Сосуществование этих двух процессов не представляется возможным:
1) Генетический импринтинг — это явление, при котором гены экспрессируются по-разному в зависимости от родительского происхождения:
1а. Метилированные участки ДНК не транскрибируются.
1б. Если копия гена, исходящая от мамы, метилирована, а копия папы - нет, то будет экспрессироваться только копия папы (например, синдром Прадера-Вилли).
1с. Метилирование сохраняется во время клеточных делений.
1д. Метилирование стирается в гаметогенезе, когда самки стирают отцовские отпечатки и переимпринтируют в соответствии с материнским отпечатком перед мейозом.
Но теперь я читаю о роли эпигенетики в дифференцировке клеток и обнаруживаю:
2) Дифференцировка клеток происходит со специфическими для линии паттернами метилирования.
2а. Сразу после оплодотворения (до первого клеточного деления) происходит деметилирование отцовского генома.
2б. Материнский геном подвергается деметилированию во время первых нескольких клеточных делений.
2в. Дифференцировка клеток сопровождается и, возможно, даже завершается прогрессивным реметилированием, следующим за этими «стираниями».
Источник для 2): http://labs.genetics.ucla.edu/fan/papers/HuangK_RM2010.pdf «Метилирование ДНК при дифференцировке и перепрограммировании клеток: новый систематический взгляд» Huang & Fan (2010). Реген Мед. 5(4):531-44.
Я подозреваю, что конфликта нет, и я просто неправильно понимаю одно, другое или оба. В противном случае, как может модель метилирования быть стертой как во время гаметогенеза, так и на ранних стадиях эмбрионального развития и при этом оставаться унаследованной?
Что, если импринтированные области невосприимчивы к стиранию? Кроме того, вы можете путать метилирование ДНК и метилирование гистонов (?). Классическая биохимия утверждает, что состояния метилирования ДНК могут передаваться от делящейся материнской клетки к обеим дочерним клеткам, потому что после репликации ДНК каждая из двух дочерних хромосом будет полуметилирована, а ДНК-метилаза, которая найдет полуметилированный сайт, будет метилировать другую цепь. (как механизм корректирующего редактирования). Третье, что следует учитывать в вашем вопросе, это то, что родительский импринтинг устанавливается в зародышевой линии. С точки зрения стирания других эпигенетических меток во время раннего эмбриогенеза, присутствуют только те, которые участвуют в гаметогенезе. Другими словами, насколько нам известно, гены, активируемые при развитии мышц, никогда не экспрессируются после оплодотворения в зиготических клетках, которые дадут начало первичным зародышевым клеткам, поэтому эти эпигенетические метки, специфичные для мышц, не нужно стирать у эмбриона. Ни сперма, ни яйцеклетка никогда не экспрессировали мышечный миозин и т. д.
Вероятно, существуют узкое и широкое определения импринтинга. Я предполагаю, что история исследований импринтинга будет выглядеть следующим образом.
Первоначально были признаны передачи материнского или отцовского фенотипа, и некоторые из таких фенотипов казались из-за того, что материнский или отцовский ответственный ген не работает. Как вы знаете, это явный импринтинг.
Затем было обнаружено метилирование ДНК, которое оказалось ответственным за инактивацию импринтинговых генов, определенных выше. Однако метилирование ДНК и репрессия экспрессии за счет метилирования происходят и с другими генами. Я думаю, что ES-клетки имеют отчетливый паттерн метилирования ДНК, который, вероятно, может хотя бы частично объяснить специфический паттерн экспрессии генов. Кроме того, в ходе канцерогенеза происходит подавление некоторых генов-супрессоров опухолей путем метилирования. Похоже, что метилирование ДНК регулирует экспрессию генов, а также импринтинг, определенный выше. Я знаю, что люди называют все регуляции генов импринтингом метилирования ДНК. Это широкое определение.