Селективный импринтинг: как валлаби контролирует рост детенышей

Сумчатые матери регулируют состав своего молока, чтобы он был оптимальным для стадии развития детенышей. Новое исследование, опубликованное в открытом журнале Epigenetics & Chromatin, показывает, что, подобно человеческой плаценте, регулирующей рост и развитие эмбриона, инсулин, по-видимому, импринтирован в молочной железе сумчатых.

Инсулин хорошо известен как гормон, регулирующий уровень сахара в крови, но он также необходим для правильного функционирования нервной системы, синтеза белка, роста и выживания клеток. Он также требуется для лактации у млекопитающих и, наряду с инсулиноподобным фактором роста 2 (IGF2), присутствует в молоке.

Импринтинг — это способ контроля экспрессии генов. Чтобы обеспечить активность только одной копии определенного гена (моноаллельная экспрессия), другая копия «заглушается», обычно путем метилирования. Импринтинг устанавливается во время производства сперматозоидов или яйцеклеток, так что развивающийся эмбрион наследует отцовские импринтированные гены от отца и материнские — от матери. Следовательно, активная копия наследуется только от одного из родителей. Однако это осложняется тем, что импринтинг является тканеспецифичным и зависит от стадии развития.

Считалось, что инсулин импринтирован только в желточном мешке мышей и только в плаценте желточного мешка валлаби. Однако у сумчатых большая часть этого роста и развития происходит после рождения и контролируется молоком, состав которого меняется на протяжении всей лактации. Университет Мельбурна исследовал, импринтирован ли аналогичным образом ген в молочной железе валлаби, был ли он также импринтирован у детеныша в сумке (джоуи) и был ли этот импринтинг унаследован от матери или отца.

Команда обнаружила, что экспрессия гена инсулина (INS) в молочной железе взрослого тамарового валлаби была моноаллельной (одна активная копия), что указывает на импринтинг, и что эта активная копия была получена от отца. Отцовская моноаллельная экспрессия INS также была обнаружена как в печени взрослого, так и молодого валлаби, но не в других исследованных тканях. IGF2 также был моноаллельным в молочной железе, но относительная экспрессия INS и IGF2 различалась во время лактации. Экспрессия IGF2 в молочной железе снижалась после первых нескольких дней, но экспрессия INS увеличивалась по мере взросления детенышей, особенно в возрасте от 5 до 14 недель.

Профессор Мэрилин Ренфри, руководившая проектом, отметила: «Это первое указание на то, что геномный импринтинг происходит в молочной железе сумчатых, и предполагает, что геномный импринтинг в молочной железе может быть столь же критичен для регуляции постнатального роста, как и для регуляции пренатального роста в плаценте у всех млекопитающих».