WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 85 | 86 || 88 |

«МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 2-Е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ В 3 томах 3 Перевод с английского канд. биол. наук В. П. Коржа, канд. биол. наук Н.В. Сониной, ...»

-- [ Страница 87 ] --

21.2.6. Трансгенные мыши - подходящая тест-система для изучения действия онкогенов [21] Концепция онкогена содержит в себе противоречие: с одной стороны, в первой части этой главы мы привели множество аргументов в пользу того, что для возникновения рака единичной мутации недостаточно; с другой стороны, онкоген - это доминантный ген, обладающий способностью вызывать неопластическую трансформацию клеток в культуре. Это кажущееся противоречие отражает пропасть между упрощенными моделями рака, наиболее широко используемыми в молекулярно-биологических исследованиях, и сложностью реальной болезни у человека. Стандартный метод идентификации онкогенов выявляет их действие не на нормальные человеческие соматические клетки, а на линию мышиных клеток ЗТЗ; эти клетки уже претерпели мутации в процессе перевода в культуру, что и делает удивительно легкой их трансформацию при единичном дополнительном генетическом изменении. Более того, как указывалось в разд. 21.1.4, мыши в меньшей степени подвержены риску возникновения рака (у них короче продолжительность жизни и меньше общее число клеток), чем человек, и поэтому их клетки могут быть менее надежно защищены от последствий канцерогенных мутаций по сравнению с клетками человека.

Однако даже у мыши единичного онкогена обычно не достаточно для превращения нормальной клетки в раковую. Это отчетливо продемонстрировано на трансгенных мышах. Можно «сшить» онкоген в виде фрагмента ДНК, взятого из вируса или опухолевой клетки, с подходящей промоторной последовательностью ДНК, и ввести полученную молекулу в ядро мышиной яйцеклетки. Такая рекомбинантная молекула ДНК часто встраивается в одну из хромосом, в результате чего получается линия трансгенных мышей, несущих онкоген во всех своих клетках. Этот онкоген может экспрессироваться во многих тканях или же лишь в некоторых «избранных», в соответствии с тканевой специфичностью соединенного с ним промотора. Обычно у мышей, которым ввели таким способом онкогены тус или H-ras, экспрессирующие их ткани резко увеличиваются в объеме, разрастаясь до чрезмерной величины, а отдельные клетки со временем подвергаются дальнейшим изменениям и дают начало опухоли. И все же подавляющее большинство клеток трансгенной мыши, экспрессирующих тус- или H-ras-онкогены, опухолей не образуют, что говорит о недостаточности присутствия одного онкогена для опухолевой трансформации.

Описанный прием был использован для дальнейших исследований. Трансгенных мышей, несущих тус, скрестили с трансгенными мышами, несущими H-ras, и получили потомство, у которого оба онкогена присутствовали одновременно. Такие потомки давали рак с гораздо большей частотой (и гораздо быстрее), чем каждая из родительских линий (рис. 21-28), но опять же он возникал в виде изолированных опухолей, рассеянных среди нераковых клеток. Таким образом, даже с клеткой, экспрессирующей два онкогена, должны произойти какие-то дальнейшие случайные изменения, чтобы она превратилась в опухолевую.

Хотя такой результат является типичным, были обнаружены и исключения, когда клетки какой-нибудь одной ткани у трансгенной мыши, несущей один онкоген, одновременно трансформировались в раковые.

Однако в этих случаях онкоген был, по-видимому, «дважды активирован» - благодаря мутации в кодирующем участке и (или) соединению с ненормальной регуляторной последовательностью, что приводило к его избыточной или несоответствующей экспрессии в пораженной ткани. Все это означает, что даже если один онкоген и способен в некоторых случаях вызывать превращение нормальной клетки в опухолевую, единичное генетическое нарушение сделать этого, скорее всего, не может.

21.2.7. Наряду с приобретением онкогенов при раке происходит потеря генов-супрессоров опухолевого роста [22] Из всех имеющихся ныне фактов создается впечатление, что система контроля и регулирования клеточной пролиферации должна иметь «запас прочности» в том смысле, что никакое единичное генетическое изменение не гибельно для ее нормального функционирования: размножение клеток продолжает оставаться в безопасных границах, даже если любой отдельный компонент системы вышел из строя. Как правило, один онкоген в состоянии оказать свой доминирующий трансформирующий эффект на поведение клетки, лишь тогда, когда система контроля уже серьезно повреждена. Удачи при поиске онкогенов во многом определялись выбором подходящей линии клеток для тестирования.

Значительно труднее оказалось идентифицировать и выделить гены-супрессоры опухолей, т.е. гены, тормозящие в норме избыточную пролиферацию клеток. Тем не менее имеется достаточно доказательств, что потеря таких генов играет определенную роль в патогенезе рака. В частности, в разд. 13.4.3 мы рассказали, что при слиянии культивируемых трансформированных клеток с нетрансформированными возникающие гибриды часто имеют нетрансформированный фенотип. Если же гибрид теряет определенную хромосому, принадлежавшую «нормальному»

родителю, его поведение вновь приобретает черты опухолевой клетки. Резонно предположить, что в подобных случаях на утерянной хромосоме находилась единственная клеточная копия специфического гена-супрессора опухолевого роста.

В обычной диплоидной клетке до потери контроля роста и пролиферации должна произойти инактивация или потеря обеих копий опухолесупрессорного гена: мутация, которая участвует в развитии рака за счет инактивации или делеции каких-либо генов, должна быть рецессивной. Напротив, мутация, порождающая онкоген, может влиять на поведение клетки даже в присутствии копии соответствующего протоонкогена. Благодаря этим свойствам дефектные гены-супрессоры опухоли можно распознавать и отличать от онкогенов с помощью простых генетических критериев. Хорошей иллюстрацией служит ретинобластома - редкий вид раковой опухоли, развивающейся в раннем детстве.

Опухоль развивается из предшественников нейрональных клеток в незрелой сетчатке. Известны две формы этой опухоли - наследственная и ненаследственная. При наследственной форме обычно возникают множественные опухоли, при этом поражаются оба глаза, а иногда и кости, при ненаследственной ретинообластоме единственная опухоль поражает один глаз. Кроме того, у некоторых больных наследственной формой ретинобластомы выявляется кариотипическая аномалия - исчезновение специфической полосы на 13-й хромосоме. Делеции этого же локуса зафиксированы в клетках опухоли у больных с ненаследственной формой болезни. Эти факты свидетельствуют о том, что причина опухолевого роста заключена скорее в потере гена-супрессора, чем активации онкоРис. 21-29. Генетические механизмы возникновения ретинобластомы. При наследственной форме болезни все клетки тела лишены одной из двух (в норме) функциональных копий гена-супрессора опухолевого роста, и при потере или инактивации оставшейся копии в результате соматической мутации в какой-либо из клеток, та может дать начало опухоли. При ненаследственной форме все клетки исходно содержат обе функциональные копии данного гена, и опухоль образуется лишь в том случае, если обе копии утеряны или инактивированы — для этого необходимо совпадение гена. Имеющиеся данные позволяют сделать вывод, что предрасположенность к раку у больных с наследственной формой обусловлена тем, что в их клетках отсутствует одна из двух нормальных копий некоего гена-супрессора опухолевого роста, названного геном ретинобластомы или RB1.

Поэтому теперь достаточно одной соматической мутации, которая испортит оставшуюся «хорошую» копию этого гена в одной из миллиона или более клеток растущей сетчатки, чтобы вызвать рак. У детей без наследственной предрасположенности возникновение ретинобластомы - большая редкость, т. е. для этого необходимо совпадение в одной клетке сетчатки двух соматических мутаций, которые разрушили бы обе копии гена RB (рис. 21-29). В настоящее время этот ген клонирован; показано, что он кодирует белок, который в норме экспрессируется как в сетчатке, так и во многих других тканях; он содержит так называемые «цинковые пальцы» (структурные участки, похожие на то, что находят во многих ДНКсвязывающих белках, см. разд. 9.1.9), а также связывается с белками - продуктами онкогенов некоторых ДНК-содержащих вирусов. С помощью ДНК-зондов, полученных на основе клонированного RB1, удалось подтвердить, что в опухолевых клетках, в отличие от их нетрансформированных аналогов-соседей, имеются делеции или инактивирующие повреждения гена RBI в обоих - материнском и отцовском - наборах хромосом; потеря нормального гена может осуществляться различными путями (рис. 21-30). Сходные механизмы, но с участием других генов, ответственны за некоторые другие онкологические заболевания раннего детства (например, опухоль Вильмса). Хотя подобные варианты рака редки и в известном смысле являются исключением, накапливается все больше данных в пользу того, что потеря или инактивация супрессорных генов опухолевого роста играет существенную роль в развитии многих раковых заболеваний у лиц зрелого возраста.

Рис. 21-30. Возможные механизмы, с помощью которых клетка, имеющая дефект в одной из двух копий гена-супрессора опухолевого роста, может лишиться второй, функционально активной копии и сделать тем самым шаг к трансформации. Для анализа опухолевой ДНК и ответа на вопрос, какое именно генетическое событие произошло у данного пациента, весьма эффективны зонды на основе клонированной ДНК в сочетании с исследованием полиморфизма длины рестрикционных фрагментов. Следует отметить, что большинство механизмов приводит к полной потере клеткой функциональной копии (отцовской или материнской) данного гена-супрессора. Оставшийся гомолог изначально дефектен и может оказаться в виде одной или двух генокопий. Подобная редукция до гомозиготности или гемизиготности - характерный признак рака, возникающего в результате потери гена-супрессора опухолевого роста. (По W. К. Cavenee et al., Nature 305, 779-784, 1983.) 21.2.8. Молекулярнобиологический анализ опухолей легких подчеркивает сложность и вариабельность раковых заболеваний у человека [23] Каждый год в США выявляется около 140 тыс. новых больных раком легкого. До сих пор эффективных методов лечения этой формы рака не существует, и более 90% таких больных умирает в течение года с момента установления диагноза. Для понимания молекулярнобиологических особенностей этого вида злокачественной опухоли были проведены детальные исследования одной из его форм мелкоклеточного рака легкого, на долю которого приходится 20% всех случаев рака этой локализации. Полагают, что мелкоклеточный рак развивается из нейроэндокринных клеток легкого, секретирующих гастринвысвобождающий пептид (ГВП; его называют также бомбезином из-за сходства с нейропептидом земноводных того же названия) и другие локальные химические медиаторы. Из опухолей различных больных этим видом рака было выделено и проанализировано более сотни культивируемых линий клеток. Эти клетки демонстрируют широкий спектр аномалий, к тому же варьирующих от линии к линии. Выявлены изменения по крайней мере в десяти известных онкогенах и генах-супрессорах опухолевого роста, многочисленные хромосомные делеции и транслокации, а также нарушения в секреции сигнальных молекул, влияющих на клеточную пролиферацию.

Например, многие из этих клеточных линий характеризуются избыточной экспрессией протоонкогена тус или родственных ему генов Nmуc и L-myc. Часто это связано с амплификацией соответствующей области и проявляется в кариотипе как двойные минихромосомы или гомогенно окрашивающиеся хромосомные участки (рис. 21-31, см. также разд. 21.1.13). В этих же клетках гены семейства ras нередко претерпевают специфические точковые мутации. Амплификация гена тус всегда коррелирует с особенно быстрым ростом опухолевых клеток в культуре и с полным подавлением дифференцировки. Больных, имеющих опухоли с амплификацией этого гена, ждет особенно плохой прогноз.



Pages:     | 1 |   ...   | 85 | 86 || 88 |
 


Похожие работы:

«Твердые отходы в Израиле Системный анализ Пособие для русскоязычных репатриантов Действенно жить – это значит жить, располагая правильной информацией Норберт Винер, потомок рабби Моше бен Маймона Иерусалим 2002 (5763) В подготовке и издании пособия принимали участие: проф. Нонна Манусова – президент ЭКОСТ, д-р Александр Цикерман – директор ЭКОСТ; д-р Юлий Ильевский; Регина Школьник; проф. Михаил Иоелович; инж. Татьяна Клинова; д-р Ефим Манусов – главный редактор; адв. Валентина Нелина; д-р...»

«.00.14–.00.11– – 2013 НПЦ АРМБИОТЕХНОЛОГИЯ НАН РА БЕЛЯЕВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ИЗУЧЕНИЕ АГРОБИОЦЕНОЗОВ ГОРНОРУДНЫХ РАЙОНОВ АРМЕНИИ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальностям 03.00.14–Биотехнология и 03.00.11–Экология Ереван – 2013 ` -...,. `.,..,. `. 2013. 5-, 16:00, - - 018 : ` 0056,., 14, / (+374 10) 65 41 83 - : 2013. 5-:.. Тема диссертации утверждена в Центре...»

«ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН п.г.т. РЫБНАЯ СЛОБОДА Охрана окружающей среды Текстовые материалы Казань 2011 5 Оглавление Список принятых сокращений Введение 9 Современное использование и архитектурно-планировочная 1. организация территории природные условия и ресурсы территории п.г.т. Рыбная Слобода 11 2. Рельеф и геоморфология 2.1. Геологическое строение 2.2. Тектоника и сейсмичность 2.3. Климатическая характеристика 2.4. Гидрогеологические условия 2.5. Поверхностные водные объекты 2.6. Ландшафты,...»

«Очерки по проблемам наследственности в космической биологии Н. Л. Делоне ОЧЕРКИ ПО ПРОБЛЕМАМ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В КОСМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ Москва 2013 Сайт Н.Л. Делоне: www.N-L-Delone.ru Зеркало сайта: http://delone.botaniklife.ru УДК 61.007-001 + 612 + 613.693-091: 355 ББК 5Г + 58 + 28.089 + 28.673 Д 736 Делоне Н. Л. Очерки по проблемам наследственности в космической биологии. Книга издается в авторской редакции Фирма Слово М. - 2013, с. 208, ил. ISBN 978-5-4348-0022-8 Книга известного российского...»

«ПРОЦЕСС ЭВОЛЮЦИИ И МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМАТИКИ А.П. Расницын ОТ АВТОРА Эта книга представляет некоторый итог моих размышлений о теоретических основах таксономического круга биологических дисциплин. В этот круг я включаю разделы биологии, анализирующие организменный уровень структуры и происхождения биологического разнообразия. Структуру биоразнообразия на этом уровне разрабатывает систематика с ее методологическим и лингвистическим аппаратами (таксономией и таксономической номенклатурой),...»

«Байбурин Альберт Кашфуллович Ритуал в традиционной культуре Структурно-семантический анализ восточнославянских обрядов. СПб.: Наука, 1993. Монография посвящена теоретическим аспектам изучения ритуала. Основное внимание уделяется проблеме функционирования ритуала, определению его места в системе традиционной культуры. С этой целью анализируются основные типы восточнославянских обрядов (обряды жизненного цикла, календарные, окказиональные), описываются их структура, функции, семантика....»

«СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ В БИОЛОГИИ: МЕТОДЫ Под редакцией А. ЛЕЙСИ Перевод с английского д-ра биол. наук И. А. ВОРОБЬЕВА Москва Мир 1992 Авторы: Брэдбери С. Дж., Эвеннет П. Дж., Хоробин Р. В.„ Имре С. Ф., Лейси А., Мейл В., Ормерод М. Г., Плозм И. С., Самнер А. Т., Вейс Д. Г., Уик Р. А. Световая микроскопия в биологии. Методы: Пер. с англ./Под ред. А. Лейси.—М.: Мир, 1992. — 464 с. Руководство по использованию современных методов световой микроскопии, написанное международным коллективом авторов...»

«МИР ПРИРОДЫ В МИРЕ ИГР ОПЫТ ФОРМИРОВАНИЯ ОТНОШЕНИЯ К ПРИРОДЕ Мир природы в мире игр: опыт формирования отношения к природе. /Экологопросветительский центр Заповедники. В.А. Ясвин. – М., 1998. – 40 с. Праздность дети, как правило, ненавидят. Вы должны превращать для них необходимые, по вашему мнению, занятия в развлечение, а не делать из них обязательную работу. Джон Локк.Мысли о воспитании, 1693 г Посвящается Маргаритке и Янке От автора В этой небольшой книжке представлен десятилетний опыт...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.