juli 28, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Gener er mer enn DNA

Biologer fra Storbritannia og Østerrike har oppdaget 71 nye gener som er trykt på musens genom.

Biologer fra Universitetene i Bath og Wien har oppdaget 71 nye gener ‘innprentet’ i musens genom, et funn som bringer dem et skritt nærmere å avdekke noen av mysteriene til epigenetikk, et vitenskapsområde som beskriver hvordan de aktiveres gener (og av) i forskjellige celler på forskjellige stadier av utvikling og voksen alder.

For å forstå viktigheten av innprentede gener for arvelighet, må vi ta et skritt tilbake og spørre hvordan arv fungerer generelt. De fleste av de tretti billioner cellene i en persons kropp inneholder gener som kommer fra både mor og far, og hver far bidrar med en versjon av hvert gen. Den unike kombinasjonen av gener er en del av veien for å gjøre et individ unikt. Generelt er hvert gen i et par like aktivt eller inaktivt i en gitt celle. Dette er ikke tilfelle med påtrykte gener. Disse genene, som utgjør mindre enn en prosent av totalen på mer enn 20.000 gener, har en tendens til å være mer aktive (noen ganger mye mer aktive) i den ene foreldreversjonen enn den andre.

Inntil nå var forskere klar over rundt 130 veldokumenterte påtrykte gener i musens genom; nye tilføyelser bringer dette tallet til over 200. Professor Tony Perry, som ledet forskningen ved Baths avdeling for biologi og biokjemi, sa: ”Imprinting påvirker en viktig familie av gener, med forskjellige implikasjoner for helse og sykdom, så de sytti pluss nye legger til en viktig brikke i puslespillet. “

Betydningen av histoner

Nøye undersøkelse av de nylig identifiserte genene har gjort det mulig for professor Perry og hans kolleger å gjøre en ny viktig oppdagelse: å slå på og av påtrykte gener er ikke alltid relatert til DNA-metylering, hvor metylgrupper blir lagt til genomisk DNA (en prosess som er kjent for å undertrykke aktiviteten til gener, og slå dem av). DNA-metylering var den første kjente typen fingeravtrykk og ble oppdaget for rundt tretti år siden. Fra resultatene av det nye arbeidet ser det ut til at histoner, strukturer som er pakket med genomisk DNA på kromosomer, gir et stort bidrag til avtrykk.

4 dager gamle musembryoer

Et normalt 4 dager gammelt musembryo (L) og et embryo av samme alder som har blitt manipulert til kun å inneholde maternelle kromosomer (parthenogenote). På dette stadiet virker embryoene (blastocyster) like, men parthenogenoten vil dø snart, og understreker viktigheten av å arve påtrykte gener fra begge foreldrene. Ulike typer celler flekker grønt eller rødt. Kreditt: Dr. Maki Asami, University of Bath

Selv om forskere i noen tid har visst at histoner fungerer som ‘dimmer’ -brytere for gener, og slår dem av (eller slår på igjen), ble det til nå antatt at DNA-metylering var hovedbryteren for aktiviteten til påtrykte gener. Den nye studiens funn satte tvil om denne antagelsen: Mange av de nylig identifiserte genene ble funnet å være assosiert med endringer i histon 3 lysin 27 (H3K27me3), og bare et mindretall med DNA-metylering.

READ  Satellittlansering for å rydde opp i jordens forurensede bane

Hvorfor utskrift betyr noe

Forskere har ennå ikke funnet ut hvordan en foreldreversjon av et gitt gen kan slås på (eller dempes) eller slås av og holdes på den måten mens den andre er i motsatt tilstand. Det er kjent at mye av på / av-bryteren skjer under kjønnsdannelse (sæd og egg), men de nøyaktige mekanismene forblir uklare. Denne nye studien peker på den spennende muligheten for at noen påtrykte gener ikke er merket i kjønnsceller, men aktiveres senere i utvikling, eller til og med i voksen alder.

Selv om det bare involverer en liten andel gener, er innprenting viktig i senere liv. Hvis det går galt og foreldrenes genetiske utskrift slås på når den skal være av (eller opp ned), sykdom eller død oppstår. Gener med mangelfull avtrykk er forbundet med mange sykdommer, inkludert nevrologiske og metabolske forstyrrelser og kreft.

“Vi kan undervurdere viktigheten av forholdet mellom innprenting og sykdom, så vel som forholdet mellom innprenting og arv av sykdommer som ervervet av foreldre, som fedme,” sa professor Perry. “Forhåpentligvis vil dette forbedrede bildet av avtrykket øke vår forståelse av sykdommen.”

Referanse: “Genomisk innprenting i musblastocyster er hovedsakelig assosiert med H3K27me3” av Laura Santini, Florian Halbritter, Fabian Titz-Teixeira, Toru Suzuki, Maki Asami, Xiaoyan Ma, Julia Ramesmayer, Andreas Lackner, Nick Warr, Florian Pauler, Simon Hippenmeyer, Ernest Laue, Matthias Farlik, Christoph Bock, Andreas Beyer, Anthony CF Perry og Martin Leeb, 21. juni 2021, Kommunikasjon fra naturen.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23510-4