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Impression génomique

Dans les organismes diploïdes, deux copies d'un gène sont le − hérité un de la mère et un du père. Pour la plupart des gènes, les deux allèles sont exprimés, mais en petit sous-ensemble, seulement une des copies sont exprimées tandis que l'autre est inactive. Ceci se nomme impression génomique.

Crédit : Yurchanka Siarhei/Shutterstock.com

L'impression génomique signifie que les gènes spécifiques hérités de la mère ou du père sont en activité, tandis que le gène hérité de l'autre parent est inactif. Cette expression préférentielle d'un allèle est importante pour le développement normal. L'impression génomique est trouvée dans tous les mammifères et l'enquête sur ce procédé a été facilitée par la présence d'on les gènes imprimés économisés entre les souris et les êtres humains.

Impression génomique et développement

Le rôle de l'impression génomique à l'étude a été noté la première fois dans des études uniparental d'embryon de souris. Des embryons dérivés du pronuclei deux paternel se sont avérés pour manquer des tissus embryonnaires tandis que les embryons dérivaient du pronuclei deux maternel développé sans tissus extraembryonic.

Ceci a indiqué que les gènes imprimés avec l'expression préférentielle d'un allèle hérité (paternel ou maternel), étaient centraux au développement normal. Le gène IGF2 paternellement exprimé était l'un des premiers gènes imprimés à recenser comme régulateur positif de croissance foetale. Intéressant, c'est expression est réglé par le gène maternellement imprimé d'IGF2R.

Les gènes imprimés ont également un rôle majeur dans le développement neural et le fonctionnement. L'impression génomique fournit la seule expression du gène dans le cerveau qui est séparé des configurations vues en d'autres tissus. Un exemple est le gène d'UBE3A où les deux copies sont exprimées en la plupart des tissus mais seulement la copie maternelle est exprimée en tissu cérébral où elle introduit la plasticité neurale. Quelques gènes imprimés sont associés aux sous-types neuronaux spécifiques qui aident aux divers types déterminants de cellules dans le tissu cérébral.

Impression des mécanismes

L'impression génomique se produit par l'inscription d'un gène pendant la production de gamète par l'intermédiaire de différents mécanismes épigénétiques. Deux mécanismes importants par lesquels des gènes sont imprimés sont des modifications de méthylation et d'histone d'ADN. Pendant la méthylation d'ADN, un groupe méthylique est ajouté à un segment d'ADN et est employé dans l'identification d'un allèle maternel ou paternel.

Le procédé épigénétique modifie l'expression du gène par l'impression sans modifier la séquence d'ADN. Les modifications d'histone modifient la structure de la chromatine menant aux changements de l'expression du gène. Il y a de nombreuses modifications qui peuvent être appliquées à l'histone pour imprimer comprenant l'acétylation d'histone, qui forme une formation accessible de chromatine, et de deacetylation d'histone menant à la chromatine comprimée.

Après fécondation, des empreintes spécifiques de chaque parent doivent être mises à jour pendant la reprogrammation de génome. La phase finale d'impression génomique concerne l'effacement de la configuration somatique des empreintes biparental.

Hérédité génomique d'impression et de maladie

Quelques maladies se produisent en raison des omissions ou des mutations en gènes imprimés. Le syndrome de syndrome de Prader-Willi et d'Angelman étaient les premières maladies rapportées liées à l'impression génomique chez l'homme. Les maladies ont des sympt40mes distincts bien qu'elles les deux soient provoquées par une omission dans la même région du chromosome 15. C'est parce que l'origine parentale du chromosome affecté diffère entre les deux syndromes.

Le syndrome de Prader-Willi est provoqué par la perte de gènes paternellement hérités tandis que le syndrome d'Angelman est provoqué par la perte de gènes maternellement hérités. La perte de gènes paternellement imprimés peut se produire à cause de l'unipaternal disomy, dans ce cas où deux copies du chromosome maternel sont héritées. En revanche, le syndrome d'Angelman se produit par la perte maternellement du gène exprimé unique UBE3A dans le tissu cérébral.

L'impression génomique est également associée à la formation de certains cancers. Un type de tumeur appelée de Wilm de cancer embryonnaire de rein est associé à la perte d'impression pour deux gènes spécifiques.

En cellules embryonnaires normales de rein, on exprime la copie maternelle imprimée de H19 qui a un fonctionnement d'élimination d'accroissement avec la copie paternelle imprimée d'IGF2, un facteur de croissance connu. En cellules tumorales de Wilm l'impression de H19 et d'IGF2 est détruite, signifiant que le manque du fonctionnement H19 entraîne un overexpression d'IGF2 ayant pour résultat la tumorigenèse.

Imprinted Genes and Fetal Growth with Dr Gudrun Moore

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Last Updated: Feb 26, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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