Məlumat

Yumurtalıqlarda X-inaktivasiyası

Yumurtalıqlarda X-inaktivasiyası


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Fon

Bütün evteriyada (kisəli heyvanlar istisna olmaqla) dişi (cinsi xromosom cütü üçün XX$-dır) öz $X$-dan birini inaktivləşdirir. Buna doza kompensasiyası deyilir. Bu inaktivasiya inkişaf zamanı müəyyən bir zamanda təsadüfi bir $X$ susdurulduğu zaman baş verir. Bu hüceyrənin qızları epigenetik olaraq $X$-inaktivasiya modelini miras alırlar ki, bu da toxumanın bir hissəsinin ananın $X$-nın, digərlərinin isə ata tərəfdən olan $X$-nın təsirsizləşməsi ilə nəticələnir (ata $X$-nı susduran başqa bir hüceyrənin qızları). X$). Bu proses dişi pişiklərdə məşhur tısbağa qabığına gətirib çıxarır.

Sual

Qısa

X-inaktivləşməsinin ooqoniya/oositlərin nəsillərində baş verdiyini fərz etsək, oositlərin nəsillərində X-inaktivasiyası və X-reaktivləşməsi nə vaxt baş verir?

Bir az inkişaf etmişdi

X birincili oositlərdə də inaktivləşibmi? Əgər belə deyilsə, birincili follikulda ikincili oositlərdə $X$ inaktivləşibmi? Yoxdursa, ikincili oositlərin diploid ana hüceyrələrində $X$-inaktivləşdirilmiş bir varmı? Əgər belədirsə, oositlərin bütün diploid ana hüceyrələri eyni $X$-a malikdirmi (inaktivasiya inkişafın nisbətən erkən mərhələsində baş verib və ya iz var) yoxsa oositlərin ana hüceyrələri inaktivləşdirdikləri $X$-da fərqlənirdilər (inaktivasiya baş verdi). inkişafda nisbətən gec)


Bu iki sənədə baxın:

Əsasən bu, mayozdan dərhal əvvəl baş verir.


Məməli erkəklər (XY) və dişilər (XX) arasında cins-xromosom tərkibindəki fərq iki əsas doza-kompensasiya mexanizminin təkamülünə səbəb oldu: hər iki cinsdə aktiv X xromosomunun (Xa) yuxarı tənzimlənməsi X ifadəsini tarazlaşdırmaq üçün. X hiperekspressiyasının qarşısını almaq və cinslər arasında gen dozası fərqini düzəltmək üçün qadınlarda autosomlar və bir X xromosomunun inaktivasiyası [1-3] (Cədvəl 1-ə baxın). Bu mexanizmlər Y xromosomunun X homoloqu kimi mənşəyindən degenerasiyası səbəbindən kişilərdə X ilə əlaqəli genlərin yalnız bir nüsxəsinin (haploinkafilik) mövcudluğunu kompensasiya etmək üçün inkişaf etmişdir [4]. Cinsiyyət xromosomları arasında rekombinasiyanın yatırılması, qalıq X/Y homologiyası ilə nəticələndiyi kimi, böyük Y inversiyaları ilə vasitəçilik edirdi. Bu, mutasiyaların yığılması və düzgün DNT ardıcıllığını bərpa edə bilməməsi səbəbindən Y degenerasiyasına səbəb oldu [5, 6]. Yalnız cinsi xromosomlar arasında homologiya və cütləşmənin kiçik bölgələri qalır, bunlar psevdoautosomal bölgələr (PAR) adlanır, çünki bu bölgələrdəki genlər otosomal genlər kimi davranır.

Qadın embrionlarında X inaktivasiyasının başlaması uzun kodlaşdırmayan RNT-nin transkripsiyasından asılıdır. XIST/Xist (X-inaktiv spesifik transkript) bir xromosomdan (hərəkətsiz X (Xi) olacaq) və X-xromosomun susdurulması və heterokromatinin formalaşması üçün vacib olan zülal kompleksinin cəlb edilməsi [7, 8]. İnsanlarda, XIST (17 kb ölçüsündə) X xromosomunun uzun qolunda yerləşir, siçanlarda isə yalnız bir qolu olan Xist (15 kb ölçüsündə) xromosomun ortasındadır. Xist RNT X xromosomu boyunca yayılır cis-də və repressiv histon modifikasiyalarının Xi üzərində çökməsinə cavabdeh olan bir protein kompleksini işə götürür [9-11]. Nəticədə Xi heteroxromatik, səssiz və sıxlaşır. İmplantasiyadan əvvəl X inaktivasiyası çap olunur, ata X xromosomu həmişə susdurulur. Blastosist mərhələsində ata X yenidən aktivləşir və təsadüfi X inaktivasiyası baş verir (Cədvəl 1-ə bax).

Xi üzərindəki genlərin əksəriyyəti susdurulsa da, bəzi genlər həm Xa, həm də Xi-dən ifadə edilmiş olaraq qalır. Təəccüblü deyil ki, Y ilə əlaqəli surəti saxlayan genlər - məsələn, Kdm5cKdm5d (histon demetilazlarını kodlayan) - X inaktivasiyasından qaçın və beləliklə, həm kişi, həm də qadın somatik toxumalarında iki ifadəli allel var. Bununla belə, məsələn, bütün "qaçan" genlərin Y surəti yoxdur Car5b (karbon anhidraz). Son hesabatlar insan və siçan arasında somatik toxumalarda bu "qaçış" genlərinin şəxsiyyəti və sayı ilə bağlı təəccüblü fərqləri göstərmişdir [12, 13]. Niyə belə növ fərqləri var? X xromosomları arasındakı struktur fərqlər cinsi fərqləri qorumaq üçün seçici təzyiq kimi rol oynaya bilər.

X inaktivasiyasından xilas olmaq qadın somatik hüceyrələrlə məhdudlaşmır. Həqiqətən də, X-in susdurulmasının başqa bir növü kişi cinsi hüceyrələrində baş verir və meiotik cinsi xromosom inaktivasiyası kimi tanınır (MSCI Cədvəl 1-ə baxın). MSCI, X xromosomundan zülal kodlayan xəbərçi RNT-lərin susdurulması ilə nəticələnir, lakin X ilə əlaqəli mikroRNA-ların (miRNA-lar) əksəriyyəti MSCI-dən qaçaraq, onların kişi meiozunda rol oynadığını göstərir [14]. Genlər, istər somatik, istərsə də cinsi hüceyrələrdə olsun, heteroxromatik X xromosomunda susdurulmaqdan necə qaçır? Bir çox tədqiqat epigenetikanın X inaktivasiyası və qaçmasında həlledici rol oynadığını göstərdi [7, 15]. Bu icmalda biz X inaktivasiyasından qaçma sahəsində əldə edilmiş son nailiyyətləri ümumiləşdirəcəyik, insan və siçan qaçış genlərinin sayını və paylanmasını müqayisə edəcəyik və X inaktivasiyasından qaçan genlərdə iştirak edən mümkün molekulyar mexanizmləri müzakirə edəcəyik.


İnsan X inaktivasiya mərkəzini əhatə edən 1,28 Mb silinməsinin qadın daşıyıcısında X xromosomunun inaktivasiyası

X xromosomunun inaktivasiyası (XCI) qadın hüceyrələrində xüsusi olaraq bir X xromosomunu susdurmaq və bununla da kişi və qadın hüceyrələri arasında X ilə əlaqəli gen məhsullarının dozasını bərabərləşdirmək üçün işə salınan bir mexanizmdir. XCI, X-inaktivasiya mərkəzi (XIC) adlanan X xromosomunda bir lokus tərəfindən tənzimlənir. XIC daxilində yerləşir XIST, XCI-nin əsas tənzimləyicisi kimi çıxış edir. XCI dövründə, XIST qeyri-aktiv X xromosomunda və bütün xromosomda yuxarı tənzimlənir cis yayılması XIST inaktivasiyasına gətirib çıxarır. Siçanda Xic daxildir Xist və hamısı cis-tənzimləyici elementlər və iştirak edən genlər Xist tənzimləmə. XİK-in fəaliyyəti ilə tənzimlənir trans-genomun başqa yerində yerləşən fəaliyyət göstərən faktorlar: XCI-ni müsbət tənzimləyən X-şifrələnmiş XCI aktivatorları və XCI-nin başlaması üçün həddi təmin edən autosom olaraq kodlanmış XCI inhibitorları. İnsan XCI-nin oxşar mexanizm vasitəsilə tənzimlənib-tənzimləməsi, iştirak edir trans-XIC-də fəaliyyət göstərən tənzimləyici amillər indiyədək çətin olaraq qalmışdır. Burada, yumurtalıq disgenezi və XIC-nin kiçik X xromosomal silinməsi olan bir qadın fərdi təsvir edirik. SNP massivi və hədəflənmiş lokusu gücləndirmə (TLA) analizi, o cümlədən 1,28 meqabaza bölgəsinə silinməni müəyyən etdi. XIST və yerinə yetirən bütün elementlər və genlər cis-siçan XCI-də tənzimləmə funksiyaları. Bu silinməni daşıyan hüceyrələr hələ də təsirlənməmiş X xromosomunda XCI-ni işə salır, bu XCI-nin yalnız bir XIC-in iştirakı ilə başlana biləcəyini göstərir. Əldə etdiyimiz nəticələr göstərir ki, trans-XCI-nin işə salınması üçün tələb olunan fəaliyyət göstərən faktorlar silinmədən kənarda yerləşir və XCI-nin tənzimləmə mexanizmlərinin siçan və insan arasında saxlandığını sübut edir. Bu məqalə "X-xromosomunun inaktivasiyası: Meri Liona hörmət" adlı mövzunun bir hissəsidir.

Açar sözlər: X xromosomunun inaktivasiyası XIC XIST silinməsi.

Maraqların toqquşması bəyanatı

Bizim heç bir rəqabət aparan maraqlarımız yoxdur.

Rəqəmlər

SNP tərəfindən müəyyən edilən XIC silinməsi…

SNP sıra analizi ilə müəyyən edilmiş XIC silinməsi. ( a ) SNP massivinin təhlili...

XIC silinməsi müəyyən edilmiş PCR. (…

XIC silinməsi müəyyən edilmiş PCR. ( a ) XIC silinməsi…

TLA tərəfindən müəyyən edilmiş XIC silinməsi.…

TLA tərəfindən müəyyən edilmiş XIC silinməsi. ( a ) TLA əhatə dairəsi qarşı planlaşdırılmışdır...

Silinməni daşıyan X xromosomu...

Silinməni daşıyan X xromosomu üstünlük təşkil edir. ( a ) Da, də…

İnsan XIC-ni təsvir edən silinmələr.…

İnsan XIC-ni təsvir edən silinmələr. ( a ) Xromosom anomaliyalarının qrafiki...


Döş xərçəngi olan qadın xəstələrdə X xromosomunun inaktivasiyası modeli

Qadınlarda iki X xromosomundan biri erkən embrionun həyatında təsirsizləşir, beləliklə qadınları iki hüceyrə xətti üçün mozaika edir. Əksər qadınlarda iki hüceyrə xəttinin 50:50 paylanması var. Bu paylanmadan sapmaya əyri X inaktivasiyası deyilir. Skewed X inaktivasiyası genetik faktorlar və ya seçim mexanizminə görə təsadüfi bir hadisənin nəticəsi ola bilər. Yaşlı qadınlarda periferik qan hüceyrələrində əyri X inaktivasiya tezliyi artır. Eğik X inaktivasiyası və arasında əlaqə BRCA1 Bu yaxınlarda yumurtalıq xərçəngi olan xəstələrin cücərmə xətti DNT-sində mutasiya bildirildi (Buller və b 1999). Sərhəd xərçəngi və sağlam nəzarəti olan xəstələrlə müqayisədə invaziv xərçəngi olan xəstələrdə əyri X inaktivasiya modelində əhəmiyyətli artım da aşkar edilmişdir ki, bu da əyri X inaktivasiyasının invaziv yumurtalıq xərçənginin inkişafı üçün predispozan amil olduğunu göstərir.

Döş xərçəngi olan 216 qadın xəstənin və sənədləşdirilmiş 26 xərçəng xəstəsinin periferik qanda X inaktivasiya modelini təhlil etdik. BRCA1 germline mutasiyası. Nəzarətçilər qadın qan donorları idi. Periferik qan hüceyrələrinin 90%-i və ya daha çoxu üstünlük olaraq bir X-xromosomundan istifadə etdikdə X-inaktivasiyası əyri olaraq təsnif edilir.

Sənədli qadınlar arasında BRCA1 germline mutasiyası, 15% -də əyri X inaktivasiyasına malik olan qadın xəstələrin 8% -i ilə müqayisədə BRCA1 mutasiya (P = 0,20) və nəzarət qadınların 1%-i (P = 0,008). Gənc yaşlarda (25-45 yaş) döş xərçəngi inkişaf etdirən qadınlarda eyni yaş qrupundakı nəzarət qadınlarına nisbətən X-in inaktivasiyası əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi (P = 0,009). X xromosomunun şiş bastırıcı genindəki rüşeym xətti mutasiyası aktiv X xromosomunda bu mutasiyaya malik hüceyrələrə proliferativ üstünlük verə bilər və beləliklə, əyri X inaktivasiyasına səbəb ola bilər.


X-inaktivasiyası: Qadınları kişilərdən daha mürəkkəb edən nədir

Fizioloji baxımdan, kişilər və qadınlar aydın, görünən fərqlərə malikdirlər. Bədən formasından tutmuş səs səviyyəsinə, reproduktiv orqanlara qədər hər iki cinsi asanlıqla ayırd edə bilərik. Psixoloji olaraq, şəxsiyyət və davranışlarda cinsi fərqlər də məlumdur (Schmitt, 2017). Həqiqətən də, “Kişilər Marsdan, Qadınlar Veneradandır”, cinslər arasındakı fərqlər danılmazdır. Bununla belə, bu böyük fərqin çox kiçik bir mənşəyi var - cinsi xromosomlar, qırx altı xromosomdan ikisi bizim kim olduğumuzu müəyyənləşdirdi.

Bir orqanizmin genetik məlumatlarının tam dəstini vizuallaşdırmaq üçün elm adamları fərdin xromosomlarının geniş genom görüntüsünü təmin edən bir orqanizmin bütün xromosomlarının cütləşdirilməsi və sıralanması prosesi olan karyotipləşdirmə adlı bir üsul inkişaf etdirdilər (O’Connor, 2008). Kişilərdə cinsiyyət xromosomlarında X xromosomu və bir Y xromosomu var, qadınlarda isə iki X xromosomu var (Kişi və Qadın Karyotipləri Arasındakı Fərq Nədir. 2019).

Y xromosomu insan genomunun ən kiçik xromosomlarından biridir. Digər insan xromosomları ilə müqayisədə, onun məhdud sayda genləri var və onların əksəriyyəti kişilərə xas xüsusiyyətləri kodlayır, kişi mikrob hüceyrələrinin inkişafına və saxlanmasına kömək edir və bununla da insanda cinsi müəyyən edir. Müəyyən edilmiş ən əhəmiyyətli genlərdən biri SRY (Y xromosomunda cinsi təyin edən bölgə) genidir. O, Y xromosomunun qısa qolunda yerləşir və testisin inkişafı və laqeyd, bipotensial, cinsiyyət orqanının xaya yoluna diferensasiyası üçün vacib olduğu göstərilmişdir. SRY həmçinin testis təyini kaskadını tənzimləyən əsas gen olması təklif edilmişdir.(Quintana-Murci & Fellous, 2001).

Geni zəif olan Y xromosomundan fərqli olaraq, X xromosomunda düzgün inkişaf və hüceyrənin canlılığı üçün vacib olan 1000-dən çox gen var. Karyotipdə X və Y xromosomunun ölçüsünü müqayisə etsək, X xromosomu da Y xromosomundan əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür. Bu nəzəri olaraq qadınlarda problemə gətirib çıxarır, çünki X xromosomunun iki nüsxəsinin olması X ilə əlaqəli genlərin ölümcül ikiqat dozası ilə nəticələnməlidir. Lakin bu, belə deyil. Məməli dişilər bu balanssızlığı düzəltmək üçün X-xromosomunun inaktivasiyası adlanan proseslə unikal doza kompensasiya mexanizmini inkişaf etdirmişlər. İnkişaf zamanı dişi məməlilərin iki X xromosomundan biri mürəkkəb və yüksək koordinasiyalı şəkildə transkripsiyalı olaraq susdurulur, daha sonra Barr bədəni adlanan qatılaşdırılmış struktura yığışır. Hüceyrələrin bu bölgəsi daha sonra genlərin ifadəsi olmadan susdurulmuş vəziyyətdə sabit saxlanılır (Ahn & amp Lee, 2008).

X inaktivasiyası X inaktiv spesifik transkriptin (Xist) ifadəsi ilə tetiklenir. Bu, transkripsiya olunduğu xromosoma bağlanmaq və onu örtmək kimi unikal xüsusiyyətə malik uzun kodlaşdırmayan RNT-dir. Yalnız birdən çox X olan hüceyrələrdə aktivləşir və buna görə də kişi hüceyrələrində ifadə olunmur. Xist RNT-nin xromatini dəyişdirən susdurucu faktorları işə götürdüyü və sonrakı hüceyrə bölünmələri ilə yayıla bilən mitotik cəhətdən sabit heteroxromatik konfiqurasiyaya səbəb olduğu düşünülür (Nesterova et al., 2008). Etik narahatlıqlara görə insan embrionlarını öyrənmək çətin olduğundan, siçanlarda X inaktivasiyası prosesi intensiv şəkildə öyrənilir. Xistin ifadəsini və beləliklə də X inaktivasiyasını tənzimləyən mühüm gen, Xistin antisens transkripti olan Tsix-dir. Siçan modellərindən əldə edilən genetik sübutlar göstərir ki, Tsix cis-də Xist ifadəsini repressiya edir. Təsadüfi X-xromosom inaktivasiyasını başlatan siqnal qəbul edilməzdən əvvəl Xist və Tsix hər bir qadın hüceyrəsindəki bütün aktiv X xromosomlarından transkripsiya edilir. Embrion inkişafı zamanı inaktivasiya başlandıqdan sonra Tsix iki X-dən birində söndürülür ki, bu da Xistin həmin lokusdan yuxarı tənzimlənməsinə və bütün X xromosomunu örtmək və transkripsiya susdurulması yaratmaq üçün sintez yerindən cis-də yayılmasına imkan verir. Başqa bir X xromosomunda Tsix ifadəsi davam edir və onu Xisti ifadə etməkdən və inaktivasiyadan “qoruyur”. Xist RNT bütün sonrakı hüceyrə bölmələri boyunca susdurulmuş X xromosomunu örtməyə davam edir və burada səssizləşdirmənin saxlanmasına kömək edir (Panning, 2008 Sun & amp Tsao, 2008).

X-inaktivasiyası insan embrion toxumalarında təsadüfi bir prosesdir. Başqa sözlə, qadının bütün somatik hüceyrələrində ata və ana X xromosomunun susdurulma şansı bərabərdir, nəticədə hər bir qadında yalnız ata və ya ana X xromosomunu ifadə edən hüceyrə mozaikası yaranır. Bu təsadüfilik qadınlara X ilə əlaqəli mutasiyaların öhdəsindən gəlmək şansı verir (Ahn & Lee, 2008). Bununla belə, bu təsadüfiliyi pozan və “əyri X-inaktivasiyası” kimi tanınan ana və ya ata ifadəsinin üstünlük təşkil etməsinə səbəb olan bir neçə proses baş verə bilər. Bəzən bu proses stokastik olaraq baş verir. Digər hallarda, hüceyrəni müəyyən bir xromosom seçmək üçün meylləndirən genetik dəyişdiricilər və ya polimorfizmlər ola bilər. Təsadüfilik prosesinin pozulmasını əks etdirən bu qərəz ilkin təsadüfi olmayan X-inaktivasiyası kimi tanınır. Bu fenomeni izah edən başqa bir səbəb, bir X xromosomunda böyümə üstünlüyü və ya mənfi cəhətləri təmin edən gen və ya genləri ehtiva edən seçim prosesi ilə əlaqədardır, ümumi hüceyrə nisbəti bir neçə hüceyrə bölünməsindən sonra bir və ya digər X-in ifadəsinə üstünlük verə bilər. İlkin “seçimin” bu qorunub saxlanmış təsadüfiliyi, lakin aşağı axının seçici təsirləri səbəbindən əyilmə ilə ikincil təsadüfi olmayan X-inaktivasiyası adlanır (Sun & Tsao, 2008).

Bu əyri X-inaktivasiyası müəyyən X-əlaqəli mutasiyalar üçün heterozigot olan qadınlara təsir göstərə bilər, daha ağır hallarda isə X ilə əlaqəli xəstəlikləri göstərə bilər ki, bunlar adətən fenotipik olaraq hemofiliya və Duchenne əzələ distrofiyası kimi kişilərdə müşahidə olunur. Bu daşıyıcılarda mozaikliyin dərəcəsindən asılı olaraq normaldan təsirlənmişə qədər dəyişən xəstə bir fenotip var. Bununla belə, klinik fenotip və X-inaktivasiya fenotipi arasında birbaşa əlaqə hələ tapılmamışdır (Brown, 1999 Ørstavik, 2006).

Maraqlıdır ki, bu xromosom geniş inaktivasiyasına baxmayaraq, X ilə əlaqəli genlərin təxminən 15% -nin Xist örtüyündən məhrum olduğu və inaktivasiyadan qaçdığı aşkar edilmişdir. Qaçış genləri insan üçün vacibdir, çünki bu genlərdə çatışmazlığın qadınlarda yalnız bir X xromosomuna (X xromosom monosomiyası 45,X) malik olan Turner sindromunda müşahidə olunan fenotiplərdə böyük rol oynadığı düşünülür. Bu xəstəliyi olan qadınlarda yumurtalıq disgenezi, qısa boy, torlu boyun və digər fiziki anormallıqlar da daxil olmaqla ciddi fenotiplər müşahidə olunur (Berletch et al., 2011). Bundan əlavə, X xromosomunun əlavə nüsxələri olan fərdlərdə X inaktivasiyasından qaçmaq da fenotiplərə səbəb ola bilər. İnsanlarda cinsi xromosomların ən çox görülən pozğunluğu Klinefelter sindromlu hər beş yüz kişidən birində müşahidə olunan XXY anevloidiyasıdır. Təsirə məruz qalan kişilər adətən sonsuz olur və adətən jinekomastiya, seyrək bədən tükləri və daha kiçik testis ölçüsü müşahidə olunur. Onların ikincil cinsi xüsusiyyətləri aşağı androgen istehsalı səbəbindən tam inkişaf edə bilmir (Visootsak & Graham, 2006).

X-inaktivasiyası uzun müddətdir öyrənilir, lakin bir çox əsas mexanizmlər hələ də kəşf edilməmişdir. X inaktivasiyasının tədqiqi xərçəng biologiyası haqqında da fikir verə bilər, çünki bir çox insan döş və yumurtalıq şişlərində iki aktiv X aşkar edilmişdir (Liao et al., 2003). Buna görə də X xromosomunun gələcək tədqiqində ümidli olmalıyıq.


İnsanlarda monosom 45.X embrionlarının 1%-dən başqa hamısı ölür uşaqlıqda və müddəti çatanlar anadangəlmə anomaliyalardan və Turner sindromu (TS) adlanan sonsuzluqdan əziyyət çəkirlər. Əksinə, müxtəlif genetik mənşəli XO dişi siçanları daha yüngül fiziki qüsurlar və normal məhsuldarlıq nümayiş etdirir, TS xəstələrinin sonsuzluğunun öyrənilməsi üçün heyvan modeli kimi onların dəyərini azaldır. Bu məqalədə biz bildiririk ki, C57BL/6J (B6) genetik fonunda XO siçanları erkən oosit itkisi, sonsuzluq və ya subfertilite və yüksək embrion öldürücülük göstərib və bu, X monosomiyasının qadın cücərmə xəttindəki təsirinin siçanlar və insanlar arasında paylaşıla biləcəyini təklif edir. . Birincisi, biz qarışıq N2(C3H.B6) və ya B6 genetik fonunda XO siçanlarını yaratdıq və neonatal yumurtalıqlardakı oositlərin sayını müqayisə etdik. XO qadınları B6.XX qadınlarda bunun yalnız 15%-ni saxlamışdır. İkincisi, N2.XO dişiləri N2.XX dişiləri qədər məhsuldar olduğu halda, həm doğuşun tezliyi, həm də B6.XO dişiləri tərəfindən doğulan balaların ümumi sayı B6.XX dişilərininkindən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi. Üçüncüsü, B6 erkəkləri ilə cütləşdikdən sonra həm N2.XO, həm də B6.XO dişiləri nadir hallarda ata tərəfdən X xromosomlarını daşıyan XO balalarını əmələ gətirirlər, baxmayaraq ki, implantasiyadan əvvəl embrionların daha böyük faizinin XO olduğu aşkar edilmişdir. Bundan əlavə, B6.XO dişiləri C3H erkəkləri ilə cütləşdikdən sonra dişi nəsillər arasında 20% XO balalarını verdilər. X monosomiyasının dişi siçanların məhsuldarlığına təsiri genetik fondan asılı olduğu qənaətinə gəlirik.

  • Turner sindromu
  • embrion
  • Məhsuldarlıq
  • yeni doğulmuş
  • sonsuzluq
  • siçanlar, inbred c57bl
  • oositlər
  • x xromosomları
  • siçan
  • yumurtalıq
  • subfertilite
  • cütləşmə
  • nəsil
  • genetik fon

X İnaktivasiya və Epigenetika

X inaktivasiyası qadın orqanının bütün DNT tərkibli hüceyrələrində baş verən həyati bir prosesdir. O, həm də epigenetikanı öyrənmək üçün mühüm tədqiqat modeli və vasitədir. Epigenetika hüceyrələrimizə DNT planını necə və nə vaxt oxumağı izah edən proseslərə aiddir. DNT-nin epigenetik tənzimlənməsi həm normal inkişafda, həm də xəstəlikdə çox vacibdir.

X inaktivasiyası gen dozası kompensasiyasının bir növüdür. İnsanlarda X və Y cinsi xromosomları fərdin cinsini təyin edir - qadınlarda iki X xromosomu (XX), kişilərdə bir X və bir Y xromosomu (XY) var. Y xromosomunda olan bütün genlər kişi inkişafında, X xromosomunda olan genlər isə həm kişi, həm də qadın inkişafı üçün lazımdır. Dişilər iki X xromosomu aldıqları üçün normal fəaliyyət üçün lazım olan bir çox genin iki nüsxəsini miras alırlar. Genlərin və ya xromosomların əlavə nüsxələri normal inkişafa təsir göstərə bilər. Buna misal olaraq 21-ci xromosomun bir hissəsinin və ya hamısının əlavə surətinin səbəb olduğu Daun sindromunu göstərmək olar. Dişi məməlilərdə əlavə X xromosomunu kompensasiya etmək üçün X inaktivasiyası adlanan proses inkişaf etmişdir. X inaktivasiyasında hər bir hüceyrə genlərin düzgün sayının ifadə olunmasını təmin etmək və anormal inkişafın qarşısını almaq üçün təsadüfi seçilmiş X xromosomlarından birini “söndürür”.


PSC-lər XCI-nin tədqiqi üçün mobil model kimi

İmplantasiyadan əvvəl embrionlardan istifadə etməklə insan inkişafı sahəsində XCI ilə bağlı son irəliləyişlərə baxmayaraq, bu cür materialların azlığı və daha da əhəmiyyətlisi, əlaqəli etik problemlər onların geniş istifadəsinə mane olur. Mədəniyyətdə qeyri-müəyyən müddətə yaşamaq üçün böyük imkanlara malik olan PSC-lər perspektivli ex vivo bu erkən inkişaf mərhələlərinin qarşılığıdır və beləliklə, insan XCI tədqiqatları üçün son hüceyrə modeli kimi dayanır. Həqiqətən, siçan PSC-ləri gəmiricilərdə XCI xüsusiyyətlərini, mexanizmlərini və tənzimləyicilərini deşifrə etmək üçün vasitə olmuşdur. PSC-lərin iki əsas növü mövcuddur: birbaşa embrionlardan əldə edilən embrion kök hüceyrələri (ESC) və induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələr (iPSCs). in vitro diferensiallaşmış hüceyrələrin yenidən proqramlaşdırılması. Fərqlənmiş hüceyrələrin iPSC-lərə yenidən proqramlaşdırılmasının siçanda göstərildiyi kimi insanda XCR ilə müşayiət olunub-olunmaması məsələsi hələ də müzakirə olunduğundan (Talon və digərləri, 2019), biz yalnız ESC-ləri müzakirə edin.

XCI-dan əvvəlki statusda insan ESC-ləri

Siçan ESC-lərinin analoqu kimi, qadın fərqlənməmiş insan ESC-ləri (hESCs) haqqında ilkin hesabatlar göstərdi ki, onlar iki aktiv X xromosomu daşıyırlar (Xa, Lüğət, Qutu 1-ə baxın) XIST (Xa XIST− Xa XIST− ) (Dhara və Benvenisty, 2004). Hər iki X xromosomunun fəaliyyəti, hüceyrələr hipoksiyada əldə edildikdə sabitləşir (Lengner və digərləri, 2010), baxmayaraq ki, oksigen konsentrasiyalarının təsiri müzakirə olunur (Patel və digərləri, 2017). Bununla belə, sürətlə ortaya çıxdı ki, hESC-lərin X xromosom statusu əvvəlcə düşünüldüyündən daha mürəkkəbdir, müxtəlif nümunələr hESC xətləri və hüceyrə populyasiyaları arasında və hətta onların içərisində birlikdə mövcuddur (Hoffman et al., 2005 Shen et al., 2008 Silva et al., 2008 Vallot et al., 2015). Bundan əlavə, Xa XIST− Xa XIST− hESC-lərin diferensiasiya zamanı XCI keçirmə qabiliyyəti indi bunun əvəzinə sual altındadır, diferensiasiya zamanı əksər fərqlənməmiş hESC-lərin X xromosom statusu saxlanılır (Patel və digərləri, 2017). Bu uyğunsuzluğun səbəbi məlum deyil, lakin həm XCI statusunu müəyyən etmək üçün istifadə olunan meyarlarla (Qutu 3), həm də bir populyasiyanı seçən diferensiallaşma ilə başlanğıc populyasiyanın heterojen təbiəti ilə əlaqələndirilə bilər (XIST+) digərinin üzərində (XIST–). Buna baxmayaraq, pre-implantasiya embrionlarında aparılan tədqiqatlar indi insanlarda XCI-dən əvvəlki vəziyyətin Xa XIST+ Xa XIST+ olduğunu müəyyən etmişdir (Okamoto et al., 2011 Petropoulos et al., 2016). Bu, implantasiyadan əvvəlki vəziyyəti saxlayan hESC mədəniyyət şərtlərini müəyyən etmək üçün yarışa başladı in vitro.

Pluripotentlik (bax Lüğət, Haşiyə 1) müxtəlif inkişaf mərhələlərinə, implantasiyadan əvvəl daxili hüceyrə kütləsinə və implantasiyadan sonrakılara uyğun gələn sadə və astarlı (Davidson və s., 2015 Nichols and Smith, 2009) daxil olmaqla bir çox "ləzzətlərdə" mövcuddur. müvafiq olaraq epiblast. Bu iki pluripotentlik vəziyyəti bir sıra metabolik və molekulyar xüsusiyyətlərlə, məsələn, onların siqnal yollarından asılılığı və transpozisiya edilə bilən elementlərdən yarananlar da daxil olmaqla transkripsiya imzaları ilə fərqlənə bilər (Theunissen et al., 2016). DNT metilasiyasının səviyyələri və paylanması kimi epigenetik xüsusiyyətlər də sadəlövh və əsaslı pluripotent vəziyyətləri müəyyən edir. X xromosomunun aktivlik statusu müxtəlif pluripotent vəziyyətlərin başqa bir əlamətidir - və görəcəyimiz kimi, möhkəmdir - sadəlövh pluripotentlik XCI-dən əvvəlki vəziyyətlə və XCI-dən sonrakı vəziyyətlə əsaslandırılmış pluripotentlik ilə xarakterizə olunur (Şəkil 2). . Sadə pluripotentliyi saxlamaq üçün bir neçə üsul və mədəniyyət formulları müəyyən edilmişdir in vitro, dəyişən çıxışlarla (Collier və Rugg-Gunn, 2018 tərəfindən nəzərdən keçirilir). Bu müxtəlif parametrlərdə X xromosomunun fəaliyyəti ilə bağlı çaşqınlıq XCI-nin qismən qiymətləndirilməsi və uyğun olmayan meyarların (məs. XIST ifadə). Bundan əlavə, bəzi mədəniyyət şərtləri sadəlövh pluripotensiyanın bir sıra xüsusiyyətlərini induksiya etməkdə müvəffəq olur, lakin X xromosom statusunu sıfırlamaqda deyil, XCR-nin prosesdə gec bir hadisə olduğunu göstərir (Sahakyan et al., 2017b). Buna görə də XCI və sadəlövh pluripotentlik arasında sıx əlaqə var: X xromosomunun fəaliyyətinin qiymətləndirilməsi “həqiqətən” sadəlövh hüceyrələri müəyyən etmək üçün güclü bir vasitədir və əksinə, sadəlövh PSC XCI-nin erkən mərhələlərini öyrənmək üçün vasitədir. İndiyə qədər, 5iLA (Theunissen et al., 2016, 2014) və t2iLGö (Takashima et al., 2014) kimi istinad edilən iki əsas mədəniyyət formulası XCI-dən əvvəlki vəziyyətə uyğun gəlir (Guo et al., 2017 Sahakyan et al. , 2017b Vallot et al., 2017), X ilə əlaqəli genlərin bi-alel ifadəsi ilə müəyyən edilmişdir. yığılması XIST aktiv X xromosomlarında XCI-dən əvvəlki vəziyyətin başqa bir əlamətidir XIST həmin hüceyrələrdə yığılma keyfiyyətcə erkən embrionlara bənzəyir və post-XCI hüceyrələrlə müqayisədə daha diffuzdur (Şəkil 2 Sahakyan et al., 2017b Vallot et al., 2017). Bununla belə, sadəlövh hESC-lərin əsl ekvivalentliyi in vivo başda implantasiyadan əvvəlki mərhələlər şübhəlidir XIST əsasən yalnız bir, nadir hallarda isə iki X xromosomundan ifadə edilir (Sahakyan et al., 2017b Vallot et al., 2017). Üstəlik, XCI-nin digər əlamətləri, xüsusən də H3K27me3 ilə bağlı ziddiyyətli nəticələr əldə edilmişdir. H3K27me3 ilə bəzədilmiş aktiv X xromosomları üzərində zənginləşdiyi təsbit edildi XIST bəzi tədqiqatlarda (Sahakyan et al., 2017b), digərləri heterokromatin işarələrinin (H3K27me3 və H3K9me3) yığılmamasını aşkar etdilər. XIST- embrionlara bənzər (Okamoto et al., 2011) sadəlövh hüceyrələrdə Xa-nı ifadə etmək (Vallot et al., 2017). Buna görə də, xromatin mənzərəsini tam qiymətləndirmək üçün əlavə təhlil tələb olunur XIST-insanlarda aktiv X xromosomları örtülmüşdür.

Sadəlövh hESC-lərin müəyyən dərəcədə XCI-dən əvvəlki statusu tutması, nəzəri olaraq, indiyə qədər əlçatmaz olan insan XCI-nin başlanğıcını qiymətləndirmək üçün unikal imkan təqdim edir. Xa XIST+ Xa XIST−-dən Xi XIST+ Xa XIST−-ə birbaşa keçid bildirilmişdir (Guo et al., 2017), digər tədqiqat isə Xa XIST− Xa XIST− aralıq mərhələsini təsvir etmişdir (Sahakyan et al., 2017b). Xa XIST− Xa XIST− hESC-lərin ilkin müşahidəsinə oxşardır. Sonuncunun inkişaf etməkdə olan embrionlarda olub olmadığını müəyyən etmək qalır. Üstəlik, XCI sonrası hüceyrələrdən əldə edilən sadəlövh hüceyrələrin differensasiyası orijinal Xi həmişə təsirsiz hala gətirilərək qərəzli XCI ilə nəticələnir (Sahakyan et al., 2017b). Bu, əvvəlki inaktivasiya statusunun yaddaşının qaldığını göstərir və bu hüceyrələrin əsl sadəlövhlüyünü yenidən şübhə altına alır. Bu məsələ əsasən XCI yaddaşından məhrum olan və Xa XIST+ Xa XIST+ daha səmərəli şəkildə sabitləşə bilən blastosistdən əldə edilən sadəlövh hESC-lərə aid olmaya bilər (Sahakyan et al., 2017b).

Hazırlanmış hESC-lərdən nə öyrənə bilərik?

XCI quruluşunu inamla təqlid edən bir mobil model hələ də çatışmaz olsa da, XCI-nin artıq baş verdiyi astarlanmış hESC-lər XCI-nin ilkin mərhələlərini başa düşmək üçün hələ də məlumatlandırıcı ola bilər. Bir neçə dəlil göstərir ki, astarlanmış hESC-lərin XCI-dan sonrakı vəziyyəti diferensiallaşdırılmış hüceyrələrdən fərqlidir. Ən bariz xüsusiyyət, astarlanmış hESC-lərdə qeyri-aktiv vəziyyətin qeyri-sabitliyidir, XCI-nin bir neçə əlaməti keçidlər zamanı kortəbii olaraq itirilir, bu fenomen mədəniyyətin hər hansı digər fərqli hüceyrələrində heç vaxt bildirilməmişdir, potensial olaraq bəziləri istisna olmaqla, lakin deyil. hamısı, xərçəng hüceyrələri (Bar və digərləri, 2019 Chaligné et al., 2015). XCI-nin bu eroziyası yox olması ilə xarakterizə olunur XIST ifadəsi və Xi-nin qismən yenidən aktivləşdirilməsi (Şəkil 2 Mekhoubad et al., 2012 Vallot et al., 2015). Eroziyaya məruz qalmış X xromosomu eroziyaya uğramış X adlanır (Xe bax Lüğət, Haşiyə 1). Görünür, heç də bütün genlər XCI eroziyasına eyni dərəcədə həssas deyil və XIST, gen susdurulması bəzi bölgələrdə digərləri ilə müqayisədə daha səmərəli şəkildə saxlanıla bilər (Bar və digərləri, 2019 Patel və digərləri, 2017 Vallot və digərləri, 2015). Müstəqil təhlillər nəticəsində ortaya çıxan nümunə sentromerin XCI eroziyasına davamlı olması ilə birləşən əsas domendir, halbuki həm qısa, həm də uzun xromosom qollarının orta hissələri XCI qeyri-sabitliyinə daha çox meyllidir (Bar və digərləri, 2019 Patel et al. , 2017 Vallot et al., 2015). Bunun səbəbi aydın deyil, lakin bu, Xi xromatinin ayrı-ayrı ərazilərdə təşkili ilə əlaqəli ola bilər. Eroziyaya həssaslıq və histon işarələrinin nümunəsi arasında həqiqətən korrelyasiya var, normal olaraq H3K27me3 ilə zənginləşdirilmiş bölgələr H3K9me3 ilə işarələnmiş bölgələrə nisbətən üstünlüklə yenidən aktivləşdirilir (Vallot et al., 2015). Bu, yəqin ki, H3K27me3-dən asılı olması ilə bağlıdır XIST və eroziyaya uğramış hüceyrələrdə Xi-dən itirilir, H3K9me3 isə qorunur (Vallot et al., 2015). Bundan əlavə, XCI-nin eroziyası qismən promotor CpG demetilasiyası ilə xarakterizə olunur (Nazor et al., 2012 Patel et al., 2017 Shen et al., 2008). Qeyd edək ki, XCI qeyri-sabitliyinin dərəcəsi mədəniyyət şəraitindən (şəxsi müşahidələr, J-F.O. və C.R.) asılı ola bilər. Xülasə, XCI eroziyasının normal inkişafda heç bir ekvivalenti və/yaxud uyğunluğu olmayan bir mədəniyyət artefaktı olmasına baxmayaraq (Bar və digərləri, 2019), çox güman ki, özünəməxsus və mərhələyə xas Xi xüsusiyyətlərini əks etdirir. Bu fərziyyə ilə razılaşaraq, Xi-nin xromatin təşkilatı pluripotenti differensiallaşmış hüceyrələrdən fərqləndirmək üçün tapıldı (Vallot et al., 2015, 2016). XCI sonrası hESC-lərdə H3K9me3 və H3K27me3 xromatin işarələri bir-birini istisna edir və antikorrelyasiyalıdır (Vallot et al., 2015). Maraqlıdır ki, Xi-nin bu cür bimodal təşkili həm metafazada (Chadwick və Willard, 2004) həm də interfaza xromosomlarında (Chadwick, 2007 Nozawa et al., 2013 Vallot et al., 2016) ölümsüzləşdirilmiş hüceyrələrdə də müşahidə olunur. Bunun əksinə olaraq, H3K9me3 və H3K27me3 əsas differensiallaşdırılmış hüceyrələrdə əhəmiyyətli üst-üstə düşür (Vallot et al., 2015), beləliklə XCI sabitliyini sinergik şəkildə artırır. Bu, XCI-nin sabit saxlanmasını təmin edən epigenetik modifikasiyaların çoxsaylı təbəqələrinin artıqlığını göstərən əvvəlki tədqiqatlarla razılaşır (Csankovszki et al., 2001).

X xromosomunun epigenomik landşaftının yenidən qurulmasında hüceyrə mədəniyyətinin potensial təsiri istisna olunmasa belə, bu müşahidələr Xi xromatin landşaftının çox mərhələli qurulmasını əks etdirə bilər. Gələcək tədqiqatlar həmçinin H4K20me1, H2AK119Ub və macroH2A kimi Xi üzərində normal zənginləşdirilmiş əlavə histon işarələrinin və variantlarının mövcudluğunu da əhatə etməlidir.


İstinadlar

Parisi M, Nuttall R, Naiman D, Bouffard G, Malley J, Andrew J, Eastman S, Oliver B: Genlərin azlığı Drosophila X xromosomu kişiyə aid ifadəni göstərir. Elm. 2003, 299: 697-700. 10.1126/elm.1079190.

Sturgill D, Zhang Y, Parisi M, Oliver B: X xromosomlarının demaskulinizasiyası Drosophila cins. Təbiət. 2007, 450: 238-242. 10.1038/nature06330.

Huynh KD, Lee JT: X-xromosom inaktivasiyası: ontogenez və filogeni birləşdirən bir fərziyyə. Nat Rev Genet. 2005, 6: 410-418. 10.1038/nrg1604.

Emerson JJ, Kaesmann H, Betran E, Long M: İnsan X xromosomunda geniş gen trafiki. Elm. 2004, 303: 537-540. 10.1126/elm.1090042.

Zhang Y, Vibranovski MD, Landback P, Marais GAB, Long M: Chromosomal redistribution of male-biased genes in mammalian evolution with two bursts of gene gain on the X chromosome. PLoS Biol. 2010, 8: e1000494-10.1371/journal.pbio.1000494.

Mikhaylova ML, Nurminsky DI: Lack of global meiotic sex chromosome inactivation, and paucity of tissue-specific gene expression on the Drosophila X chromosome. BMC Biol. 2011, 9: 29-10.1186/1741-7007-9-29.

Wu C-I, Xu E-Y: Sexual antagonism and X inactivation - the SAXI hypothesis. Trendlər Genet. 2003, 5: 243-247.

McKee BD, Handel MA: Sex chromosomes, recombination and chromatin conformation. Xromosoma. 1993, 102: 71-80. 10.1007/BF00356023.

Rice WR: Sex chromosome and the evolution of sexual dimorphism. Təkamül. 1984, 38: 735-742. 10.2307/2408385.

Lu X, Shapiro JA, Ting C-T, Li Y, Li C, Xu J, Huang H, Cheng Y-J, Greenberg AJ, Li S-H, Wu M, Shen Y, Wu C-I: Genome-wide misexpression of X-linked vs. autosomal genes associated with hybrid male sterility. Genom Res. 2010, 20: 1097-1102. 10.1101/gr.076620.108.

Vicoso B, Charlesworth B: Evolution on the X chromosome: unusual patterns and processes. Nat Rev Genet. 2006, 7: 645-653. 10.1038/nrg1914.


Videoya baxın: Yumurtalıqlarda polikistoz sonsuzluğa səbəb ola bilərmi? 055-481-06-12 (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Kazikus

    Bu cümlə, müqayisə olunmaz))))

  2. Maldue

    Düşünürəm ki, düzgün həll yolu tapacaqsınız. Ümidsiz deyiləm.

  3. Brainerd

    Bu variant mənə yaxınlaşmır. Başqa kim, nə sövq edə bilər?

  4. Yishai

    Bravo, düşüncəniz çox yaxşıdır



Mesaj yazmaq