира велику РНК која се може залепити за део месне РНК, искључујући скупину протеина. (5В Инфограпхицс)
