Epigenetikain vedenjske lastnosti

Prof. dr. Peter DOVČOddelek za zootehnikoBiotehniška fakulteta

Kaj je epigenetika?

• Genetika• Genomika• Epigenetika• Epigenomika

Nekaj dokazov za obstoj epigenetskih mehanizmov

• Diferenciacija celic • Razlike med enojajčnimi dvojčki• Razvojne spremembe v izražanju genov• Genomski imprinting• Razlike v konformaciji kromatina (DnaseI)

Callipyge – polar overdominance

The mutation responsible for the callipyge trait is located within an imprinted gene cluster on the distal end ofovine chromosome 18. The callipyge phenotype is inherited in a non-Mendelian mode termed polarOverdominance in which only animals that inherit a normal allele (wild type; +) from the dam and the mutant callipyge allele from the sire (CLPGPat) exhibit the callipyge phenotype. Maternal heterozygotes(CLPGMat/+Pat) and callipyge allele homozygotes (CLPGMat/CLPGPat) have muscling and carcasscompositions that are similar to normal sheep (wild type homozygotes; +/+).

H19/Igf2 imprinting

Epigenetika in izražanje genov

• Uravnavanje izražanja genov na različnih stopnjah– Transkripcija– Posttranskripcijske spremembe– Translacija– Posttranslacijske spremembe– Interakcija z okoljem (inducibilnost)

Metilacija DNA

• Metilacija 5’-citozina• Metilacija promotorskih regij

DNA metiltransferaze (DNMT)

• Sesalci imajo 4 DNMT• DNMT1 - vzdržuje vzorec metilacije• DNMT2 – šibko delovanje in vitro,

metilacija RNA• DNMT3a,b – de novo metilacija

• Demetilacija: počasna pasivna in hitra aktivna demetilacija – povezana s popravljalnimi mehanizmi.

DNMT in transkripcijski faktorji

• Specifično metilacijo omogoča povezava med DNMT in transkripcijskimi faktorji

• Sterična inhibicija

• Vezava proteinov, ki prepoznavajo metilno skupino

DNA metilacija in proteini, ki se vežejo na metilno skupino

Histoni in uravnavanje genskega izražanja

• Metilacija histonov(HMT: arginin, lizin)

• Histonskeacetiltransferaze

• Histonskedeacetiltransferaze

ncRNA

• siRNA• lnRNA

So epigenetski vzorci dedni?

• Delovanje DNMT1• Embrionalni razvoj

Epigenetika in vedenje

Mišji model inducibilnega anksioznega vedenja

Ciljno inducirano izražanje KAP1