Матери обеспечивают успех потомства через эпигенетику

Новое исследование лаборатории Асифы Ахтар из Института иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка, опубликованное в Cell, показывает, что активные эпигенетические модификации передаются от одного поколения к другому.

От генома к эпигеному

Мы наследуем генетическую информацию от родителей, закодированную в последовательности ДНК. Эпигенетические модификации, такие как добавление химических групп к гистонам (например, ацетилирование), представляют собой дополнительный слой информации, который определяет, какие гены активировать. Клетки в нашем теле, имея общий геном, обладают разными "эпигеномами".

Межпоколенная передача информации от матери

Учёные обнаружили, что одна конкретная гистоновая модификация — ацетилирование гистона H4 по 16-му лизину (H4K16ac) — сохраняется между поколениями от материнской ооциты к молодому эмбриону.

"Мы знаем, что гены не экспрессируются ни в ооците, ни в первые три часа жизни эмбриона. Это ставит вопрос: что делает H4K16ac на этой ранней стадии?" — говорит Асифа Ахтар.

Инструкции матери необходимы для эмбрионального развития

Важность H4K16ac для потомства стала очевидной, когда мать не смогла передать эту метку своим детям. В экспериментах использовали генетические подходы и трансгенных мух, чтобы удалить у матерей фермент MOF, который отвечает за нанесение модификации H4K16ac.

Когда учёные изучили потомство, лишённое информации H4K16ac, они обнаружили, что гены, помеченные H4K16ac в норме, теперь не экспрессировались должным образом, а организация хроматина была серьёзно нарушена. Большинство эмбрионов, не получивших материнских инструкций H4K16ac, погибли от катастрофических дефектов развития.

"H4K16ac имеет инструктивную функцию в зародышевой линии и незаменима для эмбрионального развития позже. Это почти как если бы мать оставляла липкие записки с инструкциями", — говорит первый автор исследования Мария Самата.

От мух к млекопитающим

Исследователи обратились к млекопитающим и обнаружили, что самки мышей также передают гистоновую модификацию H4K16ac своему потомству через ооциты. Это поднимает интригующий вопрос о том, что люди также могут использовать H4K16ac от матери в качестве "чертежа" для успешного эмбрионального развития.