Modyfikacje genetyczne w zdrowiu i w chorobie

W przypadku większości genów dziedziczymy po jednej kopii od matki i od ojca, jednak nie dzieje się tak w przypadku genów imprintowanych. W zależności od genu, w wyniku metylacji chromosomów wyciszeniu ulega gen matki lub gen ojca.


Imprinting genomowy ma miejsce w czasie powstawania gamety i odgrywa główną rolę w rozwoju, ponieważ zapewnia jednoallelową ekspresję genów. Niemożność zachowania lub wymazania tych cech epigenetycznych skutkuje rozregulowaniem dozowania genów i powoduje pojawianie się określonych chorób ludzkich znanych pod nazwą zaburzeń imprintingu.


Naukowcy biorący udział w finansowanym przez UE projekcie INGENIUM zajęli się gromadzeniem podstawowej wiedzy na temat źródeł zależnej od rodziców ekspresji genowej oraz jej roli w embriogenezie. W tym celu korzystają z najnowocześniejszych technologii służących do badań nad epigenomem, a w szczególności pracują nad identyfikowaniem w genomie znaczników z 5-metylocytozyny. W połączeniu z badaniami nad pozyskiwaniem i utratą funkcji te informacje umożliwią wgląd w mechanizm programowania epigenetycznego na wczesnych etapach rozwoju.


Ponadto członkowie konsorcjum projektu mają na celu zbadanie roli modyfikacji histonów w imprintingu genomicznym, a także mechanizmów leżących u podstaw regulacji tego procesu. W związku z tym wybrali określone imprintowane loci i mają zamiar zbadać, jaki wpływ na imprinting genomowy mają mutacje w metylotransferazach i demetylazach histonowych.


Aby uzyskane wyniki wykorzystać również w odniesieniu do zaburzeń imprintingu, badacze zwerbowali duże kohorty pacjentów z zespołem Beckwitha–Wiedemanna oraz z zespołem Silvera–Russella. Oba te schorzenia są powiązane z genami imprintowanymi chromosomu 11. W celu usprawnienia badań naukowcy zreasumowali te mutacje na modelach mysich. Biorąc pod uwagę, jak ważną rolę pełnią geny imprintowane w różnicowaniu się komórek macierzystych, uczestnicy projektu planują również skorelować ekspresję genową oraz modyfikacje epigenetyczne podczas doświadczalnego przeprogramowania komórek somatycznych.


Reasumując, działania realizowane w ramach projektu INGENIUM staną się źródłem podstawowej wiedzy na temat roli dynamiki chromatyny w ekspresji genowej. Wyniki projektu będzie można rozszerzyć w celu wyjaśnienia etiologii różnych chorób.