Zaburzenia regulacji epigenetycznej procesów wzrastania

Zaburzenia regulacji epigenetycznej procesów wzrastania na przykładzie
zespołu Silvera-Russella
Epigenetic dysregulation of growth mechanisms in Silver-Russell syndrome
Anna Tańska, Elżbieta Ciara, Małgorzata Krajewska-Walasek, Krystyna H. Chrzanowska
STRESZCZENIE
Epigenetyka jest dziedziną nauki zajmującą się badaniem mechanizmów regulujących poziom
ekspresji genów bez wprowadzania zmian w pierwotnej sekwencji nukleotydów w nici DNA.
Czynniki epigenetyczne regulują niezwykle ważne procesy selektywnego wyciszania genów
zarówno podczas embrionalnego rozwoju i różnicowania się komórek, jak i w okresie rozwoju
postnatalnego. Najczęstszą, najlepiej poznaną i najbardziej trwałą modyfikacją genomu, która ma
wpływ na ekspresję genów oraz odgrywa kluczową rolę w zjawisku rodzicielskiego piętna
genomowego, jest metylacja. Poza zmienionym wzorem metylacji zaburzenie piętna ujawnia się
także w przypadku jednorodzicielskiej disomii (uniparental disomy; UPD). Występujące podczas
epigenetycznej modyfikacji genomu błędy mogą prowadzić do różnorodnych schorzeń, a także
rozwoju nowotworów.
W pracy przedstawiono mechanizmy epigenetycznej regulacji ekspresji genów oraz ich
udział w procesie wzrastania u człowieka. Szczegółowo omówiono mechanizmy zaburzeń
rodzicielskiego piętnowania genów w regionie 11p15.5, które są jedną z bezpośrednich przyczyn
występowania zespołu Silvera-Russella (Silver-Russell syndrome; SRS). SRS jest modelowym
przykładem wrodzonych zaburzeń procesów wzrastania oraz pierwszą znaną chorobą człowieka
powiązaną z defektami epigenetycznej regulacji ekspresji genów zlokalizowanych na dwóch
różnych chromosomach – 7. i 11.
Słowa kluczowe: epigenetyka, metylacja DNA, piętnowanie genomowe, zespół Silvera-Russella,
ABSTRACT
Epigenetics is the study which investigates mechanisms regulating gene expression other than
changes in the underlying DNA sequence. Epigenetic factors regulate important processes of
selective gene silencing during embryonic development and cell differentiation, as well as during
postnatal development. DNA methylation is the best-known and the most permanent modification
of DNA, which affects gene expression and plays a key role in genomic imprinting. Moreover,
alterations in imprinting may result from uniparental disomy (UPD).
Errors of epigenetic modifications can lead to various disorders or tumour transformation.
We present epigenetic regulation of gene expression and its participation in the process of human
growth. We discuss the methylation defect on chromosome 11p15 which is one of direct genetic
1
disturbances causing Silver-Russell syndrome (SRS). SRS is considered to be a model of congenital
growth disturbances, as well as the first known disease associated with impaired epigenetic
regulation of the gene expression located on two different chromosomes, 7. and 11.
Key words: epigenetics, DNA methylation, genomic imprinting, Silver-Russell syndrome
2