基因组印迹
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②印迹的癌基因的LOI 或UPD 则可能导致双等 位基因表达,表达量成倍增加。
③印迹控制中心(指理论上可能会存在的某些对 印迹现象有关键性影响的基因或顺式元件) 的 突变性失活, 可能会导致某个染色体印迹区域 的多个印迹的癌基因的不正常表达。
17
基因 IGF2
位置
表达方式 （人体）
相关肿瘤
横纹肌肉瘤、平滑肌肉瘤、乳腺 11p15.5 父源性 癌、肺癌、结肠癌、胶质瘤
空间特异性：如小鼠Ins-2基因仅在小鼠胚胎的胚外组织中印迹， 但在胰岛细胞中双等位基因均表达;在人类， KvLQT1基因在大多数组织中为母源表达，但在 心脏中无印迹。
12
基因的保守性
人们对小鼠和人类基因组印迹基因研究发现人类 和小鼠的印迹基因既有相似又有不同点。至今还没有 发现真兽亚纲以外的动物有基因组印迹现象的报道， 但有袋类动物的X染色体上有印迹现象，它的失活不 是随机的，在胚胎和胚外组织中均为父源X染色体优 先失活。
H19
M6P/ IGF2R
11p15.5 母源性
6q26
双等位， 少数母源 性
膀胱癌、宫颈癌、Wilms’瘤 肝细胞癌、Wilms’瘤
p57 KIP2 11p15.5 母源性 Wilms’瘤、肺癌
p73 1p36 NOEY2 1p31
母源性 父源性
神经母细胞瘤、肺癌、肾癌 卵巢癌、乳腺癌
18
基因印迹在进化论意义上的优势可能就是 有效地防止了单性生殖, 维持了遗传多样性, 但 也增加了隐性突变转为显性的危险性。
13
ຫໍສະໝຸດ Baidu迹基因编码RNAs
人们发现很多印迹基因根本不编码蛋白质，只编码 RNA。
这类编码RNA的基因具有一些共同特点:这些基因的第 一个和最后一个外显子均大，中间含有多个小的外显子;在 真兽亚纲动物中两个基因编码的RNA一级结构均很保守， 虽然那些保守的核苷分布并不完全一致，但在每个基因中 其出现具有周期性。根据潜在的基-环结构上互补碱基变化 方式推测出RNA的二级结构其保守性更加显著。这特点表 明印迹基因编码的RNA在进化选择中有一定的生物学活性。
6
• 胞嘧啶核苷酸
• 蛋氨酸腺嘌呤
7
三、印迹基因的特点
1、 分布的群集性 2、DNA复制的不同步性 3、基因表达的时空特异性 4、基因的保守性 5、印迹基因编码RNAs
8
分布的群集性
最大的印迹基因群集区为X染色体本身。
最大的印迹基因群集区之一位于小鼠7号染色体末端 和人类11p15.5处。
另一个研究较多的印迹基因群集区位于人类15号染色 体上，由于该区与普达-威利综合症和亚斯伯格症候群两 种人类遗传疾病有关，因此人们对这一群集区很感兴趣， 目前已发现在此群集区至少包括ZNF127、VBE3A、5NRPN、 PAR-SN、PAR5、PAR1、NDN (necdin)、IPW、GABRG3、 GABRB3、GABRA5和FNZ127等12个印迹基因。
Remove Igf2 from Sperm
侏儒小鼠
5
二、基因组印迹的分子机理
研究发现基因组印迹的分子机理与印迹基因DNA中胞嘧 啶甲基化尤其是CpG岛的甲基化密切相关，胞嘧啶甲基化是 DNA的一种共价修饰。另外还有特殊的染色质结构和反义转 录产物等可能都是基因印迹产生和维持的重要因素。
基因印迹中，卵子和精子中对同一基因的不同程度的 甲基化, 几乎所有的印迹基因都有一些序列成份在两个不同 亲本来源的等位基因中仅有一方是甲基化。这些序列被成 为“差异甲基化区域”(Differentially Methylated Regions)。
相应的，具有这种差异的基因就被称为 印迹基因（imprinted genes）。
2
3
4
DeGhiara Efstradiatis 等人的实验
Sperm
Oocyte
Remove Igf2 from Oocyte
无特殊异常小鼠
Fertilized Oocyte
分别为来自 于小鼠父系 或母系的胰 岛素生长基 因Ⅱ（Igf2）
9
10
DNA复制的不同步性
细胞周期中的复制时间常与基因表达水平 有关，早复制的基因有活性，但印迹基因并 不一定遵循此规则。
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基因表达的时空特异性
时间特异性：如小鼠胚胎中的Igf2和Mash2开始为双等位基因 表达，但在胚胎形成的后期则表现为母源等位 基因表达。人类印迹基因中Igf2基因的表达也有 时间改变。
一、概念 二、分子机理 三、特点 四、生物学意义
1
一、概念
基因组印迹 （Genomic imprinting）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活性。
又称遗传印迹或亲代印迹(parental imprinting)或配子印迹(gametic imprinting)。
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四、生物学意义
印迹基因在生长发育中尤其是胎儿和 胎盘的生长发育中有重要作用，它还与细 胞增殖有关，正常基因组印迹模式改变会 引起一系列人类遗传性疾病，包括神经和 精神发育异常的遗传性疾病以及儿童和成 人的一些肿瘤。
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印迹基因与肿瘤
①印迹的抑癌基因的杂合性丢失(LOH) 、UPD 或突变失活可能会导致某个抑癌基因的唯一有 功能拷贝的丢失或不表达。
③印迹控制中心(指理论上可能会存在的某些对 印迹现象有关键性影响的基因或顺式元件) 的 突变性失活, 可能会导致某个染色体印迹区域 的多个印迹的癌基因的不正常表达。
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基因 IGF2
位置
表达方式 （人体）
相关肿瘤
横纹肌肉瘤、平滑肌肉瘤、乳腺 11p15.5 父源性 癌、肺癌、结肠癌、胶质瘤
空间特异性：如小鼠Ins-2基因仅在小鼠胚胎的胚外组织中印迹， 但在胰岛细胞中双等位基因均表达;在人类， KvLQT1基因在大多数组织中为母源表达，但在 心脏中无印迹。
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基因的保守性
人们对小鼠和人类基因组印迹基因研究发现人类 和小鼠的印迹基因既有相似又有不同点。至今还没有 发现真兽亚纲以外的动物有基因组印迹现象的报道， 但有袋类动物的X染色体上有印迹现象，它的失活不 是随机的，在胚胎和胚外组织中均为父源X染色体优 先失活。
H19
M6P/ IGF2R
11p15.5 母源性
6q26
双等位， 少数母源 性
膀胱癌、宫颈癌、Wilms’瘤 肝细胞癌、Wilms’瘤
p57 KIP2 11p15.5 母源性 Wilms’瘤、肺癌
p73 1p36 NOEY2 1p31
母源性 父源性
神经母细胞瘤、肺癌、肾癌 卵巢癌、乳腺癌
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基因印迹在进化论意义上的优势可能就是 有效地防止了单性生殖, 维持了遗传多样性, 但 也增加了隐性突变转为显性的危险性。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu迹基因编码RNAs
人们发现很多印迹基因根本不编码蛋白质，只编码 RNA。
这类编码RNA的基因具有一些共同特点:这些基因的第 一个和最后一个外显子均大，中间含有多个小的外显子;在 真兽亚纲动物中两个基因编码的RNA一级结构均很保守， 虽然那些保守的核苷分布并不完全一致，但在每个基因中 其出现具有周期性。根据潜在的基-环结构上互补碱基变化 方式推测出RNA的二级结构其保守性更加显著。这特点表 明印迹基因编码的RNA在进化选择中有一定的生物学活性。
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• 胞嘧啶核苷酸
• 蛋氨酸腺嘌呤
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三、印迹基因的特点
1、 分布的群集性 2、DNA复制的不同步性 3、基因表达的时空特异性 4、基因的保守性 5、印迹基因编码RNAs
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分布的群集性
最大的印迹基因群集区为X染色体本身。
最大的印迹基因群集区之一位于小鼠7号染色体末端 和人类11p15.5处。
另一个研究较多的印迹基因群集区位于人类15号染色 体上，由于该区与普达-威利综合症和亚斯伯格症候群两 种人类遗传疾病有关，因此人们对这一群集区很感兴趣， 目前已发现在此群集区至少包括ZNF127、VBE3A、5NRPN、 PAR-SN、PAR5、PAR1、NDN (necdin)、IPW、GABRG3、 GABRB3、GABRA5和FNZ127等12个印迹基因。
Remove Igf2 from Sperm
侏儒小鼠
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二、基因组印迹的分子机理
研究发现基因组印迹的分子机理与印迹基因DNA中胞嘧 啶甲基化尤其是CpG岛的甲基化密切相关，胞嘧啶甲基化是 DNA的一种共价修饰。另外还有特殊的染色质结构和反义转 录产物等可能都是基因印迹产生和维持的重要因素。
基因印迹中，卵子和精子中对同一基因的不同程度的 甲基化, 几乎所有的印迹基因都有一些序列成份在两个不同 亲本来源的等位基因中仅有一方是甲基化。这些序列被成 为“差异甲基化区域”(Differentially Methylated Regions)。
相应的，具有这种差异的基因就被称为 印迹基因（imprinted genes）。
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DeGhiara Efstradiatis 等人的实验
Sperm
Oocyte
Remove Igf2 from Oocyte
无特殊异常小鼠
Fertilized Oocyte
分别为来自 于小鼠父系 或母系的胰 岛素生长基 因Ⅱ（Igf2）
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DNA复制的不同步性
细胞周期中的复制时间常与基因表达水平 有关，早复制的基因有活性，但印迹基因并 不一定遵循此规则。
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基因表达的时空特异性
时间特异性：如小鼠胚胎中的Igf2和Mash2开始为双等位基因 表达，但在胚胎形成的后期则表现为母源等位 基因表达。人类印迹基因中Igf2基因的表达也有 时间改变。
一、概念 二、分子机理 三、特点 四、生物学意义
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一、概念
基因组印迹 （Genomic imprinting）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活性。
又称遗传印迹或亲代印迹(parental imprinting)或配子印迹(gametic imprinting)。
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四、生物学意义
印迹基因在生长发育中尤其是胎儿和 胎盘的生长发育中有重要作用，它还与细 胞增殖有关，正常基因组印迹模式改变会 引起一系列人类遗传性疾病，包括神经和 精神发育异常的遗传性疾病以及儿童和成 人的一些肿瘤。
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印迹基因与肿瘤
①印迹的抑癌基因的杂合性丢失(LOH) 、UPD 或突变失活可能会导致某个抑癌基因的唯一有 功能拷贝的丢失或不表达。