DNA보다 유전자가 더 많다

영국과 오스트리아의 생물 학자들은 마우스 게놈에 각인 된 71 개의 새로운 유전자를 발견했습니다.

바스 대학과 비엔나 대학의 생물 학자들은 마우스 게놈에서 “각인 된”71 개의 새로운 유전자를 발견했습니다.이 발견은 유전자가 어떻게 작동 하는지를 설명하는 과학 분야 인 후성 유전학의 신비를 밝히는 데 한 걸음 더 가까워졌습니다. 및 끄기) 발달 및 사춘기의 다른 단계에서 다른 세포에서.

유전에서 각인 된 유전자의 중요성을 이해하려면 물러서서 유전이 일반적으로 어떻게 작동하는지 물어볼 필요가 있습니다. 인체에있는 30 조개 세포의 대부분은 어머니와 아버지 모두에서 온 유전자를 포함하고 있으며 각 부모는 각 유전자의 사본 하나를 제공합니다. 독특한 유전자 조합은 개인을 독특하게 만드는 방법의 일부입니다. 일반적으로 한 쌍의 각 유전자는 특정 세포에서 활성 또는 비활성입니다. 각인 된 유전자의 경우는 그렇지 않습니다. 총 20,000 개 이상의 유전자 중 1 % 미만을 구성하는 이러한 유전자는 한 부모 사본에서 다른 것보다 더 활동적인 (때로는 더 활동적인) 경향이 있습니다.

지금까지 연구진은 마우스 게놈에 각인 된 약 130 개의 잘 문서화 된 유전자를 알고있었습니다. 새로운 추가로 그 수가 200 개 이상으로 늘어났습니다. Bath의 생물학 및 생화학과에서 연구를 이끌었던 Tony Berry 교수는 말했습니다. : ‘각인은 건강과 질병에 다른 영향을 미치는 중요한 유전자 계열에 영향을 미치므로 70 개 이상의 새로운 유전자가 퍼즐의 중요한 부분에 추가됩니다. “

히스톤의 중요성

새로 확인 된 유전자에 대한 면밀한 조사를 통해 Berry 교수와 동료들은 두 번째 중요한 발견을 할 수있었습니다. 각인 된 유전자를 켜고 끄는 것이 항상 DNA 메틸화와 관련이있는 것은 아닙니다. 메틸기가 게놈 DNA에 추가되기 때문입니다 (유전자 활성을 억제하는 것으로 알려진 과정). 및 꺼짐). DNA 메틸화는 최초의 알려진 지문 유형이며, 약 30 년 전에 발견되었습니다. 새로운 작업의 결과로 볼 때 각인 과정에 가장 큰 기여는 염색체의 게놈 DNA에 싸여있는 구조 인 히스톤에 의해 이루어집니다.

정상적인 4 일령 마우스 배아 (L)와 같은 나이의 태아를 모체 염색체 (파테 노게 노트) 만 포함하도록 조작했습니다. 이 단계에서 배아 (배반포)는 비슷하게 보이지만 배 스노 제네틱은 곧 죽을 것이며, 이는 양쪽 부모로부터 각인 된 유전자를 물려받는 것의 중요성을 확인시켜줍니다. 다른 세포 유형은 녹색 또는 빨간색으로 염색됩니다. 크레딧 : Dr. 바스 대학교 아사미 마키

과학자들은 히스톤이 유전자의 ‘희미한’스위치 역할을하여 퇴색 (또는 다시 켜짐)을 유발한다는 사실을 얼마 동안 알고 있었지만 지금까지 DNA 메틸화가 각인 된 유전자의 활동에 대한 마스터 키를 제공한다고 생각되었습니다. 새로운 연구의 결과는이 가정에 의문을 던졌습니다. 새로 확인 된 여러 유전자가 히스톤 3 라이신 27 (H3K27me3)의 변화와 관련이있는 것으로 밝혀졌으며 DNA 메틸화와 관련된 소수만이 발견되었습니다.

인쇄가 중요한 이유

과학자들은 아직 한 유전자의 부모 복사본을 켜거나 끄고 다른 유전자가 반대 상태에있는 동안 그렇게 유지하는 방법을 알아 내지 못했습니다. 이러한 켜기 / 끄기 전환의 대부분은 배우자 형성 (정자와 난자) 중에 발생하는 것으로 알려져 있지만 정확한 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다. 이 새로운 연구는 일부 각인 된 유전자가 배우자에서 표시되지 않을 수 있지만 나중에 발달 또는 성인기에 활성화 될 수 있다는 흥미로운 가능성을 지적합니다.

비록 적은 비율의 유전자 만 포함하고 있지만, 각인은 노년에 중요합니다. 오류가 발생하고 한 부모의 각인 된 유전자가 꺼져 야 할 때 켜진 경우 (또는 반대로), 질병 또는 사망이 발생합니다. 각인 된 유전자는 신경 및 대사 장애와 암을 포함한 많은 질병과 관련이 있습니다.

페리 교수는 “우리는 각인과 질병 사이의 관계뿐만 아니라 비만과 같이 부모로부터 얻은 질병의 유전에 대한 각인의 관계를 과소 평가할 수있다”고 말했다. “우리는이 개선 된 자연 그림이 질병에 대한 우리의 이해를 높이기를 바랍니다.”

참조 : Laura Santini, Florian Halpreter, Fabian Titz-Tixeira, Toru Suzuki, Maki Asami, Xiaoyan Ma, Julia Ramsmayr, Andreas Lackner, Nick War, Florian Poehler 및 Simon Heppenmeier Ernst의 “마우스 배반포의 유전 각인은 주로 H3K27me3와 관련이 있습니다.” Lau, Matthias Varleck, Christoph Bock, Andreas Beyer, Anthony CF Berry 및 Martin Lieb, 2021 년 6 월 21 일, 자연 연결.
DOI : 10.1038 / s41467-021-23510-4