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人正常組織來源細(xì)胞分析解釋印記相關(guān)疾病
閱讀：298 發(fā)布時(shí)間：2017-8-4*，人體中的每個(gè)人正常組織來源細(xì)胞都有兩套基因組，一套來自母親，一套來自父親。然而，研究人員目前仍不清楚每套基因組的具體表達(dá)情況。為此，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，并用它來研究罕見病。
對(duì)于大多數(shù)基因，人們都遺傳了兩個(gè)拷貝，分別來自父親和母親。不過，在基因組印記發(fā)生時(shí)，后代只遺傳了一個(gè)有用的拷貝。卵子或精子形成過程中添加的甲基控制了基因的表達(dá)，使得DNA不轉(zhuǎn)錄成RNA，進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì)。
少數(shù)基因受到印記的影響，但卻對(duì)正常發(fā)育很關(guān)鍵。在正常情況下，只有母本或父本的染色體上的印記基因打開，但不會(huì)同時(shí)打開。若兩條染色體上的基因都打開或都關(guān)閉，則意味著疾病發(fā)生。異常表達(dá)可能與基因突變有關(guān)，也可能是甲基化發(fā)生了錯(cuò)誤。
基因組印記引起的疾病是十分罕見的。研究人員此次研究了兩種：Russell-Silver綜合征和Beckwith-Wiedemann綜合征。Russell-Silver綜合征的癥狀為身材矮小，肢體或面部不對(duì)稱。這種疾病與H19和IGF2兩個(gè)基因的甲基化不足有關(guān)。Beckwith-Wiedemann綜合征則是一種先天過度生長(zhǎng)的疾病，其特征為兒童期癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加，以及出生體重超標(biāo)等。
研究小組以小鼠為模型，比較了正常小鼠和Russell-Silver綜合征小鼠的基因組。在細(xì)胞群體水平，Russell-Silver小鼠表達(dá)母本和父本的H19。之后，他們利用一種分子探針來檢測(cè)母本和父本之間RNA的單核苷酸變化。這種方法測(cè)定了單細(xì)胞中特異的變異表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Russell-Silver綜合征小鼠，一些細(xì)胞有著母本和父本的RNA（異常），而另一些細(xì)胞只有母本RNA（正常）。
在Russell-Silver小鼠中，所有細(xì)胞都有著相同的遺傳變化，但并非所有人正常組織來源細(xì)胞都有著相同的DNA甲基化模式，這解釋了基因表達(dá)的鑲嵌結(jié)構(gòu)。兩個(gè)突變細(xì)胞亞群在各自基因組的印記控制區(qū)域表現(xiàn)出不同的甲基化模式。只表達(dá)母本H19的細(xì)胞有著正確的DNA甲基化模式，而表達(dá)母本和父本H19的細(xì)胞表現(xiàn)出H19 DNA甲基化的損失。重要的是，他們?cè)谛∈笮呐K組織中也觀察到這兩個(gè)亞群，表明整個(gè)小鼠都存在同樣的缺陷。
研究人員表示，這是*次在單細(xì)胞水平證明了表觀遺傳嵌合體的存在。研究結(jié)果表明，印記疾病可能表現(xiàn)出驚人的單細(xì)胞異質(zhì)性，而這種異質(zhì)性可能解釋了表觀遺傳嵌合體的存在。
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人正常組織來源細(xì)胞