dezvoltare fetală și tulburări de amprentă
se crede, de asemenea, că moștenirea epigenetică adecvată a imprimării genomice este critică și pentru dezvoltarea ulterioară. În special, unele dintre genele imprint par a fi importante pentru dezvoltarea timpurie a creierului și, atunci când nu sunt metilate corespunzător, pot duce la boli precum sindromul Prader-Willi, sindromul Beckwith-Wiedermann, sindromul Silver-Russell și sindromul Angelman. De asemenea, se crede că aceste gene de amprentă sunt implicate în creșterea mai largă. Mai jos este un interviu excelent de la EpiGenie cu Dr.Gudrun Moore, care studiază epigenetica creșterii și dezvoltării timpurii la University College London.
șoarecele agouti
Exemple de moștenire epigenetică transgenerațională în genele endogene, altele decât genele imprimate, sunt relativ rare. Cu toate acestea, un exemplu excelent este cel al genei galbene viabile agouti (Avy). Locusul Avy este de fapt un retrotransposon (adică gena săritoare) care este inserat în amonte de gena agouti. Deși Avy este unic pentru genomul mouse-ului, elementul este prezent în mii de exemplare. În mod normal, aceste elemente Avy sunt metilate, astfel, oprite. Cu toate acestea, la șoarecele Agouti, acestea sunt nemetilate și active, ducând la un strat galben și obezitate foarte pronunțată.
modelul viabil de șoarece agouti galben (Avy), în care variația culorii stratului este corelată cu semnele epigenetice stabilite la începutul dezvoltării. Acești doi șoareci sunt identici genetic. Cu toate acestea, au un model diferit de metilare epigenetică la un loci genic specific care afectează culoarea și greutatea părului.
șoarecii a căror genă agouti este „on” sunt, de asemenea, mai predispuși să sufere de diabet și cancer ca adulți. În plus, aceste modificări epigenetice ale elementelor axiale pot fi moștenite transgenerațional de descendenți. Acest lucru sugerează că există un eșec pentru a șterge semnele epigenetice care sunt stabilite la Axy locus în linia germinală. Astfel, există o moștenire epigenetică transgenerațională clară prin intermediul gametului.
impactul asupra mediului asupra moștenirii
unul dintre cele mai interesante domenii ale cercetării epigenetice implică înțelegerea modului în care mediul (de exemplu, expunerile la toxine sau experiențe largi, cum ar fi stresul cronic) poate provoca modificări epigenetice și dacă aceste modificări pot fi sau nu moștenite transgenerațional. Stresul la mamă sau tată poate afecta sănătatea unui copil înainte de a fi conceput?
domeniul epigeneticii mediului este un domeniu al științei care implică oameni de știință din multe discipline diferite, inclusiv biologie moleculară, epidemiologie și matematică. Înțelegerea modului în care mediul influențează modul în care funcționează genomul ar avea implicații masive asupra modului în care abordăm rezolvarea bolilor actuale și ne gândim la moștenire. Acestea fiind spuse, datele care susțin relația dintre Mediu, epigenetică și moștenirea transgenerațională sunt încă în curs de formare.
când ne gândim la moștenirea epigenetică transgenerațională, este esențial să stabilim că fenotipul moștenit depinde de trecerea prin gameți (adică spermă și ouă). Un exemplu ilustrativ este că șoarecii crescuți de mame stresate sunt mult mai predispuși să fie stresați ei înșiși. În plus, există modificări asociative cunoscute în metilarea ADN-ului la gena receptorului glucocorticoid. Acesta este un exemplu de caracteristică moștenită care nu este moștenită prin gameți, chiar dacă există o bază epigenetică. În acest caz, modificările epigenetice ale descendenților provin din interacțiunea comportamentală cu părintele, nu din moștenirea epigeneticii prin gameți.
cu toate acestea, există exemple de mediu care induc modificări epigenetice care sunt apoi moștenite de descendenți prin gameți. În special, efectele epigenetice transgeneraționale prin tată sunt mult mai puțin susceptibile de a fi confundate de factori comportamentali, deoarece tatăl contribuie mult mai puțin decât mama la mediul fătului și nou-născutului. Echipa lui Michael Skinner a produs unul dintre primele studii pentru a susține ideea că mediul ar putea provoca schimbări epigenetice care ar putea fi moștenite prin gameți. În acest studiu, șobolanii femele au fost expuși la un fungicid (vinclozolin) și au descoperit că modificările epigenetice care au avut loc la descendenții masculi din prima generație au fost transmise cu fidelitate prin cel puțin patru generații.
este probabil puțin probabil ca moștenirea epigenetică transgenerațională să fie un fenomen răspândit. Desigur, epigenetica joacă un rol major în diferențierea tipurilor de celule într-un anumit organism și „adaptarea” acestor țesuturi la expunerea mediului. Mai mult, există dovezi semnificative că aceste schimbări pot apărea în gameți. Dar cred că rezultatul cel mai probabil al acestor modificări epigenetice este scăderea fertilității (adică scăderea viabilității embrionare) dacă nu sunt șterse complet în timpul reprogramării, mai degrabă decât trăsăturile dobândite care sunt apoi moștenite de-a lungul generațiilor. Acestea fiind spuse, un mod foarte diferit de a privi epigenetica ar putea fi ca un mecanism pentru „adaptarea pe termen lung” sau „evoluția pe termen scurt”. În acest caz, moștenirea epigenetică transgenerațională devine esențială pentru supraviețuirea speciei. Oricum, cercetarea în acest domeniu va continua să se extindă și să excite în următorii ani.