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細(xì)胞對(duì)遺傳印記的反應(yīng)不同
最近更新時(shí)間：2020-8-19
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*，我們從母親那里繼承了一半的基因，而從父親那里繼承了另一半。對(duì)于大多數(shù)基因的功能而言，基因來(lái)自哪個(gè)親本并不重要。但這并非對(duì)所有基因都是正確的：大約有150個(gè)基因受到“基因組印記”的影響，這意味著它們要么僅在繼承自母親時(shí)才起作用，要么僅在繼承自父親時(shí)才活躍。這些“印跡”基因中的大多數(shù)對(duì)我們的發(fā)展都很重要。
先前的研究表明，印跡基因在某些組織中更活躍，而在另一些組織中則不太活躍。由希本邁耶（Hippenmeyer）領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在某些細(xì)胞類型中，在某些細(xì)胞類型中皮層中的印記基因也表達(dá)更強(qiáng)，即活性更高。
為了研究這種變化的基因活性的影響，研究人員利用了Hippenmeyer建立的MADM技術(shù)。 Susanne Laukoter解釋說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行顏色編碼，并同時(shí)提高或降低基因表達(dá)水平。在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們將某些細(xì)胞中印跡基因的表達(dá)加倍，而在另一些細(xì)胞中*關(guān)閉了它們的表達(dá)。因此，我們能夠在單細(xì)胞水平上觀察細(xì)胞對(duì)基因劑量變化的反應(yīng)。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞通過(guò)激活某些基因組（特別是對(duì)細(xì)胞死亡，生長(zhǎng)和突觸形成很重要的基因組）來(lái)響應(yīng)印跡基因劑量的變化。這種反應(yīng)在星形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞類型，星形膠質(zhì)細(xì)胞是一種支持神經(jīng)元的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。
詳細(xì)的分析顯示，某些父本基因雙倍劑量的星形膠質(zhì)細(xì)胞總是比相應(yīng)母本基因雙倍劑量的星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量更高。這種差異存在于整個(gè)大腦的整個(gè)發(fā)育過(guò)程中。 Florian Pauler解釋說(shuō)：“基因組印跡既可以保護(hù)父本基因倍劑量的細(xì)胞免于細(xì)胞死亡，也可以保護(hù)母體基因倍劑量加速細(xì)胞的死亡。”
較早的研究已經(jīng)表明基因組印跡和細(xì)胞死亡之間存在聯(lián)系，新發(fā)表的研究現(xiàn)在表明該聯(lián)系取決于細(xì)胞類型，并且在星形膠質(zhì)細(xì)胞中特別強(qiáng)。具有雙重母體基因的神經(jīng)元不響應(yīng)細(xì)胞死亡的變化，而是形成不同的連接和網(wǎng)絡(luò)。 Simon Hippenmeyer解釋了結(jié)果。 “每種細(xì)胞類型對(duì)二體性的反應(yīng)不同，即存在兩個(gè)母本或兩個(gè)父本基因。”這對(duì)人類可能也很重要。 “ Prader-Willi綜合征和Angelman綜合征是由印跡的染色體片段重復(fù)引起的。每個(gè)器官對(duì)重復(fù)的反應(yīng)都不同。希望，如果我們能更好地了解細(xì)胞類型特異性反應(yīng)，將來(lái)可能有針對(duì)性的治療方法”。
Hippenmeyer報(bào)告稱，這項(xiàng)研究還解決了神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的爭(zhēng)論，即大腦中有多少個(gè)基因受到基因組印跡。 “大腦皮層中有幾十個(gè)基因被印記，并顯著影響發(fā)育。”