В будущем мы очень хотели бы знать, в какой степени неимпринтированные гены контролируются эпигенетическими механизмами, описанными для кластеров импринтированных генов. Наконец, нам хотелось бы знать, можем ли мы переносить эти знания на человека для целей терапии; например, индуцируя реэкспрессию «молчащих» генов иРНК у пациентов с синдромом Прадера—Вили и Энгельмана, обнаруживающих дефекты поведения и роста, благодаря делеции хромосомы, несущей экспрессируемые аллели импринтированных генов иРНК (Jiang et al., 2004). Понимание путей, которыми клетка контролирует эпигенетическую информацию, приобретает все более важное значение в свете осознания того, что эпигенетическая регуляция может быть нарушена и при раковых заболеваниях (глава 24), при использовании вспомогательных репродуктивных технологий (глава 22) и в процессах старения (Egger et al., 2004). Мы ожидаем, что лучшее понимание геномного импринтинга и далее послужит важной моделью для исследования того, как геном млекопитающих использует эпигенетические механизмы для регуляции экспрессии генов.
Благодарности
Мы благодарны бывшим и нынешним сотрудникам лабораторий Барлоу и Бартоломеи (Barlow and Bartolomei) за обсуждение представленных здесь идей. Мы приносим извинения за то, что ограничения числа ссылок не позволили процитировать все оригинальные данные. Наконец, мы очень благодарны Mane-Laure Caparros, Anne Ferguson-Smith, Thomas Jenuwein, Davor Solter и Shirley Tilghman за их замечания к рукописи.
Литература
Antequera E, 2003. Structure, function and evolution of CpG island promoters. Cell Mol. Life Sci. 60: 1647–1658.
Barlow D.R, 1993. Methylation and imprinting: From host defense to gene regulation? Science 260: 309–310.
Barlow D.R, Stoger R., Herrmann B.G., Saito K., and Schweifer N., 1991. The mouse insulin-like growth factor type-2 receptor is imprinted and closely linked to the Tme locus. Nature 349: 84–87.
Bartolomei M.S., Zemel S., and Tilghman S.M., 1991. Parental imprinting of the mouse H19 gene. Nature 351: 153–155.
Bartolomei M.S., Webber A.L., Brunkow M.E., and Tilghman S.M., 1993. Epigenetic mechanisms underlying the imprinting of the mouse H19 gene. Genes Dev. 7: 1663–1673.
Barton S.C., Surani M.A., and Norris M.L., 1984. Role of paternal and maternal genomes in mouse development. Nature 311: 374–376.
Bell A.C. and Felsenfeld G., 2000. Methylation of a CTCF-dependent boundary controls imprinted expression of the Igf2 gene. Nature 405: 482–485.
Bielinska B., Blaydes S.M., Buiting K., Yang T., Krajewska-Walasek M., Horsthemke B., and Brannan C.I., 2000. De novo deletions of SNRPN exon 1 in early human and mouse embryos result in a paternal to maternal imprint switch. Nat. Genet. 25: 74–78.
Bourc’his D. and Bestor T.H., 2006. Origins of extreme sexual dimorphism in genomic imprinting. Cytogenet. Genome Res. 113: 36–40.
Brannan C.I., Dees E.C., Ingram R.S., and Tilghman S.M., 1990. The product of the H19 gene may function as an RNA. Mol. Cell Biol. 10: 28–36.
Cattanach B.M. and Kirk M., 1985. Differential activity of maternally and paternally derived chromosome regions in mice Nature 315: 496–498.
Chaillet J. R., Bader D. S., and Leder P., 1995. Regulation of genomic imprinting by gametic and embryonic processes. Genes Dev. 9: 1177–1187.
Chandra H.S. and Nanjundiah V., 1990. The evolution of genomic imprinting. Dev. Suppl, 1990: 47–53.
Constancia M., Dean W., Lopes S., Moore T., Kelsey G., and Reik W., 2000. Deletion of a silencer element in Igf2 results in loss of imprinting independent of HI9. Nat. Genet. 26: 203–206.
Cooper D.W., VandeBerg J.L., Sharman G.B., and Poole W.E., 1971. Phosphoglycerate kinase polymorphism in kangaroos provides further evidence for paternal X inactivation. Nat New Biol. 230: 155–157.
Crouse H.V., Brown A., and Mumford B.C., 1971 Chromosome inheritance and the problem of chromosome “imprinting” in Sciara (Sciaridae, Diptera). Chromosoma 34: 324–398.
Davis E., Caiment E., Tordoir X., Cavaille J., Ferguson-Smith A., CockettN., Georges M., and ChariierC.. 2005. RNAi-mediated allelic trans-interaction at the imprinted Rtl 1/Peg 11 locus. Curr. Biol. 15: 743–739.
DeChiaraT.M., Robertson E.J., and Efstratiadis A., 1991. Parental imprinting of the mouse insulin-like growth factor II gene. Cell 64: 849–859.
Egger G., Liang G., Aparicio A., and Jones P.A., 2004. Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature 429: 457–463.
Fedoriw A.M., Stein P., Svoboda P., Schultz R.M., and Bartolomei M.S., 2004. Transgenic RNAi reveals essential function for CTCF in H19 gene imprinting. Science 303: 238–240.
Ferguson-Smith A.C., Sasaki H., Cattanach B.M., and Suram M.A., 1993. Parental-origin-specific epigenetic modification of the mouse H19 gene. Nature 362: 751–755.
Ferguson-Smith A.C., Cattanach B.M., Barton S.C., Beechey C.V., and Surani M.A., 1991. Embryological and molecular investigations of parental imprinting on mouse chromosome 7. Nature 351: 667–670.
Fitzpatrick G.V., Soloway P.D., and Higgins M.J., 2002. Regional loss of imprinting and growth deficiency in mice with a targeted deletion of KvDMRl. Nat. Genet. 32: 426–431.