Przegląd wpływu nukleosomów na dziedziczenie epigenetyczne
Zmiany warunków środowiskowych, takie jak narażenie na zanieczyszczenia środowiska lub opieka rodzicielska na wczesnym etapie życia po urodzeniu, mogą mieć wpływ na rozwój, fizjologię i sprawność fizyczną potomstwa. Mechanizmy leżące u podstaw przekazywania takich cech wśród jednego lub wielu pokoleń są w dużej mierze nieznane, ale metylacja DNA, RNA i nukleosomy mogą potencjalnie pełnić funkcję mediatorów dziedziczenia epigenetycznego. W końcowym etapie rozwoju komórek męskich komórek rozrodczych chromatyna ulega liczny przemianom, których skutkiem jest architektura jądra komórkowego o niewielkich wymiarach w plemnikach umożliwiających zapłodnienie. W tym procesie nukleosomy są w dużej mierze usuwane z nasienia ssaków i ludzi i zastępowane protaminami. W ramach finansowanego ze środków UE projektu NUCLEOSOME RETENTION (Dissecting the mechanism of nucleosome retention in mouse spermatozoa) ponownie przeanalizowano te prace i inne badania, które podważają położenie zachowywanych nukleosomów. W poprzednich badaniach kilka grup, w tym instytucja pełniąca rolę gospodarza projektu NUCLEOSOME RETENTION, wykazało, że niewielka część nukleosomów zachowanych u myszy i ludzi znajduje się zwykle w regionach regulacyjnych genu w genomie. Inna grupa opisała również położenie nukleosomów w powtarzalnych regionach genomu w plemnikach człowieka i wołu. W celu zweryfikowania miejsc występowania nukleosomów w plemnikach ssaków badacze biorący udział w projekcie ponownie przeanalizowali surowe dane DNA związanego z nukleosomami z nasienia człowieka i wołu. Odkryto, że opublikowane wyniki dotyczące nasienia człowieka i wołu były nieprawidłowe ze względu na analizę przy użyciu nieprawidłowych obliczeń. Praca została opublikowana w czasopiśmie recenzowanym Developmental Cell w artykule „Alternative Computational Analysis Shows No Evidence for Nucleosome Enrichment at Repetitive Sequences in Mammalian Spermatozoa”. Wyniki badań projektu NUCLEOSOME RETENTION częściowo rozjaśniły wątpliwości w debacie dotyczącej położenia nukleosomów podczas rozwoju nasienia ssaków. Użyte i opracowane metody zapewniły solidną bazę wiedzy dotyczącej analizy w dziedzinie biologii obliczeniowej, którą można zastosować w przyszłości do mapowania nasienia myszy. Co istotne, praca położyła fundament pod dalsze badania funkcjonalne dotyczące dziedziczenia epigenetycznego po ojcu.
Słowa kluczowe
Nukleosom, dziedziczenie epigenetyczne, NUCLEOSOME RETENTION, nasienie ssaków, biologia obliczeniowa
