Forscher haben in einer aktuellen Veröffentlichung mehr als 100 autosomale Regionen charakterisiert, die eine allelspezifische epigenetische Steuerung von Replikationszeitpunkt und Genexpression zeigen. Diese Regionen werden als Inactivation/Stability Centers (I/SCs) bezeichnet.
Größe und Geninhalt der I/SCs
I/SCs umfassen etwa ein Megabase DNA und können sowohl protein‑kodierende als auch nicht‑kodierende Gene enthalten. In einzelnen, aus einer Zelle abgeleiteten Klonen können die Gene aus einem einzigen Allel, dem gegenüberliegenden Allel, beiden Allelen oder keinem Allel exprimiert werden.
Stochastisches, aber stabiles Muster
Das beobachtete Muster ist stochastisch, jedoch über mehrere Zellteilungen hinweg stabil, was darauf hindeutet, dass die Wahl des aktivierten Allels unabhängig vom elterlichen Ursprung und von der Expression des anderen Allels erfolgt.
Unabhängige Replikationszeitpunkte
Analog zur Expression zeigen die Allele innerhalb von I/SCs unterschiedliche Replikationszeitpunkte – entweder früher oder später – ebenfalls unabhängig voneinander. Diese Unabhängigkeit legt eine neuartige Ebene der epigenetischen Regulation nahe.
Durch Vergleich mit dem Mausgenom konnten Forscher syntenische Loci identifizieren, die eine vergleichbare allelspezifische Regulation der Replikationszeit aufweisen. Die Konservierung zwischen Mensch und Maus deutet auf eine evolutionäre Bedeutung dieser Mechanismen hin.
Die resultierende zelluläre Mosaikbildung betrifft zahlreiche Dosierungssensible Gene, die mit Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson, Epilepsie, Schwerhörigkeit und intellektueller Entwicklungsstörung in Verbindung stehen. Die stabile epigenetische Diversität könnte somit Einfluss auf die Krankheitsanfälligkeit haben.
Die Studie eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis von Genregulation jenseits klassischer Imprinting‑Mechanismen und legt nahe, dass I/SCs ein breites Spektrum menschlicher Phänotypen modulieren können. Weitere Untersuchungen sollen klären, wie diese epigenetischen Muster in Gesundheit und Krankheit interagieren.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.
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