각인 및 뇌 및 수면의 후성 유전학
2016 년 연례 신경 과학 리뷰 (Neuroscience Review of " Neuroscience ")에 따르면 "두뇌는 유전체 각인의 주된 표적으로 등장하여이 후성 유전 학적 조절이 신경 발달 및 행동의 안정적인 전사 조절을 어떻게 제공하는지에 큰 관심을 불러 일으켰습니다."저자는 "각인의 중요성 뇌 기능의 유전자는 관련 유전자의 돌연변이로 인한 치명적인 신경 및 행동 상태에 의해 입증됩니다.
이 리뷰가 지적 하듯이, 프라이머 – 다른 하나가 아닌 단지 하나의 부모 사본으로부터의 유전자 발현 -이 두 가지, 그렇지 않으면 겉으로보기에 연결되지 않은 증후군의 열쇠입니다 : Prader-Willi and Angelman. Prader-Willi 증후군은 15 번 염색체에 부계 적으로 발현 된 유전자가 소실 된 결과입니다. Angelman 증후군은 각인의 반대 패턴과 정반대의 증상 (왼쪽)과 관련이 있습니다.
이러한 정체성의 차이는 Angelman 아이들이 깨어 있고 과민 반응을 보이는 반면, Prader-Willi은 졸리고 기면 성이 강하다는 것을 알게됩니다. (이전의 모든 어머니의 가장 두려운 공포와 그녀). 또한 최근의 또 다른 연구에서 지적한 바와 같이,
각인 된 유전자는 태반과 태아기 발달에 결정적인 역할을하며 출생 후 행동 및인지 과정뿐만 아니라 중요한 대사 및 생리 기능 (예 : 열 생성)을 조절하는 것으로 입증되었습니다. 각인 된 유전자는 생체 내에서 수면을 조절하고 내부 (일주기) 시계를 형성하는 것을 포함하여 모든 생물학적 시스템의 형성과 통합을위한 개발에서 중요한 시간 창문 인 주 산기 기간 동안 중요한 역할을한다.
이 저자는 "이 결과는 모계와 부계의 각인 유전자가 모두 수면 조절을 일률적으로 조절할 수 있음을 의미한다"고 결론 지었다. 사실, 각인이 주요 심리적 수반자에게 영향을 줄 수 있다는 증거도있다 REM 또는 급속 안구 운동 수면의 꿈 : 뇌 센터가 시상 하부 및 편도선과 같이 부계 유전자가 우선적으로 발현되는 꿈에서 활발 해지면 몽상가의 공격적인 충동이 드러납니다. 그러나, 주로 산모의 뇌 중심이 전뇌 및 신 피질과 같은 꿈에서 활성화되면 공격적인 자극은 억제되고 협동 적이며 친 사회적 (pro-social) 자극이 표현됩니다. *
또한 최근 포스트에서 지적했듯이, Igf2 는 인슐린 유사 성장 인자 2 (IGF2)를 코딩하는 전형적인 각인 된 유전자이며, 자손의 임신과 성장 과정에서 자손의 모체 자원 소비에 대한 유전 적 자기 이익을 상징적으로 나타냅니다 부계로 표현. 그리고 그래픽과 마찬가지로 모체에서 Igf2r이 모체로 발현되는 것은 모순적입니다. 실제로, 연례 검토 문서에 따르면, 각인 된 유전자에 의한 성인 체중의 조절은 일반적으로 모체에 의해 발현되는 유전자가 대사율 및 음식 섭취의 함수로서 감소한 체중에 기여하는 반면, 부계 발현 된 유전자는 체중 증가에 기여한다. 그럼에도 불구하고, IGF2는 뇌의 맥락막 신경총과 혈관 구획에있는 부모의 복제물에서 발현되며, 뇌의 다른 부위에서 모계로 발현된다. 설명 된 바와 같이, 부갑상선 두뇌와의 상호 작용에 결정적으로 중요 할 수있다. 같은 게시물에
Igf2의 역할도 성장 조절에 국한되지 않습니다. 메모리가 확보 된 후 통합 과정에서 몇 시간 동안 불안정합니다. 쥐의 해마에서는 IGF2가 훈련 후 몇 시간 만에 증가하는데, 이는 기억 병합에 필수적이다. 또한, 훈련 후이 성장 호르몬의 관리는 메모리 통합을 향상시킵니다. 학습 후 며칠 이내에 메모리를 검색하면 불안정한 상태로 되돌려지면서 통합이 가능해지며 IGF2 관리로도 향상됩니다. IGF2는 또한 성인의 신경 발생을 촉진시키고 만성 스트레스 후에 우울한 행동을 보이는 동물에서 하향 조절된다. 유의하게, 치아 이랑에서 IGF2의 과발현은 이러한 행동을 역전시킨다.
저자들이 지적한 것처럼,
심실 영역의 신경 줄기 세포 (NSC)는 비대칭 적으로 증식하여 분화 된 신경 세포 또는 신경아 교세포를 생성 시키거나 중추 성 전구 세포 (IPC)를 생성하며 대칭으로 분열하여 IPC 또는 뉴런을 생성합니다. NSC의 운명 결정은 복잡한 제어 경로를 통해 각인 된 유전자에 의해 크게 규제됩니다.
중뇌의 도파민 성 시스템은 자발적인 움직임뿐만 아니라 정서적, 동기 적,인지 적 행동의 조절과 조절에 결정적인 역할을합니다. 이 시스템의 개발은 특히 각인 된 유전자를 대상으로합니다. 개발중인 두뇌에서 적절한 위치로의 연결 이동은 적절한 정체성과 기능적 연결성을 확립하는 데 필수적입니다. 저자들이 자세히 설명했듯이, 이것은 게놈 인쇄에 의해 크게 영향을받는 세포 과정에 의해 매개된다. 예를 들어, 부계 적으로 발현 된 Peg3 유전자가 없으면 전뇌, 선조체, 편도체 및 시상 하부에서 아폽토시스 (프로그램 된 세포 사멸)가 증가합니다. 저자들은 "이 이상은 남성과 여성에 따라 다르며 Peg3 기능이 성 이형성의 형성을 조절한다는 것을 암시한다."
위의 그림에서 알 수 있듯이 마우스 돌연변이와 인간의 질환에 대한 연구는 시냅스 전염과 소성의 핵심 요소에서부터 에너지 균형과 신진 대사 조절에 이르기까지 모든 필수 성인 신경 기능을 포함하여 출생 후의 두뇌에서 유전체 각인의 중요성을 밝혀 냈습니다. 감정적, 사회적,인지 적 행동으로 잘 나타납니다. 시냅스 전달은 뇌 전체에 정보 전파를 근간으로하고 신경 회로의 적절한 배선을 지시합니다. 다수의 각인 된 유전자는 신경 전달 물질 흥분성의 기초 전달 및 활성 의존적 변형에 참여한다. 사실, 게놈 인쇄는 배아 및 태반 발달 및 비 신경 조직에서의 성장 및 에너지 균형 조절에 핵심적인 역할을합니다. 궁극적으로 뇌는 전체 유기체의 에너지 균형과 신진 대사를 조절하며,이 항상성 기능은 내부 에너지 상태를 감지하고 내장 반응을 조율하는 시상 하부에 의해 주로 수행됩니다.
왼쪽 그림에서 알 수 있듯이, 발견 된 각인 된 유전자의 수는 항상 증가합니다. 그러나이 리뷰에서 논한 바와 같이, 유전체 각인은 이제 한쪽 극단에서는 고전적인 한쪽 부모 조절에서 다른 쪽에서는 약하게 편향된 부모의 표현으로 이어지는 연속체로 보여진다. 이것은 행동 및 신경 학적 결함의 유전 적 분석이 정상적인 뇌 발달 및 기능이 유전자 투여 량의 미세 조정을 필요로한다는 사실을 고려할 때, 작은 편차라도 그들이 제어하는 생물학적 경로의 균형을 교란 시키므로 치명적인 결과를 초래할 수 있다는 점에서 의미가 있습니다 신경 장애, 위의 Angelman과 Prader-Willi 증후군에 의해 예시된다.
당신이 말할 수있는 것이 무엇이든지간에, 이러한 리뷰는 유전체 각인이 수면과 뇌 발달에있어 핵심적인 요소이며, 정상적이고 병리학적인 것이라는 근본적인 주장을 확립하는 데 많은 도움이됩니다.
(Amar Annus에게 감사의 말을 전한다.)
