Empreinte génomique et effets parentaux

Pour un petit ensemble de gènes, l'origine parentale d'un allèle est déterminante : l'empreinte génomique réduit au silence l'une des copies parentales par des marques épigénétiques, de sorte que l'hérédité peut violer la symétrie habituelle de la transmission mendélienne.

Definition

L'empreinte génomique est un processus épigénétique dans lequel certains gènes sont exprimés à partir d'un seul allèle parental selon qu'il a été hérité de la mère ou du père, produisant des effets parentaux sur le phénotype.

Scope

Ce sujet couvre le phénomène de l'empreinte génomique, le marquage épigénétique des allèles dans la lignée germinale en fonction de l'origine parentale, l'expression monoallélique et spécifique du parent des gènes soumis à l'empreinte qui en résulte, la réinitialisation des empreintes entre les générations, et les troubles classiques de l'empreinte qui surviennent lorsque les marques ou les chromosomes qui les portent sont perturbés. Il traite les effets parentaux comme un cas particulier de régulation épigénétique ; les mécanismes généraux de la chromatine sont abordés dans le sujet adjacent.

Core questions

• Comment les empreintes sont-elles établies dans la lignée germinale et réinitialisées entre les générations ?
• Pourquoi le parent d'origine d'un allèle détermine-t-il s'il est exprimé ?
• Comment les erreurs d'empreinte et la disomie uniparentale causent-elles des maladies ?
• Pourquoi l'empreinte aurait-elle évolué malgré la redondance qu'elle sacrifie ?

Key concepts

• Empreinte génomique et expression monoallélique
• Établissement et réinitialisation des empreintes dans la lignée germinale
• Régions de contrôle de l'empreinte
• Disomie uniparentale
• Troubles de l'empreinte

Mechanisms

Pendant la gamétogenèse, une méthylation différentielle de l'ADN est établie au niveau des régions de contrôle de l'empreinte en fonction du sexe parental, de sorte que les copies maternelles et paternelles d'un gène soumis à l'empreinte portent des marques distinctes ; celles-ci réduisent au silence un allèle chez la progéniture, et parce que les marques sont effacées et rétablies à chaque génération, l'expression dépend de l'origine parentale la plus récente plutôt que de la séquence d'ADN.

Clinical relevance

L'empreinte explique pourquoi les délétions de la même région chromosomique causent le syndrome de Prader-Willi lorsqu'elles sont héritées du père et le syndrome d'Angelman lorsqu'elles sont héritées de la mère, et pourquoi la disomie uniparentale peut produire des maladies ; la reconnaissance des schémas d'origine parentale est importante dans le diagnostic génétique et le conseil.

History

Des expériences de transfert nucléaire chez la souris au milieu des années 1980 ont montré que les génomes maternels et paternels ne sont pas équivalents, établissant l'empreinte ; les premiers gènes soumis à l'empreinte ont été identifiés vers 1991, et l'hypothèse du conflit parental de Haig a offert une justification évolutive de l'apparition de l'empreinte.

Debates

Pourquoi l'empreinte a évolué

L'hypothèse dominante du conflit parental soutient que l'empreinte reflète un bras de fer entre les allèles paternels favorisant une plus grande extraction de ressources par la progéniture et les allèles maternels la restreignant, mais des explications alternatives existent et la question reste ouverte.

Key figures

• Azim Surani
• Davor Solter
• David Haig

Seminal works

• allis2007

Frequently asked questions

Que signifie l'effet parental ?

Cela signifie que le phénotype produit par un allèle dépend de son origine maternelle ou paternelle ; pour les gènes soumis à l'empreinte, une copie parentale est épigénétiquement réduite au silence, de sorte que seule la copie de l'autre parent est exprimée.

Comment la même délétion peut-elle causer deux syndromes différents ?

Si une région chromosomique contient des gènes soumis à l'empreinte, sa perte du chromosome paternel supprime les seules copies actives des gènes exprimés paternellement, tandis que sa perte du chromosome maternel supprime celles exprimées maternellement, produisant des troubles distincts tels que les syndromes de Prader-Willi et d'Angelman.