不同尋常的印記基因

日期：2011-01-30 08:23:50

近日英國巴斯大學的科學家們在新研究中解析了一個不同尋常的印記基因（Imprinted gene）Grb10的親代等位基因優先表達對于子代的影響。研究人員證實Grb10在胚胎形成過程中主要由母方等位基因表達，而在胎兒生命形成之后，則主要由大腦中的父方等位基因表達。這第一個有關某一“印記基因”的每個親代等位基因的組織特異性動作對子代的生理或行為過程產生影響的研究報告。相關論文發布在1月27日的《自然》（Nature）雜志上。

“這篇論文促使我們更深入地理解了印記基因表達對成人社會行為的影響，”愛爾蘭科克大學的發育遺傳學家Tom Moore說。

通常情況下，大部分來自于父母雙方的等位基因在子代身體細胞中呈相似水平表達。然而由于印記基因上親代等位基因所攜帶的遺傳信息存在差異，從而使得印記基因僅能表達一方親本來源的同源基因，而來自另一親本的則不表達。人類基因組印記通常是在卵子和精子發育過程中，通過DNA甲基化或蛋白質乙酰化修飾而獲得。

為了在小鼠中探究基因印記的影響，英國巴斯大學的遺傳學家Andrew Ward和同事們對Grb10基因進行了研究。過去的研究曾證實Grb10是細胞中一個重要的印記基因，Grb10母方等位基因特異性表達對細胞生長起重要的調控作用。

在一項強制遭遇測試中，研究人員將兩只小鼠放置在一條狹窄管道的兩端，并阻止它們轉身。Ward發現缺失父方Grb10等位基因的小鼠更易于在這項測試中取勝，它們通常會堅守原地，而其他的小鼠則會倒退，并表現順從。研究人員還發現缺失父方Grb10等位基因的小鼠更有可能獲得理毛的待遇，這在小鼠和其他哺乳動物中是一種處于統治地位的標志。此外，這些小鼠還更有可能扯斷同籠表達等位基因的小鼠的胡須。“所有的這些行為均表明父方Grb10等位基因影響了小鼠的社會支配力，”Ward說。

而在另一項試驗中研究人員證實母方Grb10等位基因對胚胎生長、新陳代謝和脂肪儲存起重要的調控作用。當母方Grb10等位基因表達沉默時，小鼠通常會變得又大又重。更有意思的是，研究人員發現Grb10的等位基因在身體中完全不同的部位表達。父方等位基因在大腦中表達，而母方等位基因則在身體的其他部位表達。

“一個印記基因在身體中發揮截然不同的兩種功能，這種現象非常罕見，”Ward說：“正常情況下印記基因只表達一方親本來源的等位基因，而來自另一親本的則不表達。而在這一實例中，我們則不能套用‘非白即黑’的原理。”

“這是在我的職業生涯中在實驗室觀察到的最令人興奮的發現，”Ward說。下一步Ward計劃進一步針對Grb10研究這種奇怪現象的進化原因。