Среди генетически идентичных мышей «agouti viable yellow» (Avy) одни коричневые и худые, другие — жёлтые и тучные. Эти различия обусловлены эпигенетикой — системой молекулярных меток, таких как метильные группы, которые добавляются к ДНК в процессе развития и определяют экспрессию генов в различных типах клеток.
Исследование 2003 года показало, что простое добавление в рацион самок мышей питательных веществ, «доноров метила», до и во время беременности приводило к тому, что потомство Avy чаще оказывалось худым и коричневым.
Метастабильные эпиаллели
Ген Avy известен как «метастабильный эпиаллель», поскольку уровень метилирования его ДНК устанавливается случайным образом в ходе раннего эмбрионального развития. Исследование 2003 года выдвинуло идею о том, что метастабильные эпиаллели могут быть распространены среди мышей, что могло бы объяснить многие примеры необъяснимых различий среди инбредных мышей (например, различия в наборе веса при диете с высоким содержанием жиров).
Однако до недавнего времени количество метастабильных эпиаллелей у мышей оставалось неизвестным.
Новое исследование
Новое исследование, проведённое группой учёных под руководством ответственного автора доктора Роберта А. Уотерленда, профессора педиатрии-диетологии и члена Центра исследований детского питания Министерства сельского хозяйства США (USDA/ARS) и Комплексного онкологического центра имени Дэна Л. Дункана при Медицинском колледже Бэйлор, показывает, что метастабильные эпиаллели у мышей встречаются крайне редко. Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.
Исследование было сосредоточено на характерной черте метастабильных эпиаллелей: системной межиндивидуальной вариации метилирования ДНК — то есть метилировании, которое является постоянным в разных тканях одного индивидуума, но различается у разных индивидуумов.
«Мы провели всестороннее, непредвзятое сканирование эпигенетических вариаций по всему геному мыши, анализируя паттерны метилирования ДНК в трёх различных тканях — печени, почках и мозге — у каждой из десяти генетически идентичных мышей», — сказал соавтор-первый автор доктор Чатура Дж. Гунасекара, эксперт по биоинформатике в лаборатории Уотерленда. «Из миллионов потенциальных сайтов мы обнаружили только 29 метастабильных эпиаллелей».
«Ещё одним удивительным открытием стало то, что материнский рацион — а именно добавление продуктов, способствующих метилированию, таких как фолат и витамин B12, — не влиял на метилирование вновь обнаруженных метастабильных эпиаллелей», — сказал соавтор-первый автор Удита Мадуранга, который участвовал в проекте в качестве аналитика по биоинформатике в лаборатории Уотерленда.
«Это отличается от классических исследований метастабильных эпиаллелей у мышей, таких как Avy, которые показали, что добавление материнских доноров метила увеличивает их метилирование», — добавил он.
«Открытие эффекта диетических добавок у мышей Avy 20 лет назад побудило нас искать метастабильные эпиаллели у людей», — сказал Уотерленд.
Эти усилия привели к открытию тысяч участков генома человека, называемых CoRSIVs (коррелированные регионы системной межиндивидуальной эпигенетической вариации). Большинство из них подвержены влиянию генетических вариаций, поэтому они не являются метастабильными эпиаллелями.
«Иронично то, — продолжил Уотерленд, — что установление метилирования ДНК в человеческих CoRSIVs очень чувствительно к окружающей среде раннего эмбриона, как и в случае с метастабильным эпиаллелем Avy. Кроме того, CoRSIVs сильно вовлечены в человеческие заболевания».
10 000 человеческих CoRSIVs — по сравнению с 29 метастабильными эпиаллелями у инбредных мышей — указывают на то, что большинство системных межиндивидуальных эпигенетических вариаций связано с генетическими вариациями.
«Вместо инбредных мышей, которые использовались в биомедицинских исследованиях на протяжении десятилетий, — продолжает Уотерленд, — наши результаты показывают, что аутбредные мыши, вероятно, являются лучшей моделью для понимания того, как питание в период развития влияет на межиндивидуальные эпигенетические вариации у людей».
Предоставлено:
[Baylor College of Medicine](https://phys.org/partners/baylor-college-of-medicine/)
Другие новости по теме
- Квантовый интернет становится ближе: исследователи успешно телепортировали световую информацию
- IRF-5 определён как ключевой фактор сохранения энергии Т-клеток.
- Исследование переклассифицирует древних существ, похожих на кальмаров, как ранних родственников стреловидных червей
- В реках штата Мэн любители природы могут наблюдать за прыжками осетровых.
- Почему в Норвегии страдают пчёлы
- Гигантский глубоководный вид моллюсков-лимпет назван в честь персонажа из манги ONE PIECE
- Скрытые чёрные или белые слои перьев усиливают цвет оперения певчих птиц.
- Молекулярная надежда: крошечные океанические ракообразные используют генетические и эпигенетические инструменты, чтобы противостоять изменению климата
- Международный стандартный язык для объединения лабораторий синтетической биологии
- Основатель Telegram Павел Дуров оставил состояние в 14 миллиардов долларов, которое будет разделено между более чем 100 детьми — каждый получит по 132 миллиона долларов
Другие новости на сайте
- Bybit Card отмечает два миллиона пользователей ограниченной серией коллекционных предметов и розыгрышем 1 BTC
- Учёные призывают к срочным реформам политики для ускорения трансграничных усилий по восстановлению кораллов
- Пешеходы стали ходить быстрее и меньше задерживаться, выяснили исследователи
- Астрономы обнаружили чёрные дыры, разрывающие звёзды, в пыльных галактиках
- Астрономы обнаружили чёрные дыры, разрывающие звёзды, в пыльных галактиках
- Шумный новый концепт Corvette от Chevy: отказ от V8 и ставка на электромобильное будущее
- Наблюдение невидимого: технология лазерного ускорения демонстрирует поведение микроскопических частиц
- Наблюдение невидимого: технология лазерного ускорения демонстрирует поведение микроскопических частиц
- Биткоин застрял в нейтральной зоне, в то время как альткоины борются за динамику.
- Как калькулятор для рефинансирования автокредита упрощает сравнение займов