Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Активность мутантных генов выше в хромосомах, полученных от отца

Гены млекопитающих работают по-отцовски

Кирилл Стасевич, «Наука и жизнь»

У любого зверя в геноме объединены гены от обоих родителей. Пресловутый двойной набор хромосом формируется при объединении генетического материала от отца и от матери, так что хромосомы поделены на гомологичные пары, с различными вариантами одних и те же генов. И если взять пару гомологичных хромосом, то в одном и том же месте и в одной, и в другой мы найдём ген, кодирующий, к примеру, инсулин – но материнский и отцовский варианты будут отличаться по мутациям. 

Однако, если свои гены млекопитающие получают поровну, то и мутации должны быть поделены поровну: и отец, и мать дают ребёнку примерно одинаковое их количество. Это действительно так, однако, если оценивать мутации по их проявлению, то отцовские проявляются в потомстве сильнее, чем материнские.

Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл экспериментировали с тремя линиями лабораторных мышей, которые генетически отличались друг от друга примерно так же, как отличаются друг от друга разные люди. Обычно наследственные эффекты, влияние мутаций и т. д. изучают, скрещивая животных, относящихся к одной чистой линии и почти не отличающихся друг от друга по генам. Так мы можем наблюдать какой-то феномен, не беспокоясь о том, как на него повлияют индивидуальные особенности организма. Но, если мы собираемся по таким мышам судить о человеке, стоит помнить, что у человека как раз никаких чистых линий нет – поскольку нет ограничений на скрещивание – так что высочайшее генетическое разнообразие может как угодно влиять на те эффекты и феномены, которые мы наблюдали в чистом виде на животных. И, если мы хотим увидеть, как генетические эффекты срабатывают в реальной жизни, то нам нужно скрещивать между собой разные линии – что и было сделано (см. пресс-релиз UNC Health Care: Genetically speaking, mammals are more like their fathers).

Джеймс Кроули (James Crowley) и его коллеги «смешали» друг с другом три мышиных линии, причём каждая линия выступала как с материнской стороны, так и с отцовской; в результате в потомстве вышло девять видов гибридов. Когда мыши повзрослели, у них проанализировали активность генов в четырёх разных тканях, включая нервную ткань головного мозга. Полученные данные сравнивали с тем, насколько активны были те же гены у родителей.

Активность гена можно определить по количеству считанной с него мРНК: чем её больше, тем сильнее работает ген. В дальнейшем мРНК служит матрицей для сборки белковых молекул, и здесь вступают свои механизмы регуляции: например, мРНК может «замолчать» или просто деградировать. Однако в первом приближении можно считать, что количество мРНК определяет количество белка, то есть активный ген производит больше белкового «признака». Огромный класс мутаций влияет как раз на синтез (транскрипцию) мРНК – их называют регуляторными мутациями, и именно с них часто начинаются сложные заболевания, связанные с ненормальной активностью того или иного гена, такие, как диабет, сердечно-сосудистые болезни и многие другие.

Оказалось, как пишут авторы работы в Nature Genetics (Crowley et al., Analyses of allele-specific gene expression in highly divergent mouse crosses identifies pervasive allelic), что большая часть генов (и в том числе и тех, что функционируют в мозге) у потомства воспроизводила именно отцовский тип активности. То есть, если какой-то ген работает, как надо, или недорабатывает, или же слишком активен, то, скорее всего, в этом «заслуга» отца.

Ещё раз стоит подчеркнуть, что речь идёт не о вообще всех возможных мутациях, а лишь о регуляторных, то есть о тех, которые влияют на активность гена (потому что, например, есть и другие, которые могут изменять саму структуру белка, никак не сказываясь на его количестве или же количестве его мРНК). Причём, скорее всего, так обстоят дела у всех млекопитающих, то есть если вы внешне и похожи на маму, то относительно регуляции обмена веществ или работы нейронов мозга вы подчиняетесь отцовским инструкциям. Полученные результаты заставляют вспомнить так называемый геномный импринтинг (не путать с поведенческим!) – давно известное биологам явление, когда активность генов зависит от их происхождения. Например, у тех же млекопитающих в случае белка, называемого инсулиноподобным фактором роста IGF2, работает только тот аллель (вариант гена), который достался от отца; материнский же аллель IGF2 молчит. При импринтинге активно задействованы эпигенетические модификации ДНК, которые блокируют всякую активность «ненужного» гена.

Но импринтируемых генов у млекопитающих немного, всего 95, да и импринтинг может быть как отцовским, так и материнским. Теперь же к ним добавилось ещё несколько сотен с отцовским перекосом в активности. Что за молекулярные механизмы задействованы тут, ещё предстоит выяснить. С другой стороны, хотя авторы и говорят, что мы имеем дело с общей закономерностью для всех зверей, хотелось бы дополнительных подтверждений того, что у человека дела обстоят точно так же, поскольку тут дело касается уже практических вопросов, связанных с генетической диагностикой и терапией. Ведь теперь получается, что если в вашей ДНК нашли неприятную мутацию, важно знать, от кого она к вам пришла, от отца или от матери – от этого будет зависеть, насколько она может испортить вам жизнь.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
05.03.2015

Читать статьи по темам:

аллели мутация хромосомы экспрессия генов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Хулиганами сначала рождаются, а потом становятся?

Ученые из Квебека изучили генетическую предрасположенность к антисоциальному поведению. Оказалось, что оно обусловлено наследственностью и влиянием среды.

читать

Склонность к насилию передается подобно гемофилии

О том, что гены вносят немалый вклад в склонность человека к агрессии, науке уже известно. Финские ученые проанализировали участие конкретных генов в насильственном поведении на большой выборке уголовных преступников.

читать

Чисто гренландская причина диабета

В геноме европейцев такая мутация отсутствует, но она встречается у 23% гренландцев. 60% индивидов старше 40 лет, унаследовавшие определенный вариант гена TBC1D4 от обоих родителей, болеют сахарным диабетом второго типа.

читать

Сколько Indy нужно для продления жизни?

Максимальную продолжительность жизни дрозофил обеспечивает умеренное количество белка мутантного гена Indy (от англ. I’m Not Dead Yet – я еще не умер); немного меньшую – его избыточная экспрессия. Мухи с двумя нормальными копиями этого гена живут значительно меньше.

читать

Супружеское счастье зависит от генов

Эмоциональная удовлетворенность каждого из супругов отношениями в браке зависит от присутствующего у них варианта гена, регулирующего перенос нейромедиатора серотонина в головном мозге.

читать