《科学》:亲源基因表达在不同成长期可动态调
“科学”:可以动态调整不同生长阶段的子代基因表达
父母双方帮助人们了解不同基因在后代生长发育不同阶段的影响
美国科学家发现,父母基因在大脑发育和成年阶段有非常复杂的表达方式。母体大脑基因在大脑发育期间优先表达,而在成年期,情况发生根本性改变,父本基因起决定性作用。这项研究发表在最近出版的“科学”杂志上。印迹基因在体内的数量远远超过人们想象的水平
基因组是由母本和父本染色体组成的。遗传印记也称为基因组印记,配子印记或后代印记,是近年来发现的一种现象,依靠孟德尔定律依靠单遗传来传达某些遗传特性,即某些基因是遗传依赖的单等位基因表达,另一个等位基因不表达或弱表达,就好像来自这些基因的不同亲本的一对等位基因具有一些可识别的印迹。有这种现象的基因被称为印记基因。哈佛大学分子与细胞生物学系主任克里斯托弗·德鲁克(Christoph Drucker)和他实验室的博士后研究员克里斯托夫·格雷格(Kristof Greg)领导的一项研究,研究了15天的小鼠胚胎和成年小鼠。大脑研究表明,大约四分之一的大脑区域是与饮食,交配,疼痛,社会和动机行为有关的印记基因表达的热点。使用全基因组测序对小鼠脑进行分析表明,与鼠脑有关的1,300多个已知基因在不同阶段表现出对父本和母本基因的不同偏好。以前人们只知道人体内有大约100个印记基因,45个印记与大脑相关的基因。研究表明,人体内印迹基因的数量可能远远超出人们的想象力。哈佛大学教授大卫·黑格(David Haig)和乔治·普特南(George Putnam)分析了一些罕见的脑部遗传病,研究表明,胎儿发育过程中存在母本基因竞争,在胎儿发育过程中,父本基因具有促进胎儿母体基因需求的作用,可导致胎儿过度生长,而母体基因在这个阶段起作用,而不是父亲基因。父母和母体基因影响不同
在不同阶段的最新研究显示,61%的印迹基因来源于胎儿的大脑,这表明母体印迹基因影响大脑发育。成年之后,这个比例是相反的。大约70%的成年皮层和下丘脑印记基因来自父系,表明父本基因影响成年儿童的脑功能。这项新的研究加深了对母系和父系基因内部冲突时间的理解。母体基因在胚胎发育过程中占主导地位。童年,母亲和父亲的基因在竞争。父本基因作为成年人占主导地位。数据还表明,父系和母系基因在脑发育和成年的各个阶段都具有高度的动态调节特性,而父系和母系基因对不同脑区的影响与以前的预期相冲突。 Drucker及其同事也在Science的在线版本中报道,母本和父本的X染色体也对女性大脑皮层表达有不同的偏好,表明母系遗传的X连锁成人脑功能具有一定的影响。这项研究还表明,基因表达有不同的母性和父系基因的偏好,性别差异影响脑功能和疾病的易感性。科学家们认为,这项新的研究将帮助人们了解基因组学是如何以最低的成本将基因转移到后代,这更有利于基因组印记等后代的发育问题,同时,通过了解子代不同发育阶段父本和母本基因的不同作用和作用,也有助于科学家了解后代基因之间的竞争。