Naučnici i saradnici Van Andel instituta identifikovali su ključni deo mehanizma koji beleži genetske informacije pre nego što se prenesu sa očeva na njihovo potomstvo.
Nalazi, objavljeni danas u časopisu Science Advances, bacaju novo svetlo na genomsko utiskivanje, fundamentalni, biološki proces u kome se gen jednog roditelja isključuje dok kopija drugog roditelja ostaje aktivna. Greške u otiskivanju su povezane sa nizom bolesti, kao što je retka bolest Silver-Raselov sindrom, zajedno sa određenim vrstama raka i dijabetesom.
„Pravilno utiskivanje je ključno za doživotno zdravlje, ali, uprkos njegovoj važnosti, još uvek nam nedostaje potpuno razumevanje faktora koji regulišu ovaj vitalni proces“, rekla je vanredni profesor VAI Piroska Sabo, dr Piroska Sabo, autor studije. „Naši nalazi otkrivaju RNK mehanizam koji upravlja uspostavljanjem otiskivanja i osvetljava zašto se razlikuje između očeva i majki.“
Naše genetske informacije su kodirane u DNK, dugačkom, krivudavom molekulu koji je čvrsto spakovan da formira 23 para hromozoma, od kojih polovina potiče od oca, a polovina od majke. Sperma i jaja sadrže samo 23 pojedinačna hromozoma – polovinu genetskog materijala potrebnog za život. Tokom oplodnje, svaki od njih daje svoju polovinu, što rezultira zigotom sa punim setom od 23 para hromozoma.
Ali nisu sva uputstva u DNK potrebna u isto vreme ili na istim mestima. Tu dolazi epigenetika. Epigenetski mehanizmi označavaju DNK posebnim hemijskim oznakama zvanim metil grupe, koje govore određenim genima kada da budu aktivni, a kada da ćute — sve bez promene sekvence same DNK.
Do utiskivanja dolazi kada se metil grupe dodaju određenim genima tokom formiranja sperme ili jajeta. Ovo je zauzvrat važno za određivanje koja roditeljska kopija tog gena je izražena u potomstvu.
Da bi bolje razumeli procese koji upravljaju utiskivanjem, Sabo i kolege su se fokusirali na kontrolni region utiskivanja u DNK koji reguliše Igf2 gen. Igf2 igra ključnu ulogu u rastu fetusa i aktivan je samo u hromozomu nasleđenom od oca. Premalo metilacije u kontrolnom regionu IGF2 kod ljudi može dovesti do Silver-Raselovog sindroma, koji je obeležen smanjenim rastom i povećanim rizikom od metaboličke bolesti.
„Ako kontrolna regija za utiskivanje gena IGF2 od nečijeg oca nije metilirana, to može dovesti do bolesti“, rekao je Sabo.
Koristeći genetske modele i dubinsko genetsko sekvenciranje, tim je otkrio da je metilacija kontrolnog regiona Igf2 u DNK nasleđenoj od oca vođena osnovnim procesom zasnovanim na RNK u muškoj zametnoj liniji.
„Ranije smo otkrili da RNK na sličan način prolazi kroz druge očevo obeležene utisnute domene u muškim zametnim ćelijama, što sugeriše da je isti proces generalno istinit za očevo utiskivanje“, rekao je Sabo. „Ovi rezultati ukazuju na šire primenljiv proces, koji je uzbudljiv i moraće da bude potvrđen u narednim studijama.“
