Читаем The Epigenetics Revolution полностью

The researchers at Columbia University and Memorial Sloan-Kettering who first developed SAHA patented it. They then set up a company called Aton Pharma to develop SAHA as a drug. In 2004, after promising early results in cutaneous T cell lymphoma, Aton Pharma was bought by the giant pharmaceutical company Merck for over $120 million dollars. Aton Pharma had almost certainly spent millions of dollars to get SAHA to this stage. Drug discovery and development is an expensive business. The two companies that marketed the DNMT1 inhibitors have been bought relatively recently by larger pharmaceutical companies, in deals that totalled about $3 billion each[191]. If a company has paid a huge amount of money to develop or buy in a new drug, it would much prefer not to carry on spending like a drunken sailor when it comes to clinical trials.

Naturally, it would be a big improvement if we could run clinical trials with a much better idea of which patients will benefit, rather than having to take pot luck. Unfortunately, most researchers agree that many of the animal models used to test cancer drugs are very limited in their capacity to predict the most susceptible human cancer. To be fair, this isn’t just true of cancer drugs targeted at epigenetic enzymes, it’s also true of pretty much all oncology drug discovery.

In an attempt to get around this problem, researchers in both academia and industry are now looking for the next generation of epigenetic targets in oncology. DNMT1 is a relatively broad-acting enzyme. DNA methylation is rather all or nothing – a CpG is methylated or it isn’t. HDACs tend to be pretty non-discriminating too. If they can get access to an acetylated lysine on a histone tail, they’ll take that acetyl group off. There are a lot of lysines on a histone tail – there are are seven on histone H3, just for starters. There are at least ten different HDAC enzymes that SAHA can inhibit. It’s quite likely that each of these ten can deacetylate any of the seven lysines on the H3 tail. This is hardly what we would call fine-tuning.

No easy wins

This is why the field is now moving in the direction of assessing different epigenetic enzymes, which are much more limited in their actions, to see which are important players in different cancers. The rationale is that it will be easier to understand the cellular biology of enzymes with quite limited actions, and this will make it easier to determine which patients are likely to respond best to which drugs.

The first problem in doing this is rather a daunting one. Which proteins should we investigate? There are probably at least a hundred enzymes that add or remove histone modifications (writers and erasers of the epigenetic code). There are probably as many proteins that read the epigenetic code. To make matters worse, many of these writers, erasers and readers interact with each other. How can we begin to identify the most promising candidates for new drug discovery programmes?

We don’t have any useful compounds like 5-azacytidine and SAHA to guide us, so we have to rely on our relatively incomplete knowledge in cancer and in epigenetics. One area that is proving useful is considering how histone and DNA modifications work in tandem.

The most heavily repressed areas of the genome have high levels of DNA methylation and are extremely compacted. The DNA has become very tightly wound up, and is exceptionally inaccessible to enzymes that transcribe genes. But it’s the question of how these regions become so heavily repressed that is really important. The model is shown in Figure 11.3.

Figure 11.3 Schematic to illustrate how different types of epigenetic modifications act together to create an increasingly repressed and tightly condensed chromosome region, making it very difficult for the cell to express genes from this region.


In this model, there is a vicious cycle of events that results in the generation of a more and more repressed state. One of the predictions from this model is that repressive histone modifications attract DNA methyltransferases, which deposit DNA methylation near those histones. This methylation in turn attracts more repressive histone modifying enzymes, creating a self-perpetuating cycle that leads to an increasingly hostile region for gene expression.

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