Читаем The Epigenetics Revolution полностью

There is a condition in humans called DiGeorge syndrome in which a region of about 3,000,000 bases has been lost from one of the two copies of chromosome 22[161]. This region contains more than 25 genes. It’s probably not surprising that many different organ systems may be affected in patients with this condition, including genito-urinary, cardiovascular and skeletal. Forty per cent of DiGeorge patients suffer seizures and 25 per cent of adults with this condition develop schizophrenia. Mild to moderate mental retardation is also common. Different genes in the 3,000,000 base-pair region probably contribute to different aspects of the disorder. One of the genes is called DGCR8 and the DGCR8 protein is essential for the normal production of miRNAs. Genetically modified mice have been created with just one functional copy of Dgcr8. These mice develop cognitive problems, especially in learning and spatial processing[162]. This supports the idea that miRNA production may be important in neurological function.

We know that ncRNAs are important in the control of cellular pluripotency and cellular differentiation. It’s not much of a leap from that to hypothesise that miRNAs may be important in cancer. Cancer is classically a disease in which cells can keep proliferating. This has parallels with stem cells. Additionally, in cancer, the tumours often look relatively undifferentiated and disorganised under the microscope. This is in contrast to the fully differentiated and well-organised appearance of normal, healthy tissues. There is now a strong body of evidence that ncRNAs play a role in cancer. This role may involve either loss of selected miRNAs or over-expression of other miRNAs, as shown in Figure 10.5.

Figure 10.5 Decreased levels of certain types of microRNAs, or increased levels of others, may each ultimately have the same disruptive effect on gene expression. The end result may be increased expression of genes that drive cells into a highly proliferative state, increasing the likelihood of cancer development.


Chronic lymphocytic leukaemia is the commonest human leukaemia. Approximately 70 per cent of cases of this type of cancer[163] have lost the ncRNAs called miR-15a and miR-16-1. Cancer is a multi-step disease and a lot of things need to go wrong in an individual cell before it becomes cancerous. The fact that so many cases of this type of leukaemia, the most common human leukaemia, lacked these particular miRNAs suggested that loss of these sequences happened early in the development of the disease.

An example of the alternative mechanism – over-expression of miRNAs in cancer – is the case of the miR-17-92 cluster. This cluster is over-expressed in a range of cancers[164]. In fact, a considerable number of reports have now been published on abnormal expression of miRNAs in cancer[165]. In addition, a gene called TARBP2 is mutated in some inherited cancer conditions[166]. The TARBP2 protein is involved in normal processing of miRNAs. This strengthens the case for a role of miRNAs in the initiation and development of certain human cancers.

Hope or hype?

Given the increasing amounts of data suggesting a major role for miRNAs in cancer, it isn’t surprising that scientists began to get excited about the possibilities of using these molecules to treat cancer. The idea would be to replace ‘missing’ miRNAs or to inhibit ones that were over-expressed. The hope was that this could be achieved by dosing cancer patients with the miRNAs, or artificial variants of them. This could also have applications in other diseases where miRNA expression may have become abnormal.

Big pharmaceutical companies are certainly investing heavily in this area. Sanofi-Aventis and GlaxoSmithKline have each formed multi-million dollar collaborations with a company called Regulus Therapeutics in San Diego. They are exploring the development of miRNA replacements or inhibitors, to use in the treatment of diseases ranging from cancer to auto-immune disorders.

There are molecules very like miRNAs called siRNAs (small interfering RNAs). They use much the same processes as miRNA molecules to repress gene expression, especially degradation of mRNA. siRNAs have been used as tools very extensively in research, as they can be administered to cells in culture to switch off a gene for experimental investigations. In 2006, the scientists who first developed this technology, Andrew Fire and Craig Mello, were awarded the Nobel Prize for Physiology or Medicine.

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