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基因组印记

基因组印记：关于亲本起源的标记

      基因组印记是一种生物过程，通过生化途径，在一个基因或基因组域上标记其亲本起源的信息。基因组印迹可以是共价标记的（DNA甲基化），也可以是非共价标记的（DNA-蛋白质和DNA-RNA相互作用，核基因组定位），印迹过程包括在整个细胞周期中维持亲本表观遗传记号的专门的核内酶机制。

何时建立亲本印记？

      在配子发生过程中，同源DNA专门通过精子或卵子传递从而形成亲本印记； 随后在胚胎发生和成年期，印迹基因的等位基因被维持在两个“构象”/表观遗传状态：父系或母系。

      因此，基因组印记以其自身复制为模板，是可遗传的，可以通过分子分析来鉴定，并且可以用作基因组区域亲本来源的标记。

功能后果：基因表达失衡

      除了仅将同源遗传等位基因标记为父亲或母亲的后代之外，基因组印记还具有显著的功能后果，即抑制亲代等位基因之一的基因表达，从而导致同源等位基因之间的基因表达失衡。

      印迹的结果中，其中一项是存在等位基因表达偏向，偏向于其中一个亲本基因座的表达。印记通常等同于亲本起源的“单等位基因”表达，但亲本等位基因排斥很少能100％有效；人们通常会从沉默的等位基因中发现不同程度的“泄漏”表达。

杂合敲除动物的病理表型

      然而，来自一个亲本基因座的相对减少的表达足以在杂合敲除动物中产生病理表型，其中印迹基因无效等位基因通过显性/表达亲本遗传。 同样，在包含印迹基因座的人单亲二倍体中，来自印迹基因座的表达减少通常是综合征。 实际上，一种鉴定印迹基因的策略是基于UPD基因型-表型的相关性。

      因此，被抑制的亲本等位基因的表达减少可能被认为在生物学上不足以支持健康的表型，并且当印迹基因突变影响表达的等位基因时，通常是占主导地位的。 印迹基因座上转录的反馈调节不能使沉默的等位基因的转录充分上调，并且在表达的等位基因无效的情况下，生物体也无法求助于沉默的野生型的等位基因。

印迹基因在功能上是单倍体，从而消除了这些基因座上的二倍体优势。

      据估计，大约有1-2％的人类基因受到父母印记，但是目前已证明少于100个不同的命名基因被父母印记。

临床疾病

      由印记基因座的独特缺陷引起的临床人类疾病和综合征包括：妊娠滋养细胞疾病，畸胎瘤，Beckwith-Wiedemann综合征，Prader-Willi综合征，Angelman综合征，Silver-Russell综合征，短暂性新生儿糖尿病和/以及社交认知缺陷特纳综合征，以及与癌基因位点印迹消失相关的多发性肿瘤。 NCBI（美国国家生物技术信息中心）的OMIM（人类孟德尔在线遗传！）数据库包含许多印迹基因和综合征的详细条目。

印迹基因编码什么？

      尽管大多数已知的印迹基因编码蛋白质，但其他的基因编码不翻译的RNA转录本。

      与具有良好特征的单等位表达实例对比，另一类亲本基因组印记是那些散布在整个基因组中的甲基化亲本印记，目前没有证据表明这些印记具有功能或与特定基因有关。

也许是一个更普遍的过程

      牢记这最后一个类别，它强调了这样一个观点，即基因组印记可能是一个更普遍的过程，而不仅仅是少数单等位基因沉默的机制，因为从广义上讲，亲本基因组印记不需要与转录活性染色质相关联。

      此外，除了估计有500个基因被认为有印记外，尚不清楚在整个基因组中可能有多少个亲本基因被印记，或者它们的模式和周期性是怎样的；也许预测是基于全基因组扫描的印迹基因发现实验，该实验发现了大多数与转录单位无关的结构域。

马骡（Mules，母马＋驴），驴骡（hinnies，种马＋驴）和柏拉图理念

      阐明印迹现象已为分子发育和癌症生物学提供了许多见解，但也有助于解释已有数百年历史的生物学观察结果。3千年前，骡子饲养者观察到母马和驴杂交生出马骡（mule），而种马和驴杂交生出驴骡（hinny），驴骡的耳朵较短，鬃毛和尾巴较粗，腿比马骡更强壮；因此表明亲代性别对表型的影响。尽管祖先驴的交配者可能不会对亲本基因组印记的概念和现实有任何问题，但近来的印记带有一种打破常规的光环，这证明了格雷戈尔·孟德尔著作的强大影响力；事实上，印记现象已被归类为非孟德尔遗传学领域，仿佛孟德尔定律代表了柏拉图式理念的遗传行为。现代进化生物学家倡导发现亲本对基因组的影响，因为它引发了可能推动和维持这种有害过程的假设选择压力的辩论。