Читаем The Epigenetics Revolution полностью

This implies something rather important, that has been demonstrated in a large number of studies. Cancer is not a one-off event. Cancer is a multi-step process, where each additional step takes a cell further along the road to becoming malignant. This is true even in cases where patients inherit a very strong pre-disposition to cancer. One example is pre-menopausal breast cancer, which runs in some families. Women who inherit a mutated copy of a gene called BRCA1 are at very high risk of early and aggressive breast cancer, which is difficult to treat effectively. But even these women aren’t born with active breast cancer. It takes many years before the cancer develops, because other defects have to accumulate as well.

So, cells accumulate defects as they move increasingly close to becoming cancerous. These defects must be transmitted from mother cell to daughter cell, because otherwise they would be lost each time a cell divided. These defects must be heritable as the cancer develops. Understandably, for a very long time, the attention of the scientific community focused on identifying mutations in the genes involved in the development of cancer. They were looking for alterations in the genetic code, the fundamental blueprint. They were particularly interested in the tumour suppressor genes as these are the genes that are usually mutated in the inherited cancer syndromes.

Humans tend to have two copies of each tumour suppressor gene, as most are carried on the autosomes. As a cell becomes increasingly cancerous, both copies of key tumour suppressor genes usually get switched off (inactivated). In many cases this may be because the gene has mutated in the cancer cells. This is known as somatic mutation – it has happened in body cells at some point during normal life. These are called somatic mutations to distinguish them from genetic mutations, the ones that are transmitted from parent to child. The mutations that inactivate the two copies of a tumour suppressor may be quite variable. In some cases there may be changes in the amino acid sequence, so that the gene can’t produce a functional protein any more. In other cases, there may be loss of the relevant part of the chromosome in the increasingly cancerous cells. In an individual patient, one copy of a specific tumour suppressor may carry a mutation that changes the amino acid sequence and the other may have suffered a micro-deletion.

It’s abundantly clear that these events do happen, and quite frequently, but often it’s been difficult to identify exactly how a tumour suppressor has mutated. In the last fifteen years, we’ve started to realise that there is another way that a tumour suppressor gene can become inactivated. The gene may be silenced epigenetically. If the DNA at the promoter becomes excessively methylated or the histones are covered in repressive modifications, the tumour suppressor will be switched off. The gene has been inactivated without changing the underlying blueprint.

The epigenetic frontier in cancer

Various labs have identified cancers where this has clearly happened. One of the first reports was in a type of kidney cancer called clear-cell renal carcinoma. A key step in the development of this kind of cancer is the inactivation of a specific tumour suppressor gene called VHL. In 1994, a group headed by the hugely influential Stephen Baylin from Johns Hopkins Medical Institution in Baltimore analysed the CpG island in front of the VHL gene. In 19 per cent of the clear-cell renal carcinoma samples that they analysed, the DNA of the island was hypermethylated. This switched off expression of this key tumour suppressor gene, and was almost certainly a major event in cancer progression in these individuals[180].

Promoter methylation was not restricted to the VHL tumour suppressor and renal cancer. Professor Baylin and colleagues subsequently analysed the BRCA1 tumour suppressor gene in breast cancer. They analysed cases where there was no family history of this disease, and the cancer wasn’t caused by the mutations in BRCA1 that we discussed a few paragraphs ago. In 13 per cent of these sporadic cases of breast cancer, the BRCA1 CpG island was hypermethylated[181]. Broader abnormal patterns of DNA methylation in cancer were reported by Jean-Pierre Issa from the MD Anderson Cancer Center in Houston, in collaboration with Stephen Baylin. Their collaborative work showed that over 20 per cent of colon cancers had high levels of promoter DNA methylation, at many different genes simultaneously[182].

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