magzati fejlődés és lenyomat rendellenességek
azt is gondolják, hogy a genomi lenyomat megfelelő epigenetikus öröklődése kritikus a későbbi fejlődés szempontjából is. Különösen úgy tűnik, hogy néhány lenyomatgén fontos a korai agyfejlődéshez, és ha nem megfelelően metilezik, olyan betegségekhez vezethet, mint a Prader-Willi-szindróma, a Beckwith-Wiedermann-szindróma, a Silver-Russell-szindróma és az Angelman-szindróma. Úgy gondolják továbbá, hogy ezek a lenyomatgének szélesebb körben vesznek részt a növekedésben. Az alábbiakban egy kiváló interjú EpiGenie-től Dr. Gudrun Moore-val, aki a növekedés és a korai fejlődés epigenetikáját tanulmányozza a University College Londonban.
az agouti egér
példák a transzgenerációs epigenetikus öröklődésre az endogén géneken belül, kivéve a lenyomott géneket, viszonylag ritka. Az egyik kiváló példa azonban az agouti életképes sárga (Avy) gén. Az Avy lokusz valójában egy retrotranszpozon (azaz ugró gén), amelyet az agouti gén előtt helyeznek be. Bár az Avy egyedülálló az egér genomjában, az elem több ezer példányban van jelen. Általában ezek az Avy elemek metilálódnak, így kikapcsolnak. Az Agouti egérben azonban nem metiláltak és aktívak, ami sárga szőrzethez és nagyon kifejezett elhízáshoz vezet.
az életképes sárga agouti (Avy) egér modell, amelyben a kabát színváltozása korrelál a fejlesztés korai szakaszában kialakult epigenetikai jelekkel. Ez a két egér genetikailag azonos. Azonban eltérő epigenetikus metilációs mintázatuk van egy adott gén lokuszon, amely befolyásolja a haj színét és súlyát.
azok az egerek, amelyek agouti génje “be” van kapcsolva, felnőttként nagyobb valószínűséggel szenvednek cukorbetegségben és rákban. Ezenkívül az Axy elemek ezen epigenetikai módosításait az utódok transzgenerációsan örökölhetik. Ez arra utal, hogy nem sikerül megtisztítani azokat az epigenetikai jeleket, amelyek a csíravonal axiális lókuszán vannak kialakítva. Így egyértelmű transzgenerációs epigenetikus öröklés van az ivarsejten keresztül.
környezeti hatás az öröklődésre
az epigenetikai kutatások egyik legizgalmasabb területe annak megértése, hogy a környezet (pl. toxinoknak való kitettség vagy széles körű tapasztalatok, például krónikus stressz) epigenetikai változásokat okozhat, és hogy ezek a változások transzgenerációsan öröklődhetnek-e vagy sem. Hatással lehet-e az anya vagy az apa stressze a gyermek egészségére, még mielőtt még megfogannának?
a környezeti epigenetika területe olyan tudományterület, amely számos különböző tudományág tudósait foglalja magában, beleértve a molekuláris biológiát, az epidemiológiát és a matematikát. Annak megértése, hogy a környezet hogyan befolyásolja a genom működését, hatalmas hatással lenne arra, hogyan közelítjük meg a jelenlegi betegségek megoldását és gondolkodunk az öröklődésről. Ennek ellenére az adatok, amelyek alátámasztják a környezet, az epigenetika és a transzgenerációs öröklés közötti kapcsolatot, még mindig kialakulóban vannak.
amikor a transzgenerációs epigenetikus öröklődésre gondolunk, kritikus annak megállapítása, hogy az örökölt fenotípus attól függ, hogy átjut-e az ivarsejteken (azaz a spermiumokon és a petesejteken). Szemléltető példa az, hogy a stresszes anyák által nevelt egereket sokkal nagyobb valószínűséggel hangsúlyozzák maguk. Ezenkívül ismertek asszociatív változások a DNS metilációjában a glükokortikoid receptor génnél. Ez egy példa egy örökölt tulajdonságra, amelyet nem az ivarsejtek örökölnek, annak ellenére, hogy van epigenetikai alapja. Ebben az esetben az utódok epigenetikai változásai a szülővel való viselkedési interakcióból származnak, nem pedig az epigenetika ivarsejteken keresztüli örökléséből.
vannak azonban példák arra, hogy a környezet epigenetikai változásokat idéz elő, amelyeket az utódok az ivarsejteken keresztül örökölnek. Különösen az apán keresztüli transzgenerációs epigenetikai hatásokat sokkal kevésbé valószínű, hogy megzavarják a viselkedési tényezők, mivel az apa sokkal kevésbé járul hozzá a magzat és az újszülött környezetéhez, mint az anya. Michael Skinner csapata elkészítette az egyik első tanulmányt, amely alátámasztotta azt az elképzelést, hogy a környezet epigenetikai változásokat okozhat, amelyek az ivarsejteken keresztül öröklődhetnek. Ebben a vizsgálatban a nőstény patkányokat fungicidnek (vinklozolin) tették ki, és azt találták, hogy az első generációs hím utódokban bekövetkezett epigenetikai változások legalább négy generáción keresztül hűségesen továbbadódtak.
valószínűleg nem valószínű, hogy a transzgenerációs epigenetikus öröklés széles körben elterjedt jelenség. Természetesen az epigenetika fontos szerepet játszik a sejttípusok megkülönböztetésében egy adott organizmuson belül, és “adaptálja” ezeket a szöveteket a környezeti expozícióhoz. Továbbá jelentős bizonyíték van arra, hogy ezek a változások előfordulhatnak az ivarsejtekben. De úgy gondolom, hogy ezeknek az epigenetikai változásoknak a legvalószínűbb eredménye a csökkent termékenység (azaz az embrionális életképesség csökkenése), ha az újraprogramozás során nem törlődnek teljesen, nem pedig a megszerzett tulajdonságok, amelyeket aztán generációkon át örökölnek. Ennek ellenére az epigenetika nagyon eltérő megközelítése lehet a “hosszú távú alkalmazkodás” vagy a “rövid távú evolúció”mechanizmusa. Ebben az esetben a transzgenerációs epigenetikus öröklés alapvetően szükségessé válik a faj túléléséhez. Akárhogy is, a kutatás ezen a területen tovább bővül és gerjeszti az elkövetkező években.