印记基因——经典孟德尔遗传学认为所有父系及母系等位基因有同等表达，但随着对遗传学研究的深入，人们发现了一种成为基因印记的非孟德尔遗传现象，它指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达方式，又称遗传印记或配子印记。它是一种伴有基因组改变的非孟德尔遗传形式，可遗传给子代细胞，但并不包括DNA序列的改变。
研究人员已经发现了一种新的基因沉默机制，将有助于开发出更安全的体外受精甚至动物克隆方法。
我们每个人都从父母那里继承了两组基因，一组来母亲，一组来自父亲。但是对于一小部分等位基因而言，仅有一个拷贝的基因可以发挥功能，而另一个拷贝的基因则会终生沉默，这种机制叫做印记。许多印记基因对胚胎和胎儿出生后的生长发育有重要的调节作用，对行为和大脑的功能也有很大的影响，印记基因的异常同样可诱发癌症。可想而知，如果印记基因中本该失活的拷贝没有被关闭，会产生十分严重的后果。印记不当会导致一系列遗传病，如安格尔曼综合征（印记太多导致一对等位基因都被沉默）或者贝克威斯伟德曼氏症（印记太少，导致两个等位基因都表达）。
这种机制也就是狮子和老虎可以有两种后代的原因：如果雌性为狮子，那么后代就是虎狮兽--通常比父母种系都小；如果雌性为老虎，那么后代就是狮虎兽--通常比父母种系都大。导致这种体型和外观差别的部分原因就是遗传自父母的基因印记差别。一个叫做甲基化（甲基结合到其靶向沉默的基因上）的过程控制着印记的发生。
尽管人工受精（如人体外受精或者动物克隆）过程中，有时会发生不恰当的印记或者不恰当的印记遗传。然而，一项最新研究为逆转这种错误的印记带来了希望。这个由Yi Zhang研究员领衔的团队发现了另一种细胞沉默印记基因的方法--将组蛋白粘附在错误等位基因上。
通过修饰使一个叫做H3K27的基因携带上甲基，研究人员成功地降低了小鼠体内一些印记基因的活性。他们还发现了小鼠体内76个可能属于印记基因的基因，这个数字相当惊人，因为迄今为止小鼠体内只找到了150个印记基因，而人体内只找到了约300个印记基因。
尽管还需要更多研究探索这些印记基因，Zhang说道，但是这是一个认知上的突破，其背后的新机制揭示了印记的重要性。也许正是该团队描述的这种机制参与清除不当的印记等位基因，防止它们引起机体损伤。
该文章注意到，体外受精或者类似方法产生的孩子更容易发生印记紊乱，但是目前并不清楚背后的原因：可能是遗传，也可能是受精操作过程产生了不为人知的影响。但是Zhang认为他们的发现为那些怀孕困难的父母带来了希望，将帮助开发出能够产生更健康胎儿的技术。
此外，印记不当也可能是我们克隆健康动物很难成功的原因。通常，这个过程需要先清除前体细胞中的标记然后再给精子或者卵细胞添加标记。过去的研究表明这个过程中哪怕微小的错误也会导致克隆胚胎严重的发育障碍。
“这种新的印记机制也许为靶向这些发育障碍提供靶标。”Zhang总结道。
这篇题为Maternal H3K27me3 controls DNA methylation-independent imprinting的文章近日发表在Nature杂志上。
原文出处：Second gene-silencing mechanism found, could lead to viable clones and safer in vitro
