亲本来源对基因表达的影响

当一个基因座的表型结果取决于等位基因是遗传自母亲还是父亲时，就会发生亲本来源效应。这些效应是基因组印记的可观察结果：因为一个印记基因只从一个亲本等位基因表达，所以相同的变化可能会根据其由哪个亲本传递而产生非常不同的后果。

Definition

亲本来源效应是指基因表达或表型上的差异，这种差异取决于给定的等位基因或染色体区域是遗传自母亲还是父亲，其产生的原因是印记基因只从一个亲本等位基因表达。

Scope

本主题解释了什么是亲本来源效应，它们如何从单等位基因印记表达中产生，它们在谱系中产生的遗传模式，以及通过何种机制读取基因座的亲本来源。它从概念上阐述了这一现象；具体的临床综合征在印记障碍主题中涵盖。

Core questions

• 是什么使得等位基因的作用取决于其来源的亲本？
• 亲本来源效应如何在家族遗传模式中体现？
• 为什么相同的缺失在母本和父本染色体上会导致不同的疾病？
• 在分子水平上如何识别区域的亲本来源？

Key concepts

• 单等位基因、亲本依赖性表达
• 母本表达与父本表达的等位基因
• 取决于传递亲本的遗传模式
• 来自同一基因组区域的互补表型
• 单亲二体作为亲本来源失衡的来源
• 世代间印记的生殖系重置

Key theories

亲本冲突（亲缘）理论

母本和父本遗传等位基因之间在后代资源利用方面的进化拉锯战，预示着两个亲本基因组对生长有相反的影响，并为许多亲本来源现象提供了框架。

Mechanisms

亲本来源效应是印记的表型读出。由于印记基因在一个亲本等位基因上被沉默，而在另一个亲本等位基因上活跃，因此功能性拷贝来自特定的亲本；影响活跃亲本拷贝的突变或缺失会被揭示，而沉默拷贝上的相同病变可能影响很小。亲本来源由生殖系设定的差异甲基化区域编码，这些区域以不同方式标记母本和父本等位基因，并在发育过程中得以维持。当一个印记区域的两个拷贝都来自一个亲本时，如单亲二体（uniparental disomy），母本和父本表达基因的正常平衡被扰乱，即使没有任何序列突变，也会产生亲本来源表型。在谱系中，这表现为仅在由母亲传递或仅在由父亲传递时才出现的疾病。

Clinical relevance

亲本来源效应解释了为什么传递亲本可以决定孩子是否受影响，以及为什么相同染色体区域的缺失会根据亲本来源导致不同的综合征。本主题在概念层面支持遗传咨询背景下的遗传推理；它是描述性的，不能作为个体诊断或治疗的基础。

History

亲本来源效应在20世纪80年代的核移植和原核转移实验表明母本和父本基因组对发育的贡献不相等时被认识。1991年，小鼠Igf2基因仅从父本等位基因表达的证明提供了具体的分子基础，而亲本冲突理论为两个亲本基因组的对立效应提供了进化解释。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么等位基因来自哪个亲本很重要？

对于印记基因，只有一个亲本拷贝是活跃的。如果活跃拷贝是遗传自特定亲本的那个，那么对该拷贝的改变将显示其效应，而沉默拷贝上的相同改变可能不会，因此亲本来源决定了结果。

亲本来源效应可以在没有任何突变的情况下发生吗？

是的。如果一个孩子从一个亲本那里继承了一个印记区域的两个拷贝（单亲二体），活跃的母本和父本基因的正常平衡就会被扰乱，这可能导致亲本来源表型，即使DNA序列正常。