Neuron: 细胞对遗传印记的反应不同

2019年7月27日 讯 /100医药网BIOON/ --众所周知，我们从母亲那里继承了一半的基因，而从父亲那里继承了另一半。对于大多数基因的功能而言，基因来自哪个亲本并不重要。但这并非对所有基因都是正确的：大约有150个基因受到“基因组印记”的影响，这意味着它们要么仅在继承自母亲时才起作用，要么仅在继承自父亲时才活跃。这些“印迹”基因中的大多数对我们的发展都很重要。

奥地利科学技术研究所（IST Austria）的教授Simon Hippenmeyer及其研究小组，包括Postdoc Susanne Laukoter和高级实验室技术员Florian Pauler，现已表明，脑细胞对基因组印迹的反应非常不同，具体取决于细胞类型。相关结果发表在《Neuron》杂志上。

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先前的研究表明，印迹基因在某些组织中更活跃，而在另一些组织中则不太活跃。由希本迈耶（Hippenmeyer）领导的神经科学家发现，在某些细胞类型中，在某些细胞类型中皮层中的印记基因也表达更强，即活性更高。

为了研究这种变化的基因活性的影响，研究人员利用了Hippenmeyer建立的MADM技术。 Susanne Laukoter解释说：“这项技术使我们能够对细胞进行颜色编码，并同时提高或降低基因表达水平。在我们的实验中，我们将某些细胞中印迹基因的表达加倍，而在另一些细胞中完全关闭了它们的表达。因此，我们能够在单细胞水平上观察细胞对基因剂量变化的反应。”

研究人员发现，细胞通过激活某些基因组（特别是对细胞死亡，生长和突触形成很重要的基因组）来响应印迹基因剂量的变化。这种反应在星形胶质细胞的细胞类型中最强，星形胶质细胞是一种支持神经元的神经胶质细胞。

详细的分析显示，某些父本基因双倍剂量的星形胶质细胞总是比相应母本基因双倍剂量的星形胶质细胞数量更高。这种差异存在于整个大脑的整个发育过程中。 Florian Pauler解释说：“基因组印迹既可以保护父本基因倍剂量的细胞免于细胞死亡，也可以保护母体基因倍剂量加速细胞的死亡。”

较早的研究已经表明基因组印迹和细胞死亡之间存在联系，新发表的研究现在表明该联系取决于细胞类型，并且在星形胶质细胞中特别强。具有双重母体基因的神经元不响应细胞死亡的变化，而是形成不同的连接和网络。 Simon Hippenmeyer解释了结果。 “每种细胞类型对二体性的反应不同，即存在两个母本或两个父本基因。”这对人类可能也很重要。 “ Prader-Willi综合征和Angelman综合征是由印迹的染色体片段重复引起的。每个器官对重复的反应都不同。希望，如果我们能更好地了解细胞类型特异性反应，将来可能有针对性的治疗方法”。

Hippenmeyer报告称，这项研究还解决了神经生物学领域长期存在的争论，即大脑中有多少个基因受到基因组印迹。 “大脑皮层中有几十个基因被印记，并显著影响发育。”（100医药网100yiyao.com）

资讯出处：原始出处：Susanne Laukoter, Florian M. Pauler, Robert Beattie, Nicole Amberg, Andi H. Hansen, Carmen Streicher, Thomas Penz, Christoph Bock, Simon Hippenmeyer. Neuron, 2020; DOI: 10.1016/j.neuron.2020.06.031