Az öröklődés új formáját fedezték fel

A cambridge-i Babraham Intézet és a University of London epigenetikusainak kutatása egy új mechanizmus létére hívja fel a figyelmet, amely révén a petesejtben tárolt epigenetikus információ a placenta kifejlődését befolyásolja. Miguel Branco és munkatársai nyilatkozatukban kifejtik: az egérkísérletek eredménye alátámasztja, hogy az anya fogamzás előtti egészségi állapota is hatással van a magzat egészségi állapotára, és többek között felveti a kérdést: hogyan befolyásolja az anya életkora a placenta fejlődését.

Az epigenetikus információ átadásának egyik módja a DNS-metiláció, ami megszabja, hogy a kromoszómákon mely gének vannak ki-, illetve bekapcsolt állapotban. A petesejtben lévő DNS metilációja az ováriumban, a petesejt érése közben történik meg, és a DNS-metilációs mintázat egy részét a fertilizáció után az embrió és a placenta is örökli.

Az anyai epigenetikus információ funkcióját firtató tudományos vizsgálatok eddig a magzat imprintált génjeire fókuszáltak, holott ezeken kívül ezres nagyságrendben vannak jelen egyéb metilált genomikai régiók is a petesejtben, amelyek metilációs mintázata átadódik a korai embriónak. Miguel Branco és munkatársai annak jártak utána, hogyan befolyásolják ezek a metilált genomikai régiók a placenta fejlődését (Maternal DNA Methylation Regulates Early Trophoblast Development; Developmental Cell).

(A genomikai imprinting az az epigenetikai folyamat, amely biztosítja, hogy egyes gének attól függően expresszálódjanak, hogy melyik szülőtől származnak. Ha az apától örökölt allél imprintált, azaz metilációval elcsendesített, csak az anyától örökölt allél expresszálódik. A genomikai imprinting a mendeli öröklődéstől független öröklődést jelent; az imprinting mintázata fennmarad az utód testi sejtjeinek mitótikus osztódásai során is.)

Mint Branco elmondja, a kutatók maguk is meglepődtek azon az eredményen, hogy a petesejttől örökölt DNS-metiláció sokkal nagyobb szerepet játszik a placenta fejlődésében, mint azok a metilációs változások, amelyek a fertilizáció után következtek be, holott az embrió fejlődésében mindkettőnek fontos a szerepe. „Úgy tűnik, az evolúció olyan eszközzel látta el az anyát, amellyel a terhesség alatt a méhlepény fejlődésének irányítása révén kontrollálhatja leszármazottjának fejlődését”, mondja Branco.

A kutatók kísérleteikben olyan egereket használtak, amelyekben megakadályozták a petesejtek DNS-ének metilációját, és azt tapasztalták, hogy a petesejt kialakulása során bekövetkező DNS-metiláció alapvetően fontos a placenta megfelelő fejlődéséhez. A kutatás feltárta, hogy a petesejt kialakulása során számos olyan gén szabályozása történik meg a metiláció révén, amelyek a sejtadhézió és a sejtmigráció kivitelezésében játszanak szerepet; a fejlődő placenta sejtjei ezen gének révén képesek összekapcsolni az anyai és a magzati szöveteket. Az eredmények egy részét megmagyarázza a gén-imprinting jelensége, azonban, fejtik ki a kutatók, a vizsgálatok során az is kiderült, hogy a DNS-metiláció korai magzati fejlődésben játszott szerepe túlmutat az imprintingen. Az anyától örökölt DNS-metilációs mintázat fontos a normális placentális fejlődéshez, mivel befolyásol olyan celluláris sajátosságokat, mint az adhéziós képesség és az invazív karakter, továbbá meghatározza a méhlepény működéséhez szükséges különböző sejttípusok megfelelő arányát.

A kutatók szerint munkájuk számos kérdést vet fel azzal kapcsolatban, hogy miként befolyásolja az anya egészségi állapota jóval a fogamzás előtt a későbbi magzat fejlődését.

„Tudjuk, hogy a táplálkozás, a környezet és az idősödés meghatározza sejtjeink DNS-metilációs mintázatát, de az egyelőre ismeretlen, hogy pl. az öregedés során a petesejtek genetikai állományában bekövetkező metilációs módosulás milyen hatással van a petesejt minőségére, és hogyan befolyásolja az embrió és a placenta fejlődését”, teszi hozzá Wolf Reik, a Babraham Intézet epigenetikai programjának vezetője.