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ゲノム刷り込み遺伝学

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ゲノム刷り込み遺伝学
ゲノム刷り込み遺伝学

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遺伝子刷り込み、遺伝子が母親から受け継がれたのか父親から受け継がれたのかに応じて、遺伝子が異なって発現するプロセス。そのような「親の親」の影響は、有性生殖胎盤哺乳動物でのみ発生することが知られています。インプリンティングは、伝統的なメンデルの継承規則に従わない多数の遺伝パターンの1つであり、対立遺伝子の親の起源に関する無関心を前提としています(対立遺伝子とは、特定のサイトで交互に発生する可能性のある2つ以上の遺伝子のいずれかです)染色体上)。したがって、特性は母方または父方の系統に受け継がれることができます。

刷り込みメカニズム

インプリンティングは、親の配偶子形成(配偶子の形成、または男性では精子、女性では卵子)の際に行われる親DNAの変化により、遺伝子の親対立遺伝子の1つが個体の胚発生全体で沈黙するときに発生します。したがって、他の親の対立遺伝子は、胚発生中に発現することができます。これが発生するメカニズムは、インプリンティング制御領域(ICR)でのDNAメチル化(DNAの特定の領域へのCH 3またはメチル基の追加)です。受精後に細胞内DNA読み取りメカニズムが存在し、正しい親対立遺伝子が差次的発現を許可されていることを確認します。

刷り込みと胎児の発達

刷り込みは、子宮内での生活の特定の苦境を説明することができました。多くのインプリントされた遺伝子は、胚および胎児の成長、したがって成長のための子宮環境からのリソースの抽出に関連しています。しかし、母親と父親は、それぞれの子供に非対称的な親の投資があるため、リソースの抽出方法に異なる関心を持っています。これは、母親は約20年間、9か月ごとに1人の子供しか持てないという事実から生じます。

特にマウスで実施された、主要なインプリント遺伝子の系統的ノックアウト(不活性化)研究は、父親が遺伝した対立遺伝子の発現を可能にするインプリント遺伝子が妊娠中および出産後に母親からより多くの栄養素の抽出を促進する傾向があるという仮説を支持しましたより大きな子供。対照的に、母親が遺伝した対立遺伝子の発現を可能にする刷り込み遺伝子は、胎児による資源の不均衡な利用を防ぐためのメカニズムを推進する傾向があります。マウスにおけるこの差次的なリソース転送の一般的に引用されている例は、胎児の成長と胎盤の栄養素の輸送能力を強化する父方が発現した遺伝子Igf2(インスリン様成長因子2)と、過度のIgf2を分解する母親が発現したIgf2受容体(Igf2r)です。タンパク質。

インプリントされた遺伝子の影響の多くは、資源と栄養素の移動にとって重要な場所である胎盤で発生します。たとえば、母親の痕跡が欠落していると、大きくなり過ぎた胎盤(胞状奇胎)が生じます。さらに、シルバーラッセル症候群(またはラッセルシルバー症候群)、母方の片親性二染色体(染色体または部分染色体の両方のコピーが1つの親から継承されます)では、成長制限が存在します。同様の効果は、無秩序な刷り込みの他の場合にも見られます。たとえば、無秩序な刷り込みが関与している子癇前症も、子宮内での成長制限を示しています。これらの疾患の多くは、親の葛藤と子供の表現型の結果の操作の一般的なメカニズムとしての刷り込みのコンテキスト内でのみ理解できます。