Fetal development and imprint disorders

on myös ajateltu, että oikea epigeneettinen periytyminen genomisesta imprinting on kriittinen myös myöhemmän kehityksen kannalta. Erityisesti osa muistijäljen geeneistä näyttää olevan tärkeitä aivojen varhaiskehitykselle, ja jos niitä ei metyloida kunnolla, ne voivat johtaa sairauksiin, kuten Prader-Willin oireyhtymään, Beckwith-Wiedermannin oireyhtymään, Silver-Russellin oireyhtymään ja Angelmanin oireyhtymään. On myös ajateltu, että nämä jälki-geenit ovat mukana kasvussa laajemminkin. Alla on erinomainen epigenien Haastattelu tohtori Gudrun Mooren kanssa, joka tutkii kasvun ja varhaisen kehityksen epigenetiikkaa University College Londonissa.

agouti-hiiri

esimerkkejä endogeenisten geenien, muiden kuin painettujen geenien, transsukupuolisesta epigeneettisestä periytymisestä on suhteellisen harvinaista. Yksi erinomainen esimerkki on kuitenkin agoutin elinkelpoinen keltainen (Avy) geeni. Avy-lokus on itse asiassa retrotransposoni (eli hyppygeeni), joka lisätään agouti-geenin yläjuoksulle. Vaikka avy on ainutlaatuinen hiiren genomille, alkuainetta on tuhansia kopioita. Normaalisti nämä Avy-alkuaineet metyloidaan, jolloin ne sammuvat. Agouti-hiirellä ne ovat kuitenkin metyloitumattomia ja aktiivisia, mikä johtaa keltaiseen Turkkiin ja erittäin voimakkaaseen lihavuuteen.

elinkelpoinen keltainen agouti (Avy) – hiirimalli, jossa Turkin värivaihtelu korreloi varhaisessa kehitysvaiheessa todettuihin epigeneettisiin merkkeihin. Nämä kaksi hiirtä ovat geneettisesti identtisiä. Niillä on kuitenkin erilainen epigeneettinen metylaatiomalli tietyssä geenilokissa, joka vaikuttaa hiusten väriin ja painoon.

Hiiret, joiden agouti-geeni on ”on”, sairastuvat aikuisina todennäköisemmin myös diabetekseen ja syöpään. Lisäksi nämä Aksyelementtien epigeneettiset muunnokset voivat periytyä jälkeläisiltä sukupolvelta toiselle. Tämä viittaa siihen, että itulinjan Aksy-lokukseen perustuvien epigeneettisten merkkien selvittäminen on epäonnistunut. Sukusolujen kautta on siis olemassa selvä ylisukupolvinen epigeneettinen periytyminen.

ympäristövaikutukset periytymiseen

yksi epigeneettisen tutkimuksen mielenkiintoisimmista alueista on ymmärtää, miten ympäristö (esim.altistuminen toksiineille tai laajat kokemukset, kuten krooninen stressi) voivat aiheuttaa epigeneettisiä muutoksia ja voivatko nämä muutokset periytyä sukupolvelta toiselle. Voiko äidin tai isän stressi vaikuttaa lapsen terveyteen ennen kuin he ovat edes hedelmöittyneet?

ympäristöepigenetiikan ala on tieteenala, johon osallistuu tutkijoita monista eri tieteenaloista, kuten molekyylibiologiasta, epidemiologiasta ja matematiikasta. Sen ymmärtäminen, miten ympäristö vaikuttaa siihen, miten genomi toimii, vaikuttaisi valtavasti siihen, miten lähestymme nykyisten sairauksien ratkaisemista ja ajattelemme perintöä. Tästä huolimatta tiedot, jotka tukevat suhdetta ympäristön, epigenetiikka, ja sukupolvelta toiselle periytyminen on vielä syntymässä.

kun ajatellaan transgenerationaalista epigeneettistä periytymistä, on kriittistä osoittaa, että periytyvä fenotyyppi on riippuvainen siitä, että se kulkee sukusolujen (eli siittiöiden ja munasolujen) läpi. Kuvaava esimerkki on, että stressaantuneiden emojen kasvattamat hiiret ovat paljon todennäköisemmin stressaantuneita itsekin. Lisäksi glukokortikoidireseptorigeenin DNA-metylaatiossa on tunnettuja assosiatiivisia muutoksia. Tämä on esimerkki periytyvästä ominaisuudesta, joka ei periydy sukusolujen kautta, vaikka sille on epigeneettinen perusta. Tällöin jälkeläisten epigeneettiset muutokset tulevat käyttäytymisen vuorovaikutuksesta vanhemman kanssa, eivät perimästä epigenetiikkaa sukusolujen kautta.

on kuitenkin olemassa esimerkkejä ympäristön aiheuttamista epigeneettisistä muutoksista, jotka jälkeläinen sitten perii sukusolujen kautta. Varsinkaan isän kautta periytyvät epigeneettiset vaikutukset sekoittuvat paljon epätodennäköisemmin käyttäytymistekijöihin, sillä Isä vaikuttaa sikiön ja vastasyntyneen ympäristöön paljon vähemmän kuin äiti. Michael Skinnerin ryhmä tuotti yhden ensimmäisistä tutkimuksista, jotka tukivat ajatusta siitä, että ympäristö voisi aiheuttaa epigeneettisiä muutoksia, jotka voisivat periytyä sukusolujen kautta. Tässä tutkimuksessa naarasrotat altistettiin sienitautien torjunta-aineelle (vinklotsoliini) ja he havaitsivat, että ensimmäisen sukupolven urospuolisilla jälkeläisillä tapahtuneet epigeneettiset muutokset periytyivät uskollisesti ainakin neljän sukupolven ajan.

on todennäköisesti epätodennäköistä, että Transsukupuolinen epigeneettinen periytyminen olisi laajalle levinnyt ilmiö. Epigenetiikalla on varmasti suuri merkitys tietyn organismin solutyyppien erottamisessa ja näiden kudosten ”sopeuttamisessa” ympäristön altistumiseen. Lisäksi on merkittävää näyttöä siitä, että näitä muutoksia voi esiintyä sukusoluissa. Mutta uskon, että todennäköisin tulos näistä epigeneettisistä muutoksista on vähentynyt hedelmällisyys (eli vähentynyt alkion elinkelpoisuus), jos ne eivät ole täysin poistettu ohjelmoinnin aikana, eikä hankittu ominaisuuksia, jotka sitten periytyvät sukupolvelta toiselle. Epigenetiikkaa voitaisiin kuitenkin tarkastella hyvin erilaisella tavalla ”pitkän aikavälin sopeutumisen” tai ”lyhyen aikavälin evoluution”mekanismina. Tällöin transgeneratiivinen epigeneettinen periytyminen tulee oleellisesti välttämättömäksi lajin säilymiselle. Oli miten oli, alan tutkimus laajenee ja kiihtyy tulevina vuosina.