fosterudvikling og aftryk lidelser
det menes også, at korrekt epigenetisk arv af genomisk imprinting også er kritisk for senere udvikling. Især synes nogle af aftryksgenerne at være vigtige for tidlig hjerneudvikling og kan, når de ikke er korrekt methyleret, føre til sygdomme som f.eks. Det menes også, at disse aftryk gener er involveret i vækst mere bredt. Nedenfor er en fremragende samtale fra EpiGenie med Dr. Gudrun Moore, der studerer epigenetik for vækst og tidlig udvikling på University College London.
agouti-musen
eksempler på transgenerational epigenetisk arv inden for endogene gener, bortset fra prægede gener, er relativt sjældne. Et glimrende eksempel er imidlertid det agouti levedygtige gule (Avy) gen. Avy locus er faktisk et retrotransposon (dvs.hoppende gen), der indsættes opstrøms for agouti-genet. Selvom Avy er unik for musens genom, er elementet til stede i tusindvis af kopier. Normalt methyleres disse Avy-elementer og lukkes således. I agouti-musen er de imidlertid umethylerede og aktive, hvilket fører til en gul frakke og meget udtalt fedme.
den levedygtige gule agouti (Avy) musemodel, hvor frakkefarvevariation er korreleret med epigenetiske mærker etableret tidligt i udviklingen. Disse to mus er genetisk identiske. De har dog et andet epigenetisk methyleringsmønster på et specifikt gen loci, der påvirker hårfarve og vægt.
mus, hvis agouti-gen er “on”, er også mere tilbøjelige til at lide af diabetes og kræft som voksne. Derudover kan disse epigenetiske modifikationer af Akselelementerne transgenerationelt arves af afkom. Dette tyder på, at der ikke er mulighed for at rydde de epigenetiske mærker, der er etableret ved øksen locus i kimlinjen. Der er således en klar transgenerational epigenetisk arv via gameten.
miljøpåvirkning på arv
et af de mest spændende områder inden for epigenetisk forskning involverer forståelse af, hvordan miljø (f.eks. eksponering for toksiner eller brede oplevelser såsom kronisk stress) kan forårsage epigenetiske ændringer, og om disse ændringer kan arves transgenerationelt eller ej. Kan stress hos mor eller far påvirke et barns helbred, før de endda bliver undfanget?
området for miljømæssig epigenetik er et videnskabsområde, der involverer forskere fra mange forskellige discipliner, herunder molekylærbiologi, epidemiologi og matematik. At forstå, hvordan miljøet påvirker, hvordan genomet fungerer, ville have enorme konsekvenser for, hvordan vi nærmer os at løse aktuelle sygdomme og tænke på arv. Når det er sagt, er de data, der understøtter forholdet mellem miljø, epigenetik og transgenerationel arv, stadig voksende.
når man tænker på transgenerational epigenetisk arv, er det afgørende at fastslå, at den arvelige fænotype er afhængig af at blive passeret gennem kønscellerne (dvs.sæd og æg). Et illustrativt eksempel er, at mus opdrættet af stressede mødre er meget mere tilbøjelige til at blive stresset selv. Derudover er der kendte associative ændringer i DNA-methylering ved glukokortikoidreceptorgenet. Dette er et eksempel på en arvelig egenskab, der ikke arves via kønscellerne, selvom der er et epigenetisk grundlag. I dette tilfælde kommer de epigenetiske ændringer i afkom fra adfærdsmæssig interaktion med forældrene, ikke fra at arve epigenetikken via kønscellerne.
der er dog eksempler på miljøinducerende epigenetiske ændringer, som derefter arves af afkom gennem kønscellerne. Især transgenerational epigenetiske effekter gennem faderen er meget mindre tilbøjelige til at blive forvirret af adfærdsmæssige faktorer, da faderen bidrager langt mindre end moderen til fostrets og nyfødte miljø. Michael Skinners team producerede en af de første undersøgelser for at understøtte ideen om, at miljø kunne forårsage epigenetiske ændringer, der kunne arves gennem kønscellerne. I denne undersøgelse blev hunrotter udsat for et fungicid, og de fandt ud af, at epigenetiske ændringer, der opstod i den første generation af mandlige afkom, trofast blev videregivet gennem mindst fire generationer.
det er sandsynligvis usandsynligt, at transgenerational epigenetisk arv er et udbredt fænomen. Bestemt epigenetik spiller en vigtig rolle i differentiering af celletyper inden for en given organisme og “tilpasning” af disse væv til miljøeksponering. Endvidere er der betydelige beviser for, at disse ændringer kan forekomme i gameterne. Men jeg tror, at det mest sandsynlige resultat af disse epigenetiske ændringer er nedsat fertilitet (dvs.nedsat embryonisk levedygtighed), hvis de ikke slettes fuldstændigt under omprogrammering, snarere end erhvervede træk, der derefter arves på tværs af generationer. Når det er sagt, kan en meget anden måde at se på epigenetik være som en mekanisme til “langsigtet tilpasning” eller “kortvarig udvikling”. I dette tilfælde bliver transgenerational epigenetisk arv i det væsentlige nødvendig for artens overlevelse. Uanset hvad vil forskningen på dette område fortsætte med at udvide og begejstre i de kommende år.