ゲノムインプリンティングとx染色体不活性化における対立遺伝子特異的発現に関するこのシリーズの記事は、ゲノムインプリンティングの分野でトレイルブレイザーだったDenise Barlow博士(1950-2017)を称えるものである。 バーロウ博士は、原産地親特異的方法で発現および調節されるインプリントされた遺伝子を同定した最初の一人であり、クラスター内のインプリントされた遺伝子の協調調節のメカニズムを確立した最初の一人であった。,

50年以上前に節足動物および有袋類において親特異的染色体行動が認められた。 哺乳類では、観察可能な表現型の遺伝パターンはまた、起源の親特異的効果を示唆した。 例えば、ヒトでは、15番染色体の小さな部分の細胞学的欠失は、父方または母方由来染色体がそれぞれ欠失を運んだPrader–WilliおよびAngelman症候群と関連していた。 同様に、マウスでは、古典的な遺伝学者は、遺伝子をマップするために染色体転座を生成し、研究した。, これらのマウス株のいくつかは、表現型の親特異的遺伝性を示した。 これらの研究から、ヘアピンテールマウスは、染色体17の大きな欠失を運び、母性送信されたときに妊娠中期の過増殖と致死性を示した、明るみに出た。 対照的に、同じ欠失の父方の継承は、実行可能で肥沃なマウスをもたらした。 Barlow博士は、この遺伝子座での遺伝子調節機構のキャリアの長い追求のためのモデルを開発するために、これらの非メンデルパターンをつかむのに十 これらのマウスは博士が使用した重要な試薬でした, バーローは、Igf2r、最初に同定された刻印された遺伝子の一つをクローン化します。 その時以来、何百もの刻印された遺伝子が同定されており、大部分は哺乳類の間で保存された発現パターンを示している。

インプリンティングの調節に焦点を当てた研究は、遺伝子の活性および不活性対立遺伝子が同じ核に存在し、同じ転写因子にさらされるが、異なる振る舞いをするという観察によって動機づけられた。 遺伝子のDNAに沿った情報が起源の親を”記憶する”責任があることが明らかになった。, 刷り込まれた遺伝子は、ゲノムの大部分から離れてそれらを設定する多くの注目すべき特徴を持っています。 最初に、捺印された遺伝子は生殖系列で加えられ、ゲノムの他の部分の受精の後で起こる広範なプログラミングの段階によって維持される離散要素で親対立遺伝子特.なDNAのメチル化を表わします。 これらの要素は、バーローによって示されるように、インプリンティング制御領域（ICR）またはインプリンティング制御要素（ICE）と呼ばれ、隣接する遺伝子（複数可）の適切な対立遺伝子特異的発現のために重要である。, Barlowはまた、受精後に取得され、刻印された遺伝子発現の結果として確立された二次差異メチル化領域を記述する最初のものであった。 ICRsでのDNAメチル化の発見は、広範な必須ゲノム制御デバイスとして機能するDNAメチル化の概念を開いた。 1993年、Denise Barlowはレトロトランスポゾンを不活性化するように設計された宿主防御機構からゲノムインプリンティングが生じた可能性があるという新しいアイデアを提案した。, 今回、Walshたちは、このモデルを再検討し、インプリントされた遺伝子座におけるDNAメチル化の獲得と維持のための機械について説明した。

インプリントされた遺伝子の大部分は、ゲノム全体のクラスターに位置し、一般的に共有Icrを介して共同で調節されています。 Icrの欠失またはそれらの対立遺伝子DNA-メチル化パターンの摂動は、cisにおける複数の遺伝子のインプリンティングの損失を引き起こす可能性がある。 多くのクラスターでインプリンティングを理解するための鍵は、長いノンコーディング（lnc）Rnaの存在です。, Barlowたちは、Igf2r遺伝子座Airnの最初のlncRNAを同定し、その100kbを超える転写産物がIgf2rイントロンに存在する非メチル化ICRから開始されることを明らかにした。 Ｌｎｃｒｎａは、刻印された（および他の）遺伝子座において複数の機能を有する。 Igf2r遺伝子座に関しては、バーロー研究所によるエレガントな実験の多くの年は、lncRNAは、Igf2rプロモーターを介してAirn転写重複RNAポリメラーゼII募集を排除することを、むしろ、胚の適切なインプリンティングのために必要ではなかったことを示した。, MacDonaldとMannは、それらの転写およびそれらのRNA産物を介してlncRNA機能の我々の現在の理解を詳述している。 それらのＲＮＡ産物に関して、いくつかのｌｎｃｒｎａは、より小さなＲｎａの前駆体であるか、または足場、ガイド、または建築構成要素として機能する。 マウス胎盤における遠い刻印された遺伝子の調節におけるAirnの最近の調査は、エンハンサーと転写干渉ベースのメカニズムを除外します。 この結果はAirnが近位Igf2rおよびより遠い捺印された遺伝子をいかにに関して調整するか明瞭なメカニズムを指します。,

初期の段階で、二倍体mammals乳類が刷り込まれた遺伝子で機能性複数体をサポートする理由を説明しようとしたモデルは、これらの遺伝子が母親と父親の間の葛藤のバランスをとることにおいて、胎児の成長に重要な役割を果たすことを示唆した。 刻印された遺伝子は、胎盤において独特の機能を有し、そのうちのいくつかの遺伝子は、胎盤内でのみ発現および／または刻印されることがますます明らかになっている。 さらに、それらの調節は、相馬に刻印されている遺伝子とは異なる可能性がある。, このコレクションでは、Courtney Hannahは、胎盤特theなインプリンティングを仲介する内因性レトロウイルス（Erv）の役割を特別に考慮して、胎盤におけるインプリンティングされた遺伝子の機能と調節について議論している。

インプリンティングの珍しい性質のために、インプリンティングされた遺伝子の同定と研究は、方法の適応と修正を推進し、場合によっては新しい技術の開発を必要とした。, Denise Barlowは、遺伝子の位置クローニングの初期の頃から、調節要素とlncrnaの要件の研究のためのマウスノックアウト戦略の使用、新規lncrnaを識別し、刻印された遺伝子クラスターでクロマチン構造を特徴付けるためのマイクロアレイの使用に技術を受け入れた。 LiとLiによって記述されているように、刷り込みの初期の研究は、エレガントな発生学的および遺伝的ツールを採用した。 当初、これらのツールは、親のゲノムの機能的非同等性を示すために、インプリントされた遺伝子の推定染色体の位置をマッピングするために使用され, 最終的には、インプリントされた遺伝子の同定は、単親の胚とハイブリッド動物の親の対立遺伝子を区別する技術に依存していました。 最近では、ハイスループット技術は、エピジェネティックなプロセスの研究を容易にしており、追加された読み取り深さとDNA修飾を研究する能力の恩恵 さらに、核移植、一倍体胚性幹細胞部位指向欠失と組み合わせることは、より最近、単親系胚の発達への主なブロックが刻印された遺伝子発現によって引き起こされることを示している。,

重要なことは、ゲノムインプリンティングの分野が成熟するにつれて、哺乳類が二つのX染色体を持つ女性と一つの男性の間で投与量補償を達成するためのメカニズムであるX染色体不活性化の研究も行ったことである。 マウスおよび有袋類では、x染色体の刻印された発現は、刻印された遺伝子の同定の前に認められた。 ほとんどの哺乳動物は体細胞においてランダムなＸ不活性化を示すが，雌有袋類およびマウス胎盤のすべての細胞において二つのＸ染色体のいずれかの父方特異的不活性化が観察された。, マスターレギュレータlncRNAs XistとRsxの役割を含む重複と類似点のために、これらの分野の研究者は、多くの場合、メカニズムを解明するために同様の技術と戦略を用いて、お互いから学ぶことになるでしょう。 このコレクションでは、LodaとHeardはxist RNAの役割と、cisにおけるx染色体を沈黙させるための仕組みについて説明しています。

ゲノムインプリンティングはそれ自体が重要で魅力的なトピックであり、ヒトの病気に重要な意味を持っていますが、Denise Barlowは常にゲノムインプリンティングが哺乳類のエピジェネティックな規制のための影響力のあるモデルであると主張しました。, インプリントされた遺伝子から得られた洞察はまた、哺乳動物における親起源特-ではなくランダムである免疫および嗅覚受容体遺伝子発現を含む、単アレル発現の他の重要なメカニズムを理解するのに役立ちます。 発達における多くの細胞分裂にわたって配偶子から刻印された遺伝子の親の同一性を維持する必要性を考えると、エピジェネティックなメカニズ 多くが学ばれているが、多くは刷り込みの分野で決定されるべき残っている。, 非常に初期の段階での胚へのアクセスだけでなく、単一細胞分析を容易にする技術は間違いなく、このフィールドの残りの多くの質問に答える このシリーズの原稿は、歴史的視点だけでなく、生物学のための広い意味を持っているインプリンティングを研究からの洞察を提供します。 デニス-バーロウの永続的な遺産には絶対に疑いはありません。