妈妈或爸爸的基因在孩子的基因表达中胜出吗

2021年6 月 22 日——一组科学家在小鼠基因组中发现了 71 个新的“印迹”基因。6 月 21日发表在Nature Communications上的新发现有助于揭开与表观遗传学相关的一些科学奥秘，并指出父母的基因如何在其后代中独特地关闭或开启。

人体内 30 万亿个细胞中的大多数都包含来自父母和父母的基因，每个父母都贡献了每个基因的一个版本。基因的独特组合有助于使个体与众不同。通常，一对中的每个基因在给定的细胞中都具有同等的活性或非活性。

印记基因的情况并非如此。这些基因仅从一个亲本等位基因表达，由其亲本决定，因此被印记。印记基因也只占总基因的不到 1%，并且在一个亲本版本中往往比另一个更活跃(有时更活跃)。

在这项研究之前，科学家们已经记录了小鼠基因组中大约 130 个印迹基因。现在，结合等位基因特异性转录组学和单亲 DNA 甲基化组分析，巴斯大学和维也纳大学的研究人员已经确定了 71 个表现出亲本特异性表达的基因。这使已知印记基因的总数超过 200 个。

组蛋白在印记基因中的新作用

众所周知，印记与染色质标记有关，包括等位基因特异性 DNA 甲基化。然而，印记基因的开启和关闭并不总是与 DNA 甲基化有关。研究结果表明，组蛋白对印记的贡献更大，特别是组蛋白 H3 赖氨酸 27 (H3K27me3) 的三甲基化。这些发现挑战了 DNA 甲基化是印迹基因活性的主要开关的假设。

数据还显示，基于 H3K27me3 和 DNA 甲基化的印记机制调节发育细胞中部分重叠的基因组。这表明 polycomb-(负责组蛋白染色质重塑的蛋白质)和等位基因特异性 DNA 甲基化机制合作控制印迹基因表达。

谁的基因被打开了?

许多基因开/关切换发生在配子(精子和卵子)的形成过程中，但确切的机制仍不清楚。因此，巴斯大学和维也纳大学的科学家团队试图确定胚胎中亲本特异性表达和亲本特异性 DNA 甲基化，以表征小鼠的印记景观。

这项新研究指出，某些印记基因可能不会在配子中标记，但会在发育后期甚至成年期变得活跃。

“印记影响一个重要的基因家族，对健康和疾病有不同的影响，所以七十多个新基因增加了一个重要的拼图，”主要作者、生物学和生物化学系教授托尼佩里博士说。在巴斯大学，在一份声明中。

在 71 个新的印记基因中，56 个在父本上表达，15 个在母本上表达。逆转录聚合酶链反应 (RT-PCR) 独立杂交的 Sanger 测序证实了父本表达基因 Pmaip1、Smyd2、Cblb、Myo1a、Sfxn1 和母本表达基因 Emc2 的单亲表达。

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