Читаем The Epigenetics Revolution полностью

If the telomeres get too short, the cell tends to shut down. But if the telomeres get too long, there’s an increased risk of different chromosomes linking up, and creating new cancer-promoting genes. Cell shut-down is probably a defence mechanism that has evolved to minimise the risk of creating new cancer-inducing genes. This is one of the reasons why it’s likely to be very difficult to create drugs that increase longevity without increasing the risk of cancer as well.

What happens when we create new pluripotent cells? This could be through somatic cell nuclear transfer, as we saw in Chapter 1, or through creation of iPS cells, as we saw in Chapter 2. We may use these techniques to create cloned non-human animals, or human stem cells to treat degenerative diseases. In both cases, we want to create cells with normal longevity. After all, there is little point creating a new prize stallion, or cells to implant into the pancreas of a teenager with diabetes, if the horse or the cells die of telomere ‘old age’ within a short time.

That means we need to create cells with telomeres that are about the same length as the ones in normal embryos. In nature, this occurs because the chromosomes in the germline are protected from telomere shortening. But if we are generating pluripotent cells from relatively adult cells, we are dealing with nuclei where the telomeres are already likely to be relatively short, because the ‘starter’ cells were taken from adults, whose chromosomes are getting shorter with age.

Luckily, something unusual happens when we create pluripotent cells experimentally. When iPS cells are created, they switch on expression of a gene called telomerase. Telomerase normally keeps telomeres at a healthy long length. However, as we get older, the telomerase activity in our cells starts to drop. It’s important to switch on telomerase in iPS cells, or the cells would have very short telomeres and wouldn’t create very many generations of daughter cells. The Yamanaka factors induce the expression of high levels of telomerase in iPS cells.

But we can’t use telomerase to try to reverse or slow human ageing. Even if we could introduce this enzyme into cells, perhaps by using gene therapy, the chances of inducing cancers would be too great. The telomere system is finely balanced, and so is the trade-off between ageing and cancer.

Both histone deacetylase inhibitors and DNA methyltransferase inhibitors improve the efficiency of the Yamanaka factors. This might be partly because these compounds help to remove some of the repressive modifications at the telomeres and sub-telomeric regions. This may make it easier for telomerase to build up the telomeres as the cells are reprogrammed.

The interaction of epigenetic modifications with the telomere system takes us a little further away from a simple correlation between epigenetics and ageing. It moves us closer to a model where we can start to develop confidence that epigenetic mechanisms may actually play a causative role in at least some aspects of ageing.

Is your beer getting old?

To investigate this more fully, scientists have made extensive use of an organism we all encounter every day of our lives, whenever we eat a slice of bread or drink a bottle of beer. The scientific term for this model organism is Saccharomyces cerevisiae, but we generally know it by its more common name of brewer’s yeast. We’ll stick with yeast, for short.

Although yeast is a simple one-celled organism, it is actually very like us in some really fundamental ways. It has a nucleus in its cells (bacteria don’t have this) and contains many of the same proteins and biochemical pathways as higher organisms such as mammals.

Because yeast are such simple organisms, they’re very easy to work with experimentally. A yeast cell (mother) can generate new cells (daughters) in a relatively straightforward way. The mother cell copies its DNA. A new cell buds off from the side of the mother cell. This daughter cell contains the correct amount of DNA, and drifts off to act as a completely independent new single-celled organism. Yeast divide to form new cells really quickly, meaning experiments can be run in a few weeks rather than taking the months or years that are required for some higher organisms, and especially mammals. Yeast can be grown either in a liquid soup, or plated out onto a Petri dish, making them very easy to handle. It’s also fairly straightforward to create mutations in interesting genes.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука