ゲノムインプリンティングと遺伝

ゲノムインプリンティングとは、どの親がその遺伝子を子孫に受け継いだかによって、遺伝子発現の制御が影響を受ける現象です。

哺乳類などの多くの生物の体細胞は二倍体であり、つまり、ゲノムのコピーが2つあり、1つは父親から受け継がれ、もう1つは母親から受け継がれています。体細胞内の同じ遺伝子のコピーは対立遺伝子として知られています。

ほとんどの場合、両方の対立遺伝子が同時に発現します。ただし、遺伝の源によっては、メチル化などの遺伝子に伴うインプリントやマークにより、少数の遺伝子が発現します。

このメチル化は、受精後に発生する脱メチル化に耐性があるため、子孫に受け継がれます。DNAのメチル化は、遺伝子発現を正または負に調節することができます。

マウスでは、母親から受け継いだインスリン様成長因子-2遺伝子のコピーはサイレンシングされますが、父親からのコピーはインプリンティングにより発現します。

制御DNA配列は、絶縁タンパク質が結合すると、インスリン様成長因子-2遺伝子を抑制します。母親から受け継いだ対立遺伝子の場合、メチル化の欠如は、絶縁体タンパク質による遺伝子の抑制をもたらす。

父親由来の対立遺伝子の場合、この配列でのメチル化は、タンパク質の結合を防ぎ、遺伝子発現をもたらすことにより、対立遺伝子の発現にプラスの影響を与えます。

ゲノムインプリンティングは、通常発現する対立遺伝子が変異すると、子孫に悪影響を及ぼす可能性があります。ほとんどの遺伝子とは異なり、他の対立遺伝子はゲノムインプリンティングによるサイレンシングにより突然変異を補うことができません。

例えば、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤1Cは、細胞分裂の調節に関与するタンパク質コード遺伝子です。ゲノムインプリンティングにより、母体の対立遺伝子のみの発現が保証されます。母体の対立遺伝子の不在または突然変異は、大きな体の大きさ、大きな舌、およびへそを通して体外に内臓が突出することを特徴とするベックウィズ・ヴィーデマン症候群として知られる状態の一因となります。