求助: 印记基因

salomemao

刚刚看了一下关于基因印记的文献，有些概念没有搞清楚，希望懂得朋友帮忙解释一下，O(∩_∩)O谢谢。8 D0 x. A! |9 {- V/ e
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1. imprinted gene 和 imprinted clusters 的关系。举个例子，maternally imprinted cluster：Igf2r 编码的ncRNA：Air，可以沉默基因 Igf2r，Slc22a2，Slc22a3，那这三个基因是否都是imprinted gene 呢？0 R# B4 r" ?0 h$ a
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2. imprinted gene 文献报道有70个左右，大家知道的有哪些呢？有没有什么好的文章推荐的？, ^6 x! }' j: W
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谢谢大家！
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weiyepan

对于第一个概念，可能我是知道的：5 b/ n0 d) v" b( ?* x9 G/ D9 N
cluster是簇的概念，一般来说是同一次转录产生的多个frame的集合（例如miRNA cluster）。) A& S2 ~% w7 I- q$ u
imprinted gene指的是单一的遗传印记。imprinted cluster指的就是连在一起转录的多个独立表现的遗传印记，而这些遗传印记是会同时出现的。

salomemao

回复 weiyepan 的帖子; f, B( y8 h* Q

2 A; v5 Z& E" W# W$ B% c' h* M0 V谢谢您的回答。我想请问一下，我上面提到的三个被沉默的基因是否都可以称为imprinted gene呢？

weiyepan

我查了一下，imprinted指的是遗传印记，应该是在子代里面会有等量表达的等位基因。
2 g) G& c9 d9 u) Z9 V: ]Imprinted gene clusters contain multiple imprinted mRNA genes and at least one imprinted noncoding RNA (ncRNA). Two imprinted ncRNAs have now been shown to act as cis-acting domain silencers, indicating that RNA-mediated silencing may be a central feature of genomic imprinting.$ s  i9 v/ R/ v' a
按这样的说法，Igf2r的转录cluster里面有ncRNA：Air，可以算是一个imprinted gene cluster，但是：. e+ \  o! w$ b3 U( m
1. Slc22a2，Slc22a3是否包括在cluster里面，要看其mRNA是否在同一个转录子里面。. K- m4 l% W, |9 B) _
2. 如果Slc22a2，Slc22a3没有等位性状的话，应该不可以称为imprinted基因。

weiyepan

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回复 salomemao 的帖子/ I" v9 q: @- Y( u# Q

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Figure 1. + U% ?3 p1 f2 v) p. W% g0 A" a' t
Components of an imprinted gene cluster. The maternal (top) and paternal (bottom) alleles of an imprinted gene cluster are depicted. Imprinted gene clusters contain maternally expressed (pink-filled boxes), paternally expressed (blue-filled boxes), and biallelically expressed genes (i.e., nonimprinted genes, green-filled boxes). These nonimprinted genes can be found in the middle of a cluster surrounded by imprinted genes. The ICR (yellow) controls imprinting of multiple genes in the region; deletion of this differentially methylated element results in loss of imprinting of the linked genes. Many imprinted clusters also contain additional DMRs (orange) that acquire DNA methylation after the preimplantation stage. Not depicted here are long ncRNAs and insulators, which have an essential role in imprinted clusters. , J' M# g$ u2 G. u
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weiyepan

weiyepan 发表于 2013-2-22 22:24 % y- \% c, }% n
我查了一下，imprinted指的是遗传印记，应该是在子代里面会有等量表达的等位基因。  p# `( q- m  S
Imprinted gene cluste ...

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后来有时间仔细看了一下，imprinted gene和我原来的理解有很大出入。非常抱歉！
+ v. b$ t8 G2 `' i6 ?6 y/ G' q- j: }imprinted gene指的是一对等位基因只有一个表达，另外一个完全被knock out的情况。
7 \* N( Z$ i7 [, Z9 `1 V! x如果一个ncRNA可以沉默3个基因，那这3个基因应该都是imprinted的，算是一个imprinted cluster。

yuhaoze

建议你看一看 干细胞生物学精要 Essence of stem cell biology,园里面有。里面对印记基因有详细的解释，直接谷歌找维基百科也可以。
( _4 T  L; }& R' A; _# n简单的说，印迹基因就是在合子中只有父源或母源的基因表达的基因，常常成簇存在（这是因为一簇基因由一个甲基化开关调控）。
: |8 D8 j2 d9 h' y) n印迹基因的形成是在配子发生的过程中，也就是精子和卵子在形成过程中，就在表观遗传层面上对某些基因进行了修饰，从而使这些基因在精卵结合形成受精卵之后沉默或者表达。
, u0 ]; Z* E' y$ \( M具体为什么会在高等动物中形成印迹这种模式，有两个假说，其中一个是说，卵子中的关于胎盘发生的基因被印迹掉了，这样单独一个卵子就不会着床，从而降低了一些风险，而这些关闭掉的基因会在精子中强制开启，从而弥补有关胎盘发生的基因（书上有非常详细的解释，去看书吧），另一个假说我没看懂，也就记不住了。

yuhaoze

印迹基因的出现意味着单性生殖就成为了过去，两个精子，两个卵子，或单一精子，单一卵子都不会形成能够成活的个体，因为单一来源的配子中有很多基因是沉默的，只有来自两性的配子形成的合子才能表达全部的基因。3 ?% T% ^3 o3 R
也就是说，哪些物种之中没有印迹现象呢？哪些什么孤雌生殖的，单性生殖的都没有印迹现象。人和老鼠都有，小鼠研究的比较透彻。- _0 }6 }+ B7 }+ ]
那么印迹基因的概念在干细胞领域有什么应用呢？2 V5 I! ]0 t2 P! ?. y* j  S
研究发现很多核移植重编程而来的多能干细胞，他们的印迹带有来源细胞的记忆，印迹基因不正常的话，这个多能干细胞是产生不了能够成活的个体的，所以克隆羊多利的出生是个非常偶然的事件，几乎不可重复。
$ n* c( \0 \7 \! r) K2 u对于iPS来说，非完全重编程的细胞也带有一些不正常的印迹基因，比如说Dlk1-Dio3这簇。印迹不正常的基因在四倍体实验中也无法形成all-ips动物。
& t4 w' _" U+ N: o+ Z1 y印迹基因有多少呢，好像是一百多。

yuhaoze

weiyepan 发表于 2013-2-23 06:04
: W% T. {) _( s2 C( l1 U1 q后来有时间仔细看了一下，imprinted gene和我原来的理解有很大出入。非常抱歉！
: W- c2 H" l& a5 R4 Jimprinted gene指的是一 ...

4 t, u' y1 A! D2 t5 y
knockout这个说法不准确，应该是被甲基化修饰之后的silence

salomemao

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+ T( M+ C9 e6 U/ y$ y/ v* k$ C1 }) ^3 n* S+ F5 p6 k( @( c8 \4 _
谢谢您，非常感谢。受益匪浅，呵呵