מחקר חדש מראה העברה של זיכרון אפיגנטי על פני דורות מרובים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


מבלי לשנות את הקוד הגנטי ב-DNA, שינויים אפיגנטיים יכולים לשנות את אופן ביטוי הגנים, ולהשפיע על בריאותו והתפתחותו של האורגניזם. לרעיון הרדיקלי שהיה פעם, ששינויים כאלה בביטוי גנים יכולים לעבור בתורשה, יש כעת גוף הולך וגדל של ראיות מאחוריו, אבל המנגנונים המעורבים עדיין לא מובנים.

מחקר חדש שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת סנטה קרוז מראה כיצד סוג נפוץ של שינוי אפיגנטי יכול להיות מועבר באמצעות זרע לא רק מההורים לצאצאים, אלא גם לדור הבא ("גרד-צאצאים"). זה נקרא "תורשה אפיגנטית חוצה-דורית", והוא עשוי להסביר כיצד ניתן להשפיע על בריאותו והתפתחותו של אדם מחוויות הוריו וסבו.

המחקר, שפורסם בשבוע של 26 בספטמבר ב- הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS), התמקד בשינוי מסוים של חלבון היסטון שמשנה את האופן שבו ה-DNA נארז בכרומוזומים. הסימן האפיגנטי שנחקר נרחב (הנקרא H3K27me3) ידוע כמכבה או "מדכא" את הגנים המושפעים והוא נמצא בכל בעלי החיים הרב-תאיים – מבני אדם ועד תולעת הנמטודות סי elegans בשימוש במחקר זה.

"תוצאות אלו מבססות קשר של סיבה ותוצאה בין סימני היסטון המועברים בזרע לבין ביטוי והתפתחות גנים בצאצאים ובצאצאים", אמרה הסופרת המקבילה סוזן סטרום, פרופסור אמריטה לביולוגיה מולקולרית, תאים והתפתחותית באוניברסיטת סנטה קרוז.

היסטונים הם החלבונים העיקריים המעורבים באריזה של DNA בכרומוזומים. הסימן האפיגנטי המכונה H3K27me3 מתייחס למתילציה של חומצת אמינו מסוימת בהיסטון H3. זה מוביל לכך שה-DNA יהיה ארוז יותר בצפיפות, מה שהופך את הגנים באזור זה לפחות נגישים להפעלה.

המחקר החדש כלל הסרה סלקטיבית של סימן ההיסטון הזה מהכרומוזומים של סי elegans זרע, ששימשו אז להפריה של ביציות עם כרומוזומים מסומנים במלואם. בצאצאים שהתקבלו, החוקרים צפו בדפוסי ביטוי לא תקינים של גנים, כאשר גנים בכרומוזומים האבהיים (הורשתם מהזרע) מופעלים או "הוגדרו" בהיעדר הסימן האפיגנטי המדכא.

זה הוביל לרקמות שהפעילו גנים שבדרך כלל לא היו מבטאים. לדוגמה, רקמת קו הנבט (שמייצרת ביציות וזרע) הפעילה גנים המתבטאים בדרך כלל בנוירונים.

"בכל הרקמות שניתחנו, גנים באו לידי ביטוי באופן חריג, אבל גנים שונים הופיעו ברקמות שונות, מה שהוכיח שהקשר הרקמה קבע אילו גנים הווסרו", אמר סטרום.

ניתוח הכרומוזומים ברקמת קו הנבט של הצאצאים העלה כי הגנים המווסתים עדיין חסרים את סימן ההיסטון המדכא, בעוד שהסימן שוחזר על הגנים שלא היו מווסתים.

"בציר הנבט של הצאצאים, כמה גנים הופעלו באופן חריג ונשארו במצב חסר הסימן המדכא, בעוד ששאר הגנום החזיר לעצמו את הסימן, והדפוס הזה הועבר לצאצא הגדול", הסביר סטרום. "אנו משערים שאם הדפוס הזה של אריזת DNA יישמר בקו הנבט, הוא עשוי לעבור דורות רבים".

אצל הנולד, החוקרים צפו במגוון השפעות התפתחותיות, כולל כמה תולעים שהיו סטריליות לחלוטין. התמהיל הזה של תוצאות נובע מהאופן שבו הכרומוזומים מתפזרים במהלך חלוקת התאים המייצרים זרע וביצית, וכתוצאה מכך שילובים רבים ושונים של כרומוזומים שניתן להעביר לדור הבא.

חוקרים במעבדה של סטרומה חקרו תורשה אפיגנטית ב סי elegans במשך שנים, והיא אמרה שהעיתון הזה מייצג את שיא עבודתם בתחום זה. היא ציינה שחוקרים אחרים שחקרו תאי יונקים בתרבית דיווחו על תוצאות דומות מאוד לממצאי המעבדה שלה בתולעים, אם כי מחקרים אלה לא הראו העברה על פני דורות מרובים.

"זה נראה כמו תכונה משומרת של ביטוי והתפתחות גנים בבעלי חיים, לא רק תופעה מוזרה ספציפית לתולעים", אמרה. "אנחנו יכולים לעשות ניסויים גנטיים מדהימים סי elegans זה לא יכול להיעשות בבני אדם, ולתוצאות הניסויים שלנו בתולעים יכולות להיות השלכות נרחבות על אורגניזמים אחרים."

הכותבים הראשונים של המאמר הם Kiyomi Kaneshiro, שעבד על המחקר כסטודנט לתואר שני במעבדתו של סטרומה וכיום הוא חוקרת פוסט-דוקטורט במכון באק לחקר ההזדקנות, ושותפת המחקר של UCSC Thea Egelhofer. המחברים השותפים כוללים גם את הביואינפורמטיקאי אנדראס רכטשטיינר ואת הסטודנט לתואר שני צ'אד קוקרום (כעת במעבדות IDEXX). עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות.



קישור לכתבת המקור – 2022-09-27 03:04:51

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר