Дифференциальное функционирование материнского и отцовского геномов
При любом современном обсуждении генетических проблем, будь то исследования или медицина, обязательно необходимо считаться с тем, обнаруживает ли данный ген двуродительский (т.е. диплоидный) характер экспрессии или же подвержен геномному импринтингу и демонстрирует специфичную в отношении родителя (т.е. гаплоидную) экспрессию. Как это ни удивительно, после того как было однозначно показано, что три гена у мышей обнаруживают специфичную в отношении родителя экспрессию, широкого признания существование и значение геномного импринтинга не получили вплоть до начала 1990-х годов, несмотря на его важность для здоровья и благополучия человека.
Однако специфичное в отношении родителя поведение целых хромосом уже наблюдали в цитогенетических исследованиях хромосом у членистоногих еще в 1930-е годы ( Chandra and Nanjundiah, 1990 ). Интересно, что термин "хромосомный импринтинг" впервые был предложен для описания элиминации хромосом отцовского происхождения у некоторых видов артропод ( Crouse et al., 1971 ). Был также замечен хромосомный импринтинг Х-хромосомы млекопитающих, который приводит к инактивации одной из двух Х-хромосом, а именно хромосомы отцовского происхождения, во всех клетках самок сумчатых и в экстраэмбриональных тканях мыши ( Cooper et al., 1971 ). В тот же самый период классические генетики получали у мышей мутантов с хромосомными транслокациями, которые заложили фундамент для наблюдений экспрессии импринтированных генов. Некоторые из этих "транслокационных" мышей, первоначально использовавшихся для картирования генов на хромосомах, демонстрировали специфичный в отношении родителя фенотип, когда определенные хромосомные участки были унаследованы как дупликации хромосомы одного родителя в отсутствие хромосомы другого родителя (что известно как однородительская дисомия, или UPD , рис. 19.1 ). Эти результаты указывали на возможность того, "что для нормального развития мыши важна гаплоидная экспрессия определенных материнских или отцовских генов" ( Searle and Beechey, 1978 ). В то же самое время другие генетики использовали необычного мутанта мыши, известного как " Hairpin-tail ", который имел большую делецию хромосомы 17, для того чтобы однозначно опровергнуть основной принцип генетики, согласно которому " организмы, гетерозиготные по данному локусу, фенотипически идентичны независимо от того, какая гамета внесла в генотип ту или иную аллель" ( Johnson, 1974 ). Вместо этого потомство, получившее делецию Hairpin-tail от матери, имело увеличенные размеры и погибало в середине эмбрионального развития, тогда как передача генетически идентичной хромосомы от отца давала жизнеспособных и фертильных мышей ( рис. 19.1 ). В ретроспективном плане можно отметить, что несмотря на существование инактивации импринтированной Х-хромосомы у млекопитающих пользовавшаяся наибольшим вниманием трактовка этих экспериментов с генетическими транслокациями и делециями сводилась к тому, что гены на этих аутосомах в гаплоидном яйце или спермии действовали главным образом, чтобы модифицировать белки, используемые позже в эмбриональном развитии. Несмотря на это концепция дифференциального функционирования материнского и отцовского геномов обретала почву, и было выдвинуто предположение, что "материнский геном мог бы быть в норме активным в хромосомном участке Hairpin-tail, в то время как его отцовский партнер преимущественно инактивирован" ( McLaren, 1979 ).
Смотрите также:
