2) имеет повышенную экспрессию
3) тоже экспрессируется
4) характеризуется отсроченной экспрессией
Геномный импринтинг — это эпигенетическая, зависящая от родителя регуляция экспрессии гена, при которой активна только одна из двух аллельных копий. Если экспрессия происходит с отцовской хромосомы, материнская копия этого гена в норме транскрипционно подавлена, то есть не экспрессируется. Такая инактивация обусловлена метилированием ДНК, модификациями гистонов и действием регуляторных некодирующих РНК; при этом сама последовательность материнского гена может оставаться неизменённой.
Импринтинг формируется в половых клетках: прежние эпигенетические метки стираются, а затем устанавливаются заново в соответствии с полом родителя. После оплодотворения эти метки поддерживаются в соматических клетках, поэтому для ряда генов имеет принципиальное значение не только наличие варианта гена, но и его родительское происхождение. Нарушение метилирования, делеция активной копии или однородительская дисомия могут приводить к заболеваниям с феноменом родительского происхождения, что отличает их от классического аутосомно-доминантного или аутосомно-рецессивного наследования.
| Вариант регуляции | Активная копия | Неактивная копия | Пример или клиническое значение |
|---|---|---|---|
| Патернальная экспрессия | Аллель отца | Аллель матери | IGF2; нарушение регуляции участка 11p15 связано с синдромом Беквита—Видемана |
| Материнская экспрессия | Аллель матери | Аллель отца | UBE3A в нейронах; утрата материнской активной копии характерна для синдрома Ангельмана |
| Биаллельная экспрессия | Обе аллели | Нет импринтинга | Типична для большинства аутосомных генов; родительское происхождение копии не определяет её активность |
| Потеря импринтинга | Обе аллели или аномально активная копия | Инактивация снимается либо устанавливается неправильно | Двухаллельная экспрессия IGF2 может выявляться при опухолевом росте и нарушениях развития |
| Материнская однородительская дисомия 15-й хромосомы | Две материнские копии | Отцовская копия отсутствует | Недостаточность экспрессии отцовских импринтированных генов вызывает синдром Прадера—Вилли |
| Отцовская однородительская дисомия 15-й хромосомы | Две отцовские копии | Материнская копия отсутствует | В нейронах отсутствует материнская экспрессия UBE3A, что может приводить к синдрому Ангельмана |
| Делеция активной импринтированной копии | Оставшаяся копия эпигенетически неактивна | Функционально отсутствуют обе рабочие копии | Клинический эффект зависит от того, какая именно — материнская или отцовская — хромосома утрачена |
Таким образом, правильный ответ отражает моноаллельную экспрессию, обусловленную геномным импринтингом: активность отцовской копии сопровождается эпигенетическим молчанием материнской. Для диагностики импринтинг-зависимых состояний используют анализ метилирования, исследование делеций и однородительской дисомии, а при необходимости — секвенирование соответствующего гена. Клинический фенотип может возникать даже без изменения нуклеотидной последовательности, если нарушена эпигенетическая регуляция.