foetale ontwikkeling en imprintstoornissen

Er wordt ook gedacht dat een goede epigenetische overerving van genomische imprint ook van cruciaal belang is voor latere ontwikkeling. Vooral, sommige van de imprint genen lijken belangrijk te zijn voor de vroege ontwikkeling van de hersenen en, wanneer niet goed gemethyleerd, kan leiden tot ziekten zoals Prader-Willi syndroom, Beckwith-wiedermann syndroom, Silver-Russell syndroom, en Angelman syndroom. Er wordt ook gedacht dat deze imprint genen betrokken zijn bij de groei meer in het algemeen. Hieronder is een uitstekend interview van EpiGenie met Dr. Gudrun Moore, die de epigenetica van groei en vroege ontwikkeling bestudeert aan het University College London.

de agouti muis

voorbeelden van transgenerationele epigenetische overerving binnen endogene genen, anders dan ingeprente genen, zijn relatief zeldzaam. Een uitstekend voorbeeld is echter het agouti viable yellow (Avy) gen. De Avy locus is eigenlijk een retrotransposon (d.w.z. springgen) dat stroomopwaarts van het agouti-gen wordt ingebracht. Hoewel Avy uniek is voor het muizengenoom, is het element aanwezig in duizenden exemplaren. Normaal gesproken worden deze Avy-elementen geméthyleerd, dus uitgeschakeld. Echter, in de Agouti muis, ze zijn unmethylated en actief, wat leidt tot een gele vacht en zeer uitgesproken obesitas.

het levensvatbare gele agouti (Avy) muismodel, waarin de kleurvariatie van de vacht wordt gecorreleerd aan epigenetische kenmerken die vroeg in de ontwikkeling zijn vastgesteld. Deze twee muizen zijn genetisch identiek. Nochtans, hebben zij een verschillend epigenetisch methylatiepatroon bij een specifieke genloci die haarkleur en gewicht beà nvloedt.

muizen met het agouti-gen “on” hebben als volwassenen ook meer kans op diabetes en kanker. Bovendien, kunnen deze epigenetische wijzigingen aan de Axe elementen transgenerationeel worden geërfd door de nakomelingen. Dit suggereert dat er een mislukking is om de epigenetische merktekens te wissen die bij de Axe locus in de kiemlijn worden gevestigd. Er is dus een duidelijke transgenerationele epigenetische overerving via de gamete.

milieu-impact op overerving

een van de meest opwindende gebieden van epigenetisch onderzoek is het begrijpen van hoe milieu (bijvoorbeeld blootstelling aan toxines of brede ervaringen zoals chronische stress) epigenetische veranderingen kan veroorzaken en of deze veranderingen transgenerationeel kunnen worden overgeërfd. Kan stress bij de moeder of vader de gezondheid van een kind beïnvloeden voordat ze zelfs maar worden verwekt?

het gebied van epigenetica in het milieu is een wetenschapsgebied dat wetenschappers uit vele verschillende disciplines omvat, waaronder moleculaire biologie, epidemiologie en wiskunde. Begrijpen hoe het milieu invloed heeft op hoe het genoom werkt zou enorme gevolgen hebben op hoe we omgaan met het oplossen van huidige ziekten en denken over overerving. Dat gezegd zijnde, zijn de gegevens die de relatie tussen milieu, epigenetica, en transgenerationele overerving steunen nog ontluikend.

wanneer wordt nagedacht over transgenerationele epigenetische overerving, is het van cruciaal belang vast te stellen dat het erfelijke fenotype afhankelijk is van het doorgeven door de gameten (d.w.z. sperma en eieren). Een illustratief voorbeeld is dat muizen die worden opgevoed door gestresste moeders veel meer kans hebben om zelf gestrest te worden. Bovendien zijn er bekende associatieve veranderingen in methylering van DNA bij het glucocorticoid receptorgen. Dit is een voorbeeld van een erfelijke eigenschap die niet via de gameten wordt geërfd, ook al is er een epigenetische basis. In dit geval, komen de epigenetische veranderingen in de nakomelingen van gedragsinteractie met de ouder, niet van het erven van de epigenetica via de gameten.

Er zijn echter voorbeelden van milieu-inducerende epigenetische veranderingen die vervolgens door het nageslacht via de gameten worden overgeërfd. Vooral transgenerationele epigenetische effecten door de vader zullen veel minder waarschijnlijk worden verstoord door gedragsfactoren, omdat de vader veel minder dan de moeder bijdraagt aan de omgeving van de foetus en de pasgeborene. Michael Skinner ‘ s team produceerde een van de eerste studies om het idee te ondersteunen dat de omgeving epigenetische veranderingen kan veroorzaken die door de gameten kunnen worden geërfd. In deze studie werden vrouwelijke ratten blootgesteld aan een fungicide (vinclozolin) en zij vonden dat epigenetische veranderingen die zich voordeden in de eerste generatie mannelijke nakomelingen getrouw werden doorgegeven door ten minste vier generaties.

Het is waarschijnlijk onwaarschijnlijk dat transgenerationele epigenetische overerving een wijdverbreid fenomeen is. Epigenetica speelt zeker een belangrijke rol bij het differentiëren van celtypes binnen een bepaald organisme en het “aanpassen” van deze weefsels aan blootstelling aan het milieu. Verder is er significant bewijs dat deze veranderingen kunnen optreden in de gameten. Maar ik geloof dat de meest waarschijnlijke uitkomst van deze epigenetische veranderingen verminderde vruchtbaarheid (d.w.z., verminderde embryonale levensvatbaarheid) is als ze niet volledig worden gewist tijdens het herprogrammeren, in plaats van verworven eigenschappen die vervolgens over generaties worden geërfd. Dat gezegd hebbende, zou een heel andere manier van kijken naar epigenetica kunnen zijn als een mechanisme voor “aanpassing op lange termijn” of “evolutie op korte termijn”. In dit geval wordt transgenerationele epigenetische overerving essentieel voor het overleven van de soort. Hoe dan ook, het onderzoek op dit gebied zal de komende jaren blijven uitbreiden en prikkelen.