Effets de l'origine parentale sur l'expression génique

Un effet de l'origine parentale se produit lorsque la conséquence phénotypique d'un locus génétique dépend du fait que l'allèle a été hérité de la mère ou du père. Ces effets sont le résultat observable de l'empreinte génomique : étant donné qu'un gène soumis à empreinte est exprimé à partir d'un seul allèle parental, le même changement peut avoir des conséquences très différentes selon le parent qui l'a transmis.

Definition

Un effet de l'origine parentale est une différence dans l'expression génique ou le phénotype qui dépend du fait qu'un allèle donné ou une région chromosomique a été hérité de la mère ou du père, résultant du fait que les gènes soumis à empreinte sont exprimés à partir d'un seul allèle parental.

Scope

Ce sujet explique ce que sont les effets de l'origine parentale, comment ils découlent de l'expression monoallélique soumise à empreinte, les modes de transmission qu'ils créent dans les arbres généalogiques, et les mécanismes par lesquels l'origine parentale d'un locus est lue. Il encadre le phénomène de manière conceptuelle ; les syndromes cliniques spécifiques sont traités dans le sujet sur les troubles de l'empreinte.

Core questions

• Qu'est-ce qui fait que l'effet d'un allèle dépend du parent dont il provient ?
• Comment les effets de l'origine parentale apparaissent-ils dans les modes de transmission familiale ?
• Pourquoi la même délétion peut-elle causer des troubles différents sur le chromosome maternel par rapport au chromosome paternel ?
• Comment l'origine parentale d'une région est-elle reconnue au niveau moléculaire ?

Key concepts

• Expression monoallélique, dépendante du parent
• Allèles exprimés maternellement versus paternellement
• Modes de transmission qui dépendent du parent transmetteur
• Phénotypes réciproques d'une même région génomique
• Disomie uniparentale comme source de déséquilibre lié à l'origine parentale
• Réinitialisation des empreintes dans la lignée germinale entre les générations

Key theories

Théorie du conflit parental (de parenté)

La lutte évolutive entre les allèles hérités maternellement et paternellement concernant l'utilisation des ressources par la progéniture prédit des effets de croissance opposés des deux génomes parentaux et fournit un cadre pour de nombreux phénomènes liés à l'origine parentale.

Mechanisms

Les effets de l'origine parentale sont la manifestation phénotypique de l'empreinte. Étant donné qu'un gène soumis à empreinte est inactivé sur un allèle parental et actif sur l'autre, la copie fonctionnelle provient d'un parent spécifique ; une mutation ou une perte affectant la copie parentale active est démasquée, tandis que la même lésion sur la copie silencieuse peut avoir peu d'effet. L'origine parentale est encodée par des régions différentiellement méthylées établies dans la lignée germinale qui marquent différemment les allèles maternels et paternels et sont maintenues tout au long du développement. Lorsque les deux copies d'une région soumise à empreinte proviennent d'un seul parent, comme dans la disomie uniparentale, l'équilibre normal des gènes exprimés maternellement et paternellement est perturbé, produisant un phénotype lié à l'origine parentale même sans aucune mutation de séquence. Dans les arbres généalogiques, cela se manifeste par des conditions qui n'apparaissent que lorsqu'elles sont transmises par les mères ou seulement lorsqu'elles sont transmises par les pères.

Clinical relevance

Les effets de l'origine parentale expliquent pourquoi le parent transmetteur peut déterminer si un enfant est affecté et pourquoi les délétions de la même région chromosomique peuvent causer des syndromes différents selon l'origine parentale. Ce sujet soutient le raisonnement sur l'hérédité dans les contextes de conseil génétique à un niveau conceptuel ; il est descriptif et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

History

Les effets de l'origine parentale ont été reconnus lorsque les expériences de transplantation nucléaire et de transfert de pronoyaux dans les années 1980 ont montré que les génomes maternel et paternel contribuent de manière non équivalente au développement. La démonstration en 1991 que le gène murin Igf2 est exprimé uniquement à partir de l'allèle paternel a fourni une base moléculaire concrète, et la théorie du conflit parental a offert une explication évolutive aux effets opposés des deux génomes parentaux.

Key figures

• David Haig
• Wolf Reik
• Anne Ferguson-Smith
• Azim Surani

Seminal works

• dechiara-1991
• reik-walter-2001
• peters-2014

Frequently asked questions

Pourquoi est-il important de savoir de quel parent un allèle provient ?

Pour les gènes soumis à empreinte, seule une copie parentale est active. Si la copie active est celle héritée d'un parent particulier, alors un changement sur cette copie montrera son effet, tandis que le même changement sur la copie silencieuse pourrait ne pas en avoir, de sorte que le parent d'origine détermine le résultat.

Un effet de l'origine parentale peut-il se produire sans aucune mutation ?

Oui. Si un enfant hérite des deux copies d'une région soumise à empreinte d'un seul parent (disomie uniparentale), l'équilibre normal des gènes maternels et paternels actifs est perturbé, ce qui peut entraîner un phénotype lié à l'origine parentale même si la séquence d'ADN est normale.