Молекулярным механизмам клеточного деления будет посвящена следующая глава, пока же ограничимся констатацией факта: чем чаще клетка делится, тем больше у ее потомков шансов заполучить ту или иную мутацию в геноме. Копирование «генетического текста», так же как переписывание текста литературного, не обходится без ошибок. Точность копирования в биологических системах фантастически высока. Например, ошибочное включение основания (точечная мутация) происходит с частотой всего лишь 10–8–10–10, но текст уж больно велик. И как бы ни старались белки систем репарации «вычитать» всю ДНК, подобно тому как в древности старательный переписчик сакральных книг вроде Библии или Корана проверял каждую букву, ошибки все равно с той или иной частотой вкрадываются в «священный текст» нашего генома, и некоторые из них приводят к раку.

Процессы роста и размножения — эти отличительные и наиболее очевидные свойства живого — первое, что вообще приходит в голову, когда мы сопоставляем «живое» и «неживое». Акт клеточного деления можно рассматривать как мельчайшую единицу, своего рода «квант жизни». И вот оказывается, что даже в отсутствие иных факторов этот процесс является «естественным мутагеном», способным вызвать злокачественное перерождение клетки. Раковая трансформация, таким образом, оказывается не столько нарушением, сколько неизбежным следствием самого что ни на есть естественного и нормального порядка вещей! Обескураживающее наблюдение, практический вывод из которого таков: ни один человек не может считать себя полностью гарантированным от риска появления злокачественной опухоли.

В этой во всех отношениях плохой новости есть одна хорошая сторона: находясь в плену неверных представлений о связи причины и следствия, раковые больные, бывает, мучают себя бессмысленными вопросами: «В чем моя вина? Что я сделал не так?» Увы, но часто это самоистязание поддерживается окружающими: «Опухоль просто так не возникает, ты сам виноват!» — говорят они, пытаясь укрыться под этой формулой, как под зонтиком, от собственного страха болезни и смерти. Такого рода предвзятость в психологии получила название «вера в справедливый мир». Люди, разделяющие подобную точку зрения, считают, что мир устроен справедливо, а в жизни каждый получает то, что заслуживает: хорошие люди вознаграждаются, плохие — наказываются. Это мировоззрение на первый взгляд может показаться даже оптимистичным, однако оборотной стороной подобной жажды справедливости «любой ценой» является обвинение жертвы (будь то жертва болезни или насилия) в том, что «она сама виновата».

Но нет, за исключением тех случаев, когда человек годами вопиюще пренебрегал своим здоровьем или стал жертвой чьей-то ошибки (например, подвергся радиационному облучению из-за аварии), говорить о «вине» в случае онкологического заболевания не приходится. Это просто несчастье, которое может случиться с каждым.

Помимо внутриклеточных механизмов, определяющих «естественный» и неизбежный уровень ошибок в нашем геноме, существует масса внешних факторов, способных значительно увеличить число мутаций. Они называются мутагенами. Подавляющее большинство известных на сегодняшний день мутагенов являются одновременно и канцерогенами — то есть способны вызывать рак.

Геном человека можно повредить множеством разных способов. Комплекс ДНК с белками — это материальный, физический объект, и его, как и любой материальный объект, можно разрушить. Кроме того, ДНК — активная молекула, способная вступать в химические реакции и изменять свои свойства под действием других веществ. И наконец, геном одного биологического объекта может быть поврежден при прямом или косвенном воздействии другого биологического объекта. Так что можно выделить по крайней мере три основные группы мутагенов — физические, химические и биологические.

Среди физических мутагенов самым опасным является радиационное (ионизирующее) облучение. Многие физики, изучавшие радиацию в первой половине ХХ века, до того как стала очевидна потенциальная опасность этого явления, умерли от рака. К счастью, в обычной жизни риск подвергнуться ионизирующему облучению крайне невелик. Зато с другим физическим фактором, нарушающим структуру ДНК, сталкивается каждый. Это ультрафиолетовое излучение солнца. В небольших дозах оно полезно для организма человека и стимулирует выработку витамина Д. Однако в погоне за загаром многие люди буквально «поджариваются» на солнце, в результате чего в клетках кожи накапливаются мутации. Ультрафиолетовое излучение приводит к появлению сшивок в молекуле ДНК, которые препятствуют ее нормальному функционированию. Наиболее часто встречающимся фотоповреждением ДНК является образование димера из двух остатков тимина, расположенных рядом в одной цепи ДНК. Именно с распространением моды на загар медики связывают участившиеся в последние десятилетия случаи заболевания раком кожи (особенно меланомой). Использование солнцезащитных средств помогает избежать этой опасности. Время от времени в социальных сетях вспыхивают «эпидемии» обсуждения других физических факторов (таких как излучения микроволновых печей и мобильных телефонов) с точки зрения их канцерогенности, но на сегодняшний день нет никаких убедительных данных о том, что электромагнитное излучение бытовых приборов оказывает сколько-нибудь значительное влияние на риск развития рака.

К химическим мутагенам относятся вещества самого разного строения. При использовании веществ, обладающих мутагенным (канцерогенным) эффектом, необходимо применять специальные меры предосторожности. В большинстве стран их широкое использование в быту запрещено или серьезно ограничено законами. Канцерогенны продукты сгорания многих органических веществ, особенно нефти и каменного угля. Именно поэтому тепловые электростанции, работающие на подобном топливе, обязательно снабжаются системами очистки выбросов. И, конечно, одним из самых распространенных «бытовых» канцерогенов является сигаретный дым: связь курения с повышенным риском заболеть раком легких, рта и гортани подтверждена многочисленными исследованиями. Бурный рост химической и фармакологической промышленности во второй половине ХХ века поставил вопрос о разработке быстрого и надежного метода первичной проверки мутагенного потенциала новых (и старых) химических соединений. В конце концов таким тестом стал и уже много лет остается тест Эймса. Суть его в том, что мутантные бактерии, не способные синтезировать жизненно важную аминокислоту — гистидин, пытаются выращивать в питательной среде, бедной гистидином. В эту же среду добавляют и исследуемое вещество. Если оно немутагенно, колонии бактерий в такой бедной среде будут расти очень медленно. Но если исследуемое вещество — мутаген, то в колонии бактерий с некоторой вероятностью произойдет новая (обратная) мутация и микроорганизмы, восстановив свою способность обходиться без гистидина, активно примутся за любимое дело — размножение. Конечно, такой простой тест не заменяет более детальных исследований, и не исключено, что вещество, не действующее на бактерии, может внезапно показать мутагенный эффект, например на мышах, но для первичного скрининга потенциально опасных веществ этот метод по-прежнему остается самым простым, дешевым и эффективным.