Млекопитающие генетически больше похожи на своих отцов

Исследование Университета Северной Каролины (UNC) показывает, что, хотя мы наследуем равное количество генетических мутаций от обоих родителей, мы фактически «используем» больше ДНК, унаследованной от отцов. Работа опубликована в журнале Nature Genetics.

Ключевое открытие

Учёные обнаружили, что для сотен генов в геноме существует новый эффект родительского происхождения. В мозге потомства экспрессия генов была значительно больше похожа на отцовскую. Это означает, что последствия одной и той же мутации для болезни могут различаться в зависимости от того, унаследована ли она от матери или от отца.

Значение для медицины

Это открытие важно для изучения сложных заболеваний, таких как:

  • Диабет 2-го типа
  • Болезни сердца
  • Шизофрения
  • Ожирение
  • Рак

Эти болезни определяются экспрессией не одного, а сотен или тысяч генов. Традиционные модели лабораторных мышей с ограниченным генетическим разнообразием не учитывают эффект родительского происхождения для большинства генов, что снижает точность исследований.

Методология исследования

Ключом к открытию стала Collaborative Cross — самая генетически разнообразная популяция мышей в мире, созданная в UNC. Учёные:

  1. Скрестили три инбредные линии мышей, получив девять типов гибридного потомства.
  2. Измерили экспрессию генов в четырёх типах тканей у взрослых особей, включая секвенирование РНК в мозге.
  3. Количественно оценили, какая доля экспрессии каждого гена в геноме получена от матери и отца.

Результат: Около 80% генов имели варианты, изменяющие экспрессию. В нескольких сотнях генов был обнаружен глобальный дисбаланс экспрессии в пользу отца.

Что такое импринтинг и новое открытие

Ранее было известно о 95 импринтированных генах, чья экспрессия зависит от родителя-источника. Новое исследование показало, что такой эффект родительского происхождения существует для тысяч других генов.

«Мы теперь знаем, что млекопитающие экспрессируют больше генетических вариантов от отца», — пояснил старший автор работы, профессор генетики Фернандо Пардо-Мануэль де Вильена. — Представьте, что некая мутация вредна. Если она унаследована от матери, ген будет экспрессироваться меньше, чем если бы она была унаследована от отца. Таким образом, одна и та же вредная мутация будет иметь разные последствия для болезни».

Перспективы

Модели Collaborative Cross позволяют создавать мышей с низким, промежуточным или высоким уровнем экспрессии любого интересующего гена и изучать его связь с конкретными заболеваниями в любой ткани тела, учитывая эффект родительского происхождения. Это прорыв для постгеномной эры и исследований сложных болезней.