Această serie de articole pe imprimare genomică și alelă specifică de exprimare în inactivarea cromozomului X onoruri Dr. Denise Barlow (1950-2017), care a fost un trail blazer în domeniul de imprimare genomică. Dr. Barlow a fost unul dintre primii care au identificat genele imprimate, care sunt exprimate și reglementate într-o manieră specifică părinților de origine și printre primii care au stabilit mecanisme de reglementare coordonată a genelor imprimate în clustere.,comportamentul cromozomial specific Parental a fost observat la artropode și marsupiale cu mai mult de 50 de ani în urmă. La mamifere, modelele de moștenire ale fenotipurilor observabile au sugerat, de asemenea, efecte specifice părinților de origine. La om, de exemplu, ștergerile citologice ale unei mici părți a cromozomului 15 au fost asociate cu sindroamele Prader–Willi și Angelman, prin care cromozomul derivat patern sau matern a efectuat o deleție, respectiv. În mod similar, la șoareci geneticienii clasici au generat și studiat translocațiile cromozomiale pentru a cartografia genele., Unele dintre aceste tulpini de șoarece au prezentat o moștenire specifică părinților a fenotipurilor. Din aceste studii ac de păr-coada mouse-ul a venit la lumină, care a realizat o mare deleție a cromozomului 17 și a demonstrat midgestation proliferarea și letalitate când materne transmise. În schimb, moștenirea paternă a aceleiași ștergeri a dus la șoareci viabili și fertili . Dr. Barlow a fost suficient de perspicace pentru a profita de aceste modele non-mendeliene pentru a dezvolta modelul pentru urmărirea de-a lungul carierei a mecanismelor de reglementare a genelor la acest locus. Acești șoareci au fost reactivi critici folosiți de Dr., Barlow pentru a clona Igf2r, una dintre primele gene imprimate identificate . Din acel moment, sute de gene imprimate au fost identificate, majoritatea prezentând modele de Expresie conservate printre mamifere.studiile axate pe reglarea imprimării au fost motivate de observația că o alelă activă și inactivă a unei gene era prezentă în același nucleu și expusă acelorași factori de transcripție, dar se comporta diferit. A devenit evident că informațiile de-a lungul ADN-ului genei au fost responsabile pentru „amintirea” părintelui de origine., Genele imprimate au multe caracteristici notabile care le diferențiază de marea majoritate a genomului. În primul rând, imprimat gene prezintă parental-alelă specifică de ADN metilare la elemente discrete, care se adaugă în germline și menținută printr-o fază de extinse reprogramarea care apare după fertilizare în alte părți ale genomului. Aceste elemente sunt denumite regiuni de control de imprimare (ICR) sau elemente de control de imprimare(ICE), așa cum sunt notate de Barlow, și sunt critice pentru expresia specifică alelei corespunzătoare a genei (genelor) adiacente., Barlow a fost, de asemenea, primul care a descris regiunile secundare metil diferențiat, care au fost dobândite postfertilizare, și sunt stabilite ca o consecință a expresiei genelor imprimate. Descoperirea metilării ADN la ICRs a deschis conceptul de metilare a ADN-ului care acționează ca un dispozitiv de reglementare genomică esențial pe scară largă. În 1993, Denise Barlow a propus noua idee că imprimarea genomică ar fi putut apărea dintr-un mecanism de apărare gazdă conceput pentru a inactiva retrotranspozoanele ., În această colecție, Walsh și colegii revizuiesc acest model și descriu utilajele pentru achiziționarea și întreținerea metilării ADN-ului la loci imprimat .marea majoritate a genelor imprimate sunt localizate în grupuri de-a lungul genomului și sunt reglementate în comun, de obicei prin ICR-uri partajate. Ștergerea ICRs sau perturbarea modelelor lor alelice de metilare a ADN-ului poate provoca pierderea imprimării mai multor gene în CSI. Cheia înțelegerii imprimării în multe clustere este prezența ARN-urilor cu codare lungă (LNC)., Barlow și colegii identificat prima lncRNA la Igf2r locus, Airn, a cărei mai mare de 100 kb transcriere este inițiată de unmethylated ICR care au reședința într-un Igf2r intron. LncRNAs au mai multe funcții la imprimat (precum și alte) loci. Cu privire la Igf2r locus, mulți ani de elegant experimente de Barlow laborator au demonstrat că lncRNA nu a fost necesar pentru imprimarea în embrion buna dar, mai degrabă, că Airn transcripțional se suprapun prin Igf2r promotor opune ARN polimeraza II de recrutare ., MacDonald și Mann detaliază înțelegerea noastră actuală a funcțiilor lncRNA prin transcrierea lor, precum și produsul lor ARN . În ceea ce privește produsul lor ARN, unele lncRNAs sunt precursori ai ARN-urilor mai mici sau servesc ca schele, ghiduri sau componente arhitecturale. O investigație recentă a Airn în reglarea genelor imprimate la distanță în placenta de șoarece exclude un mecanism bazat pe interferențe de amplificare și transcriere . Acest rezultat indică mecanisme distincte în ceea ce privește modul în care Airn reglează igf2r proximal și genele imprimate mai îndepărtate.,la început, modelele care au căutat să explice de ce mamiferele diploide ar susține haploidia funcțională la genele imprimate au sugerat că aceste gene joacă roluri importante în creșterea fătului, echilibrând parțial conflictele dintre mamă și tată. A devenit din ce în ce mai clar că genele imprimate au funcții unice în placentă, unele gene ale cărora sunt exprimate și/sau imprimate doar în placentă. Mai mult, reglementarea lor poate diferi de genele care sunt imprimate în soma., În această colecție, Courtney Hannah discută funcția și reglarea genelor imprimate în placentă, acordând o atenție deosebită rolului retrovirusurilor endogene (ERVs) în medierea imprimării specifice placentei .datorită naturii neobișnuite a imprimării, identificarea și studiul genelor imprimate au determinat adaptarea și modificarea metodelor și, în unele cazuri, au necesitat dezvoltarea de noi tehnologii., Denise Barlow îmbrățișat tehnologia din primele zile de pozițional de clonare de gene, de la utilizarea mouse-ul knock-out strategii pentru studiul de reglementare elemente și cerința de lncRNAs, la utilizarea microarrays pentru identificarea unor noi lncRNAs și caracterizează structura cromatinei la imprimat gene clustere. După cum este descris de Li și Li, cele mai vechi studii de imprimare au folosit instrumente embriologice și genetice elegante . Inițial, aceste instrumente au fost folosite pentru a arăta nonechivalența funcțională a genomului parental și pentru a cartografia locațiile cromozomiale presupuse ale genelor imprimate., În cele din urmă, identificarea genelor imprimate s-a bazat pe embrioni și tehnologii uniparentale care disting alelele parentale la animalele hibride. Mai recent, tehnologiile cu randament ridicat au facilitat studiul proceselor epigenetice și au beneficiat de o adâncime suplimentară de citire și de capacitatea de a studia modificările ADN. În plus, transplantul nuclear, celulele stem embrionare haploide combinate cu ștergeri direcționate pe site au arătat mai recent că blocul principal pentru dezvoltarea embrionului uniparental este cauzat de expresia genelor imprimate.,este important, deoarece domeniul imprimării genomice s-a maturizat, la fel și studiile privind inactivarea cromozomului X, un mecanism pentru mamifere de a obține compensarea dozei între femelele cu doi cromozomi X și bărbații cu unul. La șoareci și marsupiale, expresia imprimată a cromozomului X a fost observată înainte de identificarea genelor imprimate. Deși majoritatea mamiferelor prezintă inactivare aleatorie X în celulele somatice, inactivarea specifică paternă a unuia dintre cei doi cromozomi X este observată în toate celulele marsupialelor feminine și în placentele de șoarece., Datorită suprapunerii și asemănărilor, inclusiv rolul principalului regulator lncRNAs Xist și Rsx, anchetatorii din aceste domenii ar învăța unii de la alții, adesea folosind tehnologii și strategii similare pentru a elucida mecanismele. În această colecție, Loda și Heard descriu rolul ARN-ului Xist și cum funcționează pentru a reduce la tăcere un cromozom X în CSI .deși imprimarea genomică este ea însăși un subiect critic și fascinant, cu implicații importante pentru boala umană, Denise Barlow a susținut întotdeauna că imprimarea genomică a fost un model influent pentru reglementarea epigenetică a mamiferelor., Insight-ul obținut din genele imprimate ajută, de asemenea, la înțelegerea altor mecanisme importante ale expresiei monoalelice, inclusiv expresia genelor receptorului imun și olfactiv, care este mai degrabă aleatorie decât părinte-de origine specifică la mamifere. Având în vedere necesitatea de a menține identitatea parentală a genelor imprimate de la gameți peste multe diviziuni celulare în dezvoltare, mecanismele epigenetice sunt esențiale pentru astfel de procese. Deși s-au învățat multe, rămân multe de determinat în domeniul imprimării., Accesul la embrioni în stadii foarte timpurii, precum și tehnologii care facilitează analiza celulelor unice vor contribui, fără îndoială, la răspunsul la multe întrebări rămase în acest domeniu. Manuscrisele din această serie vor oferi perspective istorice, precum și perspective din studierea imprimării care au implicații largi pentru biologie. Nu există absolut nici o îndoială cu privire la moștenirea durabilă a Denise Barlow.